Diário de um Químico Digital 3.0

Química, TICs e outras treconologias. :)

Ciência, Tecnologia e Sociedade — 28/02/2010

Ciência, Tecnologia e Sociedade

Estava de bobeira aqui em casa (mentira, estava preparando aulas mesmo) e lembrei dessa apresentação em PPT que eu preparei para um evento  que sediamos na minha universidade no ano passado.

Decidi disponibilizar para vocês, espero que gostem.

Trata-se de uma tentativa despretensiosa de abordar o trinômio CTS na educação em Química.

P.S.: A conversão que o posterous faz com o arquivo pptx pode não ser perfeita. 🙂

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Dica – Scribd —

Dica – Scribd

Para quem nao tem dinheiro para comprar um bom livro de quimica pode se virar muito bem com o Scribd.

E o que é o Scribd, Márcio?

Basta dizer que no Scribd você pode procurar diversos documentos, livros, apresentações, etc.

 
Tudo que está lá é disponibilizado pelos próprios usuários do site.

Para vocês terem um exemplo, dá para procurar por livros de Química, aulas em formato Powerpoint (variados assuntos), etc.

 
Achei lá um experimento de físico-química, o qual incorporei ao conteúdo desse post só par exemplificar o que é possível encontrar por lá.
 
Você tem muito ferro no corpo — 26/02/2010

Você tem muito ferro no corpo

Vamos dar uma pausa nos posts sérios?

Que tal mais um pouco de curiosidades?

Fui lá no Learn Something Everyday

e achei essa informação:

 

 

 

 

 

 

 

 

TRADUÇÃO: “Um corpo humano mediano contém ferro suficiente para produzir um prego de 3 polegadas”.

Isso se deve ao fato de nosso sangue possuir muito ferro, sem ele a gente não conseguiria respirar adequadamente.

<Dr. Chatoff mode on>

No nosso sangue existe a famosa hemoglobina, responsável por capturar o oxigênio da respiração nos brônquios pulmonares e levá-lo até as células, onde ele é recebido pela mitocôndria e participa de uma séria de reações bioquímicas que resultam em calor e CO2.

Querem conhecer a molécula na qual o Ferro do sangue fica “preso”?

Eis o famoso grupo HEME, ou porfirina para os íntimos.

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<Dr. Chatoff mode off>

Espero que tenham gostado dessa curiosidade, fiquem bem e até o próximo post (acho que vai ser um mais bem humorado).

Baeyer, o grande benfeitor das calças jeans — 25/02/2010

Baeyer, o grande benfeitor das calças jeans

No post anterior (clica aqui) eu falei do Bayer fundador da indústria química alemã que leva o seu sobrenome e associei ao cara que causou uma revolução na química orgânica.

Parece que eu me enganei um pouquinho, os dois caras foram importantes para a ciência, mas são pessoas diferentes.

O Bayer que fundou a companhia que inventou a aspirina é o Friedrich Bayer. O Bayer sobre o qual eu gostaria de falar nesse post é o Sr. Johann Friedrich Wilhelm Adolf von Baeyer.

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O nosso amigo conseguiu fazer a síntese de uma substância conhecida por azul índigo, ou indigo blue para os mais íntimos. Essa substância causou uma revolução na indústria química da época, pois até então o azul índigo só poderis ser obtido a partir da planta que só existia na Índia e, portanto, precisava ser importada.

Essa planta fornecia um corante natural, extremamente desejado pelas tecelagens da época, que produzia um azul muito intenso e admirado pelos consumidores de fios e tecidos tingidos.

O azul índigo era tão importante para as pessoas que foi um dos motivos que impulsionou o povo português a buscar novas rotas comerciais que permitissem chegar às Índias contornando o continente africano. Vasco da Gama foi um desses navegadores, e um dos que logrou sucesso.

