Diário de um Químico Digital 3.0

Química, TICs e outras treconologias. :)

Vai um sorvete rápido aí? — 31/12/2009

Vai um sorvete rápido aí?

Ontem eu tinha prometido escrever um post sobre como usar a “depressão do ponto de congelamento da água” para ensinar vocês a como fazer um sorvete.

E a coisa é tão fácil que você vai se perguntar porque ninguém nunca te ensinou isso antes.

Bem, para fazer o sorvete serão necessários alguns ingredientes bem simples: Anote aí:

<Ana Maria Braga mode on>

  • Gelo picado (uma cubeta de gelo tá de bom tamanho);
  • Sal de cozinha (o famoso cloreto de sódio, NaCl(s));
  • Açúcar confeiteiro (se usar açúcar normal o sorvete fica bom também);
  • Essência de baunilha;
  • Meio copo de leite integral (tem que ter gordura, senão não funciona);
  • Dois sacos do tipo Ziploc de tamanhos diferentes.

Modo de preparo:

Adicione o leite, umas duas colheres de açúcar e algumas gotas de essência de baunilha ao saco ZipLoc menor.

Adicione o gelo picado no saco Ziploc grande e despeje umas generosas colheradas de sal de cozinha (umas 8 deve dar resultado). Ao fazer isso, a temperatura do gelo vai baixar muito, conforme explicado no post anterior.

Coloque o saco pequeno dentro do saco maior e sele-os bem, ninguém vai querer sorvete salgado.

Agite o conjunto de sacos por alguns minutos até você perceber que o leite está com aparência pastosa.

Retire o saco com o seu sorvete, lave-o em água corrente para retirar o sal, abra o saquinho e saboreie.

<Ana Maria Braga mode off>

E aí vocês me perguntam: “como isso é possível”?
Simples, o leite é uma suspensão coloidal. Tem água, proteínas e açúcares, além de um monte de gordura presentes no leite. A gordura está sob a forma de bolinhas microscópicas. Todo mundo sabe que gordura e água não se misturam.

O máximo que pode acontecer é a gordura e a água se “suportarem”, isso é possível graças à certas proteínas do leite, como a albumina, por exemplo. Ela transporta os ácidos graxos (as gorduras do leite), permitindo que eles coexistam com toda aquela água que está lá presente.

Se a acidez do leite mudar, ou se ele sofrer um aquecimento muito intenso, a albumina perde sua função e deixa de compatibilizar a gordura e a água. Além disso, a caseína, outra substância presente no leite, precipita e o leite “talha”. (outro dia eu escrevo sobre como o leite influenciou a arte da pintura)

Bom, mas para nossos propósitos “sorvetísticos” basta saber que tem gordura suspensa no leite e que não nos interessa separar a gordura da água.

Quando congelamos o leite com a ajuda do gelo+sal, a tendência da gordura é solidificar antes da água e acontecer a separação que nós não desejamos que aconteça.  Por isso a agitação consntante que eu recomendei lá na receita.

À medida que você agitar os saquinhos, estará promovendo a mistura mecânica dos glóbulos de gordura, do açúcar, da essência e dos recém-formados cristais de gelo. No final, você ainda terá uma mistura hetereogênea mas com uma cara e um gosto ótimos.

Pronto, está a explicação científica do porquê é tão fácil fazer esse sorvete.

Aproveitem bem a receita, façam para as crianças nesta virada de ano ou façam para vocês mesmos, mas o importante é que tenham todos um feliz 2010!

Um abraço digital desse entusiasta do posterous.com !

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Como gelar a cerveja do Reveillon sem uma geladeira? — 30/12/2009

Como gelar a cerveja do Reveillon sem uma geladeira?

Eu sei que essa dica é mais velha que andar para a frente, mas ainda assim acho que vale a pena postar por aqui.

Existem alguns fenômenos que atendem pelo nome genérico de “propriedades coligativas”.

Aí vocês me dizem assim: “pô Márcio, que nomezinho estranho, como isso vai me ajudar a gelar minha bebida”?

Simples, essas propriedades são observadas quando nós adicionamos algo a um líquido puro. Esse “algo” é chamado de soluto, é uma substância que pode ser dissolvida no tal líquido (solvente) e mudar a composição do mesmo.

