Diário de um Químico Digital 3.0

Química, TICs e outras treconologias. :)

A tortura do pobre ursinho gummy — 29/04/2010

A tortura do pobre ursinho gummy

<Dr. Chatoff mode on>

A reação química mostrada no vídeo é simples, embora de resultados visuais surpreendentes.

O Clorato de potássio é um sal que, ao ser aquecido libera água. Essa água forma uma solução saturada do sal.

O doce "gummy bear" é uma daquelas famosas balinhas de gelatina que podemos encontrar nos supermercados.

Ela contém grande quantidade do açúcar sacarose (C12H22O11).

A reação balanceada, com a ajuda do nosso amigo webqc, é:

8 KClO3 + C12H22O11 à 8 KCl + 12 CO2 + 11 H2O

Ou seja, o Cloro passa do estado de oxidação 7+ para o estado 1- (ele se reduz) e o Carbono passa do estado de oxidação 0 para 4+ (ele se oxida).

Além disso, a reação é extremamente exotérmica.

8 KClO3 + C12H22O11 à 8 KCl + 12 CO2 + 11 H2

(Consultei os valores de entalpia-padrão de formação no NIST).

DH= {[8*(-436,38) + 12*(-393,52) + 11*(-285,83)]} kJ – {[8*(315,0) + 1*(-2222,2)]} kJ

DHR = -3144,13 kJ – 297,80 kJ = -3441,93 kJ

Olha, não sei quanto a vocês, mas uma reação que libere tudo isso de calor é uma reação altamente exotérmica para mim!

<Dr Chatoff mode off>

E era isso, eu queria apenas compartilhar a tortura da pobre bala de gelatina e explicar o que acontece do ponto de vista químico. Não quero me estender mais nesse post.
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Dia da educação — 28/04/2010
O átomo cúbico de Lewis —

O átomo cúbico de Lewis

Quem aí já não se sentiu tentado a ensinar a “regra do octeto” de Lewis aos seus alunos?

Aposto que muitos responderam com um sonoro “SIM”!

Pois bem, saibam que o Sr. Gilbert N Lewis nunca falou em uma “regra do octeto”. Essa ideia errônea foi propagada pela própria natureza da teoria de Lewis, nascida antes do surgimento da teoria quântica.

Ele baseou-se, principalmente, nas ideias de outro Químico, o Sr. Richard Abegg.
Este dizia que a diferença entre a valência positiva (número de cargas positivas) e a valência negativa