Mas, voltando ao Sr. Bayer, ele descreveu a planta que produzia o azul índigo, obteve corantes a base de ftaleína, investigou poliacetilenos, sais de oxônio, compostos nitrosilados e derivados do ácido úrico. Também descobriu o ácido barbitúrico (que mais tarde daria origem a medicamentos psiquiátricos). Ele foi o primeiro químico a propor uma fórmula correta para o indol (uma substância ótima como adubo mas que tem um cheiro extremamente nauseante para nós humanos, visto que é uma das substâncias presente nas fezes).

Bayer também criou teorias de ligações químicas, auxiliando na compreensão das ligações triplas e nos compostos carbônicos cíclicos de aneis tensionados.

O Sr. Bayer descobriu em 1871 como sintetizar a fenolftaléina (quem já teve aulas experimentais de química conhece bem esse indicador, que de incolor passa a um rosa muito intenso em meio básico). Ele descobriu no mesmo ano como obter a fluoresceína, um composto químico que reage à luz e produz luz fluorescente (quem usa lentes de contato rígidas e faz revisão regularmente sempre recebe umas gotinhas dessa substância nos olhos e fica com o maior olhão de vampiro o/).

Em 1872 ele experimentou misturar fenol e formaldeído, quase antecipando a descoberta do polímero baquelite do Sr. Leo Baekeland.

Em 1881 a Royal Society of London agraciou-o com a medalha Davy pelo seu trabalho com o o azul índigo.

Em 1905 ele foi agraciado com o Prêmio Nobel de Química em reconhecimento aos seus serviços prestados para o avanço da Química Orgânica e da Indústria Química.

E se você usa uma bela calça jeans com aquela linda cor azul, não se esqueça de agradecer ao Sr. Bayer pelo seu trabalho pioneiro. Antes dele, era preciso colher muitos quilogramas de folhas da planta para poder tingir algumas peças de tecido.

FONTE (parcial): Wikipedia
Molécula do dia – Aspirina — 24/02/2010

Molécula do dia – Aspirina

Aspirina é o nome comercial criado pela Companhia Bayer da Alemanha para o ácido acetilsalicílico, parte da família dos salicilatos, comumente usado como um analgésico, antipirético e anti-inflamatório.

A Aspirina é uma droga não-esteroide anti-inflamatória.

Ela era comumente usada para controlar a febre e a dor causadas por resfriados ou gripes. 

Há uma conexão entre o uso de aspirina e o bloqueio da formação de uma substância que auxilia no espessamento do fluido sanguíneo (tromboxano A2), ela vem sendo usada em tratamentos prolongados e de baixa dosagem para prevenir problemas cardíacos.

Os salicilatos são produzidos nas frutas como um mecanismo de defesa natural

Como derivada da casca do salgueiro, a substância é bastante ácida e pode provocar problemas intestinais graves. Outro efeito colateral da aspirina deve-se às suas propriedades anticoagulantes, ela causa aumento no sangramento menstrual.

Os salicilatos são produzidos pelas frutas como um mecanismo de defesa: induzindo células danificadas ou doentes a cometer suicídio. O homem moderno tem uma preferência por frutas e vegetais em estado perfeito, com aparência impecável, isso tem feito com que comamos menos salicilatos que no passado.

Há um estudo publicado no European Journal of Nutrition (vol. 40, p. 289) que indica sopas contendo vegetais orgânicos contém aproximadamente seis vezes mais salicilatos que os seus equivalentes não-orgânicos.

História

Hipócrates, o pai da medicina moderna, escreveu no século V A.C sobre um pó amargo extraídp da casca do salgueiro que podia curar dores e reduzir febres. este remédio é também mencionado em textos da antiga Suméria, Egito e Assíria. Os índios nativos americanos usavam esse extrato para dores de cabeça, febre, dores musculares, reumatismo e calafrios.

O Reverendo Edmund Stone, um vigário de Chipping Norton em Oxfordshire (Inglaterra), observou em 1763 que a casca do salgueiro era efetiva na redução da febre, mas a sua explicação para tal fato continha muitos erros.   