Sempre que nós dissolvemos um soluto não-volátil (outro termo emprestado dos alquimistas e que significa “difícil de evaporar”) em um solvente puro, nós alteramos a forma como as moléculas de solvente interagem.

Observem a figurinha a seguir:

 

https://i1.wp.com/www.portaldovestibular.com.br/wp-content/uploads/2008/05/coligativas.gif

O que ela tem de especial? Simples, ela mostra moléculas de água interagindo por meio de “ligações de hidrogênio” (os mais antigos chamam-nas de “pontes de hidrogênio”). Se não houver nenhuma outra substância presente na água (solvente), um átomo de oxigênio vai interagir com os átomos de hidrogênio de duas outras moléculas de água.

Como? A molécula de água é polar (o oxigênio possui uma carga total parcialmente negativa e cada hidrogênio uma carga total parcialmente positiva). Positivo atrai negativo e vice-versa (obrigado, senhores alquimistas, por mais esse ensinamento).

Se alguma substância, como o sal de cozinha, por exemplo, for adicionada à água, o mesmo vai ser dissociado em íons sódio (Na+) e íons cloreto (Cl-).

Os íons sódio vão interagir com os átomos de oxigênio parcialmente negativos da água. Os íons cloreto vão interagir com os átomos de hidrogênio parcialmente positivos da água e, voilá, teremos uma nova estrutura organizacional no líquido.

A presença desses íons “atrapalha” as moléculas de água, impede a organização das mesmas de forma eficiente.

Como resultado, se antes era possível congelar a água (deixar as moléculas bem organizadas) a uma temperatura de zero graus Celsius (273,15 K), agora não mais será possível obter esse resultado a essa mesma temperatura.

Para congelar a água será necessário remover mais energia da mistura, sob a forma de calor, a fim de obter o mesmo resultado. Em palavras de seres humanos normais, a temperatura de congelamento da água passará a apresentar valores abaixo de zero Celsius.

Esse fenômeno é conhecido por “depressão do ponto de congelamento” e depende grandemente da quantidade de soluto dissolvido no solvente. É um dos quatro principais fenômenos conhecidos pelo nomezinho que eu dei lá no começo do post. A palavra “co-ligativa” quer dizer, nesse caso, que depende das ligações entre os co-participantes da mistura (soluto e solvente) e das quantidades relativas deles.

“Tá, muito bom e muito bonito. Eu entrei aqui para ler sobre como gelar a cerveja e ganhei uma aula de Química”. – É o que você deve estar pensando.

Calma, agora eu explco como fazer.

Você pega as latinhas, dá uma lavada nelas (vai que tenha xixi de rato nelas) e coloca todas em um recipiente (aquelas caixas de isopor que você usa para guardar a galinha com farofa da família deve servir).

Em seguida, você faz uma mistura com:

1. gelo (um saco pequeno)
2. 1/4 de pacote de sal de cozinha ou de ureia (encontrada em veterinárias ou agropecuárias).
3. um pouco de água, não muita.

Isso deve baixar a temperatura para algo em torno de -10 graus celsius, dependendo da sua habilidade em medir a quantidade de sal, pode ser que consiga até -15 graus.

Ah, tem gente que gosta de misturar álcool etílico (etanol) à mistura. Mas como eu acho perigoso ficar mexendo com álcool perto de fogo (se você estiver em um churrasco é preciso o triplo de cuidado).

O importante é que em uma questão de minutos você deverá ter a sua bebida geladinha. Passe cada latinha em um balde com água para lavar e não ficar com gosto de sal na boca e bon apetit.

NOTAS FINAIS: Tome cuidado para não deixar a mistura muito gelada, pode ser que você acabe com um picolé de cerveja ao invés de uma bebida geladinha.

NOTA 2: Se você já se perguntou porque os moradores de países frios jogam sal na calçada, a explicação dada neste post serve para explicar. O sal faz com que o gelo da calçada (deve estar em torno de -15 ou -10 graus Celsius no ambiente) passe do estado sólido ao líquido, facilitando a remoção do mesmo com uma pá.

NOTA 3: Mais adiante eu vou postar como fazer sorvete com esse mesmo princípio.

O que Platão tem a ver com Química? —

O que Platão tem a ver com Química?

Título engraçado para um post, vocês não acham?

Pois é, engraçado pode até ser, mas é uma realidade.

Talvez muitos químicos nem se deem conta disso, mas o filósofo grego, que viveu entre os anos de 428 e 347 a.C., deixou um legado muito importante para nossa querida ciência da Química.

Ele fez um estudo filosófico sobre as formas da natureza e concluiu que o mundo material como nós o percebemos através dos sentidos não é real, ele é apenas uma sombra do mundo real. Tudo que pode ser experimentado com os sentidos físicos é somente uma sombra do que realmente existe no mundo real, e o mundo real não está acessível às faculdades sensoriais humanas.

Tá, e o que a química tem a ver com todo esse papo filosófico?

Ah, tem sim, e muito!

Basta dizer que ele estabeleceu que algumas formas geométricas, conhecidas hoje pelo nome genérico de sólidos platônicos seriam os arquétipos para tudo o que existe no universo material.

Basicamente, tudo o que há de belo, harmônico, simétrico, etc, deve remeter-se a uma das formas perfeitas previstas por Platão.

Se você é jogador de RPG já deve ter cruzado com algumas dessas formas. Vou facilitar a vida de vocês mostrando algumas imagens (roubadas descaradamente da wikipedia) desses sólidos.

Tetrahedron.svgHexahedron.svgOctahedron.svgPOV-Ray-Dodecahedron.svgIcosahedron.svg

Tratam-se do tetraedro, do cubo (ou hexaedro), do octaedro, do dodecaedro e do icosaedro. Eles se caracterizam por possuírem faces compostas por polígonos regulares (triângulo equilátero, quadrado, pentágono), e em cada vértice do polígono tem um outro polígono assentado. Resumindo:

  • os lados são iguais
  • os ângulos são iguais
  • as faces são idênticas

Mas o objetivo do post não é ficar filosofando sobre os aspectos matemáticos dos sólidos platônicos e sim sobre os aspectos químicos.

Agora vem a parte boa da coisa. Onde isso se aplica à Química?

Se vocês observarem, os sólidos de Platão são em número de cinco.

Um sólido para cada elemento alquímico.
O tetraedro está para o fogo (https://i1.wp.com/upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0b/Alchemy_fire_symbol.svg/64px-Alchemy_water_symbol.svg.png), o cubo está para a terra (https://i1.wp.com/upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0b/Alchemy_earth_symbol.svg/64px-Alchemy_earth_symbol.svg.png), o octaedro para o ar (https://i2.wp.com/upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0b/Alchemy_air_symbol.svg/64px-Alchemy_earth_symbol.svg.png), o icosaedro está para a água (https://i0.wp.com/upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0b/Alchemy_water_symbol.svg/64px-Alchemy_water_symbol.svg.png) e o dodecaedro está para o éter universal (lembram dos doze signos do zodíaco?).

Esses elementos formaram a base do pensamento alquímico grego, árabe, europeu e, portanto, são os pais dos modernos elementos químicos.

Com Lavoisier (1743-1794) vieram as ideias de recombinação de elementos químicos (não mais alquímicos, a parte filosófica foi expurgada para dar origem à ciência Química) e os modernos processos químicos estilo “receita de bolo”. E, um pouco mais tarde, a ideia de átomo foi retomada por Dalton (aquele que sofria de uma doença que o impedia de distinguir entre o vermelho e o verde) e mesclada com as ideias de Lavoisier sobre combinação de elementos químicos.

Antoine LavoisierJohn Dalton

Dando um grande salto na história, chegamos ao ano de 1940. Os senhores Sidgwick e Powel (Oxford University) estabeleceram uma relação entre os átomos e a geometria das moléculas. Eles estabeleceram uma série de regras, baseadas em observações experimentais espectroscópicas (um dia escrevo explicando que maluquice é essa), que permitiram aos químicos deduzir a geometria molecular de diversas espécies químicas.

Em 1957, Gillespie e Nyholm (University College London), aprimoraram as regras de Sidgwick e Powell e criaram o modelo bem sucedido conhecido em português como “modelo da repulsão dos pares de elétrons da camada de valência”. Em inglês é “valence shell electron pair repulsion model”.

Não vou entrar em detalhes químicos sobre esse modelo, deixo isso para um post futuro. O que eu quero agora é encerrar o post mostrando uma tabela que, certamente, vai mostrar qual a conexão com as ideias de Platão acerca dos sólidos perfeitos.