O extrato ativo do salgueiro, chamado salicna, graças ao nome Latino para o salgueiro branco (Salix alba), foi isolado em sua forma cristalina em 1828 por Henri Leroux, um farmacêutico Francês, e por Rafaelle Piria, um químico Italiano, o qual teve sucesso em separar o ácido em seu estado puro. A salicina é altamente ácida quando em solução saturada de água (pH = 2,4), e é chamada de ácido salicílico por essa razão. O nome sistemático do ácido salicílico é ácido 2-hidroxibenzoico. (fórmula abaixo).

File:Salicylic-acid-skeletal.svg

Esta substância química foi também isolado da ulmária (ou barba-de-bode, ou filipêndula, ou spiraea) por pesquisadores alemães em 1839. Apresentava eficácia, mas também causava problemas digestivos e diarreia. Podia até mesmo matar em altas dosagens. Em 1897 Feliz Hoffmann, um químico que trabalhava para Friedrich Bayer & Co. na Alemanha, derivatizou (criou um similar químico a partir do ácido salicílico) o grupo funcional hidroxila (-OH) adicionando um grupamento acetila (formando o éster acetila), o que reduzia os efeitos colaterais nocivos e negativos da droga.

File:Aspirin-skeletal.svg

O novo produto foi nomeado a- (por causa do grupo acetila) -spir- (por causa da flor) -ina (uma terminação comum para uma droga naquela época). Apresentava menos efeitos colaterais e era mais efetiva que a salicina ou o ácido salicílico. Esta foi a primeira droga sintética da história humana moderna, não uma cópia ou algo que existisse na natureza, e foi o início da indústria farmacêutica. Bayer registrou a aspirina como uma marca comercial em 6 de Março de 1899.

Entretanto, a companhia Alemã perdeu o direito de usar a marca em muitos países na medida que os aliados se apoderaram da fórmula da droga e dos ativos da empresa alemã após a I Guerra Mundial. nos EUA, o direito ao uso do termo “Aspirina” foi comprado do governo americano por Sterling Inc em 1918. Mesmo após a patente ter caído em domínio público em 1917, a Bayer tem sido incapaz de impedir os competidores de copiar a fórmula e usar o seu comercial, e com isso tem-se um mercado inundado de clones da droga, com um público incapaz de reconhecer “aspirina” como sendo propriedade de um único fabricante. Sterling também foi incapaz de evitar que o termo “aspirina” se tornasse uma marca genérica (e portanto desprotegida) em uma corte federal em 1921. 

E essa foi a história da aspirina, outro dia eu conto como um outro Sr. Bayer foi capaz de ganhar um prêmio Nobel. Posso adiantar que ele influenciou muita gente ao redor do mundo com a sua descoberta, principalmente os que gostam de usar calças jeans.

 

 

FONTE: Aqui tem uma representação interativa em 3D da molécula de aspirina.
Ossos artificiais a partir da madeira? — 22/02/2010

Ossos artificiais a partir da madeira?

É o que você leu, cientistas italianos desenvolveram um processo a partir do qual é possível produzir ossos artificiais a partir de madeira.

Li no meio bit essa notícia e resolvi postar aqui também.

Os cientistas pretendem implantar em breve esses ossos artificiais em seres humanos, devido à biocompatibilidade e ao baixo preço do processo.

Os pesquisadores escolheram a madeira como material de partida porque ela é muito próxima da estrutura do osso natural, o qual é “impossível de reproduzir com as tecnologias de processamento convencionais”.

Diz a pesquisadora Anna Tampieri, do Instituto Di Scienza E Technologia Dei Materiali Ceramici :

“(…)nosso propósito é converter estruturas nativas de madeira em compostos bioativos e inorganicos destinados a substituir partes de ossos avariados (…)”

O artigo foi publicado no Journal of Materials Chemistry e promete ainda muitas novidades.