Observem a tabela e me digam se Platão tinha ou não razão:

http://www.uwplatt.edu/~hamiltoj/chem145/vsepr.jpg
Atentem para as moléculas de XeF4 e BrF5, ambas apresentam átomos ou pares de elétrons isolados dispostos segundo os vértices de um octaedro. Agora, observem as moléculas de NH3 (amônia) e H2O (água). Os átomos de hidrogênio e os pares de elétrons ficam dispostos segundo os vértices de um tetraedro.  Eu poderia sair pela rede catando mais exemplos dos sólidos platônicos, e o farei, mas esse post já ficou muito comprido.

Vou encerrando por aqui, desejando que vocês comentem o que acharam do post. Críticas construtivas, dicas, dúvidas, etc, todas serão bem-vindas.

Um grande abraço e até o novo post (esse posterous me deixa com vontade de escrever).

Online Chemical Editor (JChemPaint) – Desenhe Moléculas Online — 29/12/2009

Online Chemical Editor (JChemPaint) – Desenhe Moléculas Online

  Estou ainda na onda de postar coisas no posterous, sendo assim, resolvi postar essa dica de site.

Acesse o link a seguir webqc.org e conheça uma ferramenta para desenhar moléculas direto no navegador.

Pare para pensar comigo. Você precisa desenhar um simples aromático (benzeno, tolueno) ou um heterocíclico para aquele relatório de química orgânica e está no laboratório de informática da universidade.

O bendito laboratório não é exclusivo dos estudantes de química e, portanto, não tem um ChemSketch instalado, não tem um ChemDraw, não tem nada.

Você só precisa daquela estrutura para finalizar o relatório e não sabe o que fazer.

Pois bem, no site em questão dá para terminar o relatório bem rapidinho.

Deem uma olhada na estrutura da ferramenta e nas moléculas simples que eu montei lá, e tudo em menos de um minuto. 

Media_httpimg138image_cckhh

Fica a dica, divirtam-se desenhando suas moléculas no webqc. Até a proxima dica.

Educação digital e os blogs —

Educação digital e os blogs

Pois é, fala-se tanto em educação digital nos dias de hoje e pouco se vê.

O que é essa tal de educação digital? Vamos dar uma definição bem simples, sem recorrer a livros ou quaisquer outras fontes.

Educação digital envolve o uso de ferramentas computacionais para promover o processo de ensino-aprendizagem.
Blogs, drives virtuais, suítes de escritório como GoogleDocs, scribd, slideshare, ferramentas de busca, e até o controverso torrent podem ser usados para promover a educação digital.

No âmbito do ensino de química, pode-se citar como ferramentas que promovem a educação digital todos os programas para a representação de estruturas químicas como, por exemplo, o ChemSketch. Pode-se usar softwares que gerem equações químicas e matemáticas como o Equation Editor da Microsoft ou o Math Type.

Para não ficarmos apenas no âmbito de softwares, pode-se citar as famosas câmeras digitais como ferramentas poderosas para a facilitação da tarefa de educar digitalmente.

As câmeras atuais têm capacidade não só de fotografar, mas de filmar e gravar sons. Uma aula experimental pode ser gravada com uma câmera dessas, o vídeo pode ser convertido ao fomato flv (próprio para upload para o youtube) e disponibilizado para visualização de toda a turma e até mesmo de outras universidades ou escolas.

Eu mesmo já fiz isso, vocês podem ver nesse link do youtube:

Bom, e quanto à aptidão do professor para o uso das tecnologias digitais? Eu acredito que isso também está incluído nessa ampla definição de educação digital. Capacitar para o uso de tecnologias é fazer educação digital.

A coisa toda é muito simples e, ao mesmo tempo, muito complexa. Para mim, educar uma pessoa para usar as tecnologias digitais é fazer educação digital. Mas para fazer esse processo acontecer é necessário estar capacitado a usar tais tecnologias. E para tanto, é necessário USAR as tais tecnologias.

Estou testando essa nova forma de blogar do posterous. Se ela for fácil de usar como está sendo apregoado no meu site preferido de tecnologia (http://www.meiobit.com/meio-bit/web-20/posterous-o-blog-via-e-mail), vou passar a usar essa ferramenta nas disciplinas que estiverem sob minha responsabilidade.

Por enquanto era isso, esse texto é só um teste. Pode ser que nos encontremos novamente em bem pouco tempo.

Um abraço digital!

Prof. Márcio Martins

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