Fonte: Meio Bit, Discovery.com,

Applet Java de Dinâmica Molecular —

Applet Java de Dinâmica Molecular

Clicando no link a seguir AQUI, você vai acessar um simples applet java que simula um fluido (líquido, gás, sólido, depende da temperatura e pressão que você escolher) composto por discos macios.

É como se a gente estivesse observando uma caixa contendo partículas atômicas (argônio, xenônio, etc) só que apenas em duas dimensões.

Dá para usar esse programinha em uma aula de físico-química para ensinar sobre estados termodinâmicos da matéria apenas variando os valores das variáveis de estado (temperatura, densidade, pressão, número de átomos, etc).

<Dr. Chatoff mode on>

Apenas a título de informação, essa técnica de modelagem molecular é bem comum no meio acadêmico. Eu mesmo a conheço bem, visto que fiz doutorado em simulação de líquidos por dinâmica molecular.

As partículas resumem-se a bolinhas que interagem umas com as outras por meio de potenciais aditivos aos pares, no caso desse applet usa-se o potencial de Lennard-Jones 12-6.

 V(r) = 4epsilon left[ left(frac{sigma}{r}right)^{12} - left(frac{sigma}{r}right)^{6} right],

Na equação acima, o parâmetro ε representa toda a parte eletrônica e nuclear do átomo, é chamado de parâmetro energético, polarizabilidade ou simplesmente “profundidade do poço de potencial”. O parâmetro σ representa a distância entre dois átomos do mesmo tipo na qual a energia potencial é zero. Representa o tamanho do átomo, tem valores grandes para átomos grandes (xenônio, por exemplo) e valores pequenos para átomos pequenos (hélio, por exemplo).

O parâmetro r representa a distância de separação entre os dois átomos. Se r for muito pequeno, o ramo de energia potencial repulsiva
r−12 cresce absurdamente e as partículas tenderão a se repelir, se a distância r tornar-se muito grande, o ramo de energia potencial atrativa  r−6 vai assumir maior valor e fazer com que as partículas voltem a se aproximar. Isso ajuda a representar as famosas forças de dispersão, conhecidas na Química como forças de Van der Waals.

 

A figura acima, roubada descaradamente da Wikipedia, mostra a forma da função de potencial para um dímero de argônio (dímero significa um par de átomos se atraindo e se repelindo).

As partículas se movem usando-se uma série de equaçõíes desenvolvidas há muito tempo pelo Sr. Isaac Newton, aquelas mesmas que a gente estuda no ensino médio (F=m.a, lembram?).

A força da equação acima vem de um truque matemático. A função de potencial de Lennard-Jones passa por uma operação matemática conhecida por derivada e fornece a força entre duas partículas separadas por uma distância r. Com a força em mãos, pode-se calcular a nova posição das partículas, calcula-se a nova força entre as duas partículas, obtém-se uma nova posição e por aí vai. Isso tudo é chamado de equações de movimento. No caso do applet da dica do dia, o algoritmo usado é o de Verlet.

<Dr. chatoff mode off>

Agora, voltando ao applet:

Escolha um conjunto de parâmetros (número de átomos, tamanho dos átomos, passo temporal e velocidade da animação – ambos têm a ver com as equações de movimento) e observe como as partículas saem de uma situação de ordem perfeita para uma situação de bagunça absoluta em pouquíssimo tempo.

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Se você achar que a coisa acontece rápido demais, pode usar o botão “slower” para observar a coisa com mais calma.

Além disso, por mais lento que você faça a simulação acontecer, lembre-se que tudo acontece na escala dos femtossegundos (algo em torno de 0,000000000000001 segundos). Em outras palavras, muuuuuuuuuiiito rápido mesmo.

 É claro que esse tipo de simulação pode se tornar muito mais complicada do que o mostrado nesse applet.

Na indústria farmacêutica é comum usar-se softwares mais complexos para investigar a interação de possíveis fármacos com sítios catalíticos de enzimas humanas ou de outros seres vivos. A utilidade disso é desenvolver novos medicamentos a um custo muito baixo.

Além disso, teorias sobre o estado líquido da matéria são desenvolvidas com o auxílio desses softwares.

Dá para aprender coisas bem legais com a DM (ou MD, na sigla em inglês – de Molecular Dynamics), e assim que for possível eu vou postar exemplos mais concretos aqui no blog.

Peço desculpas aos leitores ocasionais pelo post mais técnico que o normal, mas me deu vontade de escrever sobre isso. 🙂

 

P.S.: Esqueci de colocar o link para o applet, mas agora já está corrigido. Divirtam-se.

Protótipo de carro movido a hidrogênio — 20/02/2010

Protótipo de carro movido a hidrogênio

E eis que surge mais um protótipo de veículo movido a hidrogênio

E não é um protótipo feioso e sem nenhuma apelo comercial, é um protótipo bem bonito e destinado a rodar pelas ruas das grandes cidades.

Ele é capaz de desenvolver velocidades em torno de 50 milhas por hora, rodando apenas com hidrogênio e utilizando-se de uma rede de células de combustível para deixar os motores mais poderosos.

Motores? Sim! Esse carrinho tem um motor para cada roda. E com apenas 2,2 libras de hidrogênio, ele é capaz de rodar até 240 milhas, tem capacidade para duas pessoas e é bem bonitinho.
O custo dessa belezinha? Algo em torno de 200 libras ou 330 dólares americanos (por mês, ou você achou que algo tão bom ia sair tão barato?).

FONTE:Engadget, Blog do Curso de Química da UNIFRA

Princípios de Química – Parte II: Átomos são como pudins? — 18/02/2010

Princípios de Química – Parte II: Átomos são como pudins?

Continuando o assunto sobre os desenvolvimentos que levaram aos modelos mais modernos de átomo, vou avançar um pouco sobre como chegamos ao que se ensina nas escolas acerca da matéria em disciplinas de Química.

No post anterior, eu falei do modelo de Dalton.

Agora vou falar rapidamente sobre o modelo de Thomson.

Nas escolas, é comum ensinar que o átomo de Thomson é um “pudim de passas”. O que não se costuma falar é como se chegou a esse apelido.

Saibam que naquela época os cientistas estavam começando a desenvolver sistemas de geração de vácuo, e estavam empolgados com as possibilidades abertas com essa nova tecnologia. Teve até um período na história da humanidade em que se acreditava ser impossível gerar vácuo.

Agora, imaginem que alguém teve a ideia de pegar um tubo de vidro transparente e adaptou uma bomba de vácuo nele. Em seguida, esse alguém resolveu tirar o ar lá de dentro, até deixar o interior do tubo o mais vazio possível. Claro que não era possível remover TODO o ar, mas dava para deixar com uma pressão bem baixa.

Esse tubo é hoje conhecido como AMPOLA DE CROOKES (William Crookes foi o cirador da coisa toda).

Se você retirasse o ar de dentro do tubo e resolvesse, por exemplo, ligar o bicho na eletricidade, o que aconteceria?????

O que você vê na figura aí acima, LUZ!

Na época eles chamaram isso de RAIOS CATÓDICOS. Hoje, todo mundo que possui uma tv com tubo tem, na verdade, um descendente da ampola de Crookes na sala de casa.

O Thomson entra na história como o cara que pegou a ampola de Crookes, ou tubo de raios catódicos, e fez experimentos usando um campo elétrico.

Ele pensou que os raios catódicos não podiam surgir do nada, deveriam se originar do pouquíssimo gás restante dentro do tubo.

Quando ele ligava o tubo na eletricidade, a extremidade negativa (esquerda – cátodo) emitia partículas que eram atraídas pela extremidade positiva (direita – ânodo), gerando o facho de luz esverdeada visto na imagem.

O Sr. Thomson pensou, ainda, que esse facho composto por partículas carregadas negativamente poderia ser atraído por um campo elétrico. Instalou placas metálicas carregadas no caminho do feixe de partículas e observou que os raios catódicos sempre eram atraídos pela placa.

File:JJ Thomson exp2.jpg

Ele ainda conseguiu calcular a razão carga/massa dessas partículas negativas: elas deveriam ser cerca de 2000 vezes mais leves que o átomo mais leve existente (hidrogênio).

Assim, Thomson concluiu que essas partículas (ele chamava de corpúsculos) eram:

  • 2000 vezes mais leves que o átomo de hidrogênio;
  • possuíam carga negativa;
  • estavam presentes nos átomos de Dalton como se fossem passas em um pudim;
  • davam origem aos raios catódicos (graças a isso inventaram a TV anos depois).
Maaaaaasssss, como ele concluiu que os “corpúsculos” ficavam encaixadinhos nos átomos como se fossem gotas de chocolate num cookie?

File:Plum pudding atom.svg
Bom, os átomos disponíveis no laboratório de Thomson eram gasosos e eletricamente neutros. Para ser eletricamente neutro, o átomo não pode ser atraído por campos elétricos, e isso eles sabiam determinar com certeza.

Além disso, se uma carga negativa existe em um átomo neutro, é porque deve existir exatamente uma carga positiva para gerar a neutralidade elétrica.

Assim, como os raios catódicos eram provenientes dos átomos gasosos dentro do tubo, eles deveriam possuir ao mesmo tempo cargas positivas muito pesadas e cargas negativas muito leves.

A imagem que Thomson pôde criar para tal átomo foi a de um pudim com passas encravadas em sua massa.

Na parte 3 dessa série de posts, vou falar do modelo de Rutherford e Bohr. (O filho do Thomson trabalhou com Rutherford, sabiam?).
A escala do Universo — 17/02/2010

A escala do Universo

Vi no Sedentário e resolvi postar aqui no blog essa animação interativa que nos permite viajar pelas escalas de tamanho da matéria do universo.

Vou copiar o texto do autor do post original, de autoria do Kentaro Mori, na sequência:

<Kibe Mode On>

Do menor comprimento físico observável, o comprimento de Planck, medindo 0,00000000000000000000000000000000001 metros; ao maior tamanho, o tamanho do próprio Universo estimado em 930.000.000.000.000.000.000.000.000 metros: são muitos zeros em uma diferença de magnitude difícil de compreender.

Ou talvez nem tanto. Em uma fantástica animação interativa em Flash, você pode viajar por todas as escalas do Universo, começando da espuma quântica na escala de frações de yoctometros, passando por átomos, moléculas, vírus, células, seres vivos, planetas, estrelas, nebulosas, galáxias, aglomerados, o agrupamento local, o universo observável e o próprio Universo, com tamanho medido em yottametros.

De 10^-35 a 10^26, é uma longa viagem, e você pode arrastar a barra com o mouse para navegar ou usar as teclas de direção do teclado se desejar mais precisão.

Como Phil “Bad Astronomer” Plait comentou, “minha parte favorita está no extremo menor, quando você precisa passar por várias potências de dez com nada acontecendo até o comprimento de Planck, a menor escala no Universo. É uma noção um tanto aterradora”.

Será mera casualidade que a maior parte dos objetos que ilustram as escalas do Universo se concentre nas escalas ao redor de nosso próprio tamanho? Teorias físicas sugerem que pode haver uma incrível complexidade em escalas próximas do comprimento de Planck, bem como resta quase literalmente um Universo a descobrir em escalas estelares, galácticas, de grande agrupamentos. São quase 60 potências de dez do mundo bem real em que vivemos disponíveis para exploração científica.

Como dizia Sagan, nós mal começamos a explorar as margens do oceano cósmico, que se estende tanto pelas estrelas quanto pelo interior dos átomos.

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<Kibe Mode Off>

Não faz muito o meu estilo copiar na íntegra os textos dos outros, mas achei o texto bem escrito e acho que poderia estragá-lo se resolvesse editá-lo.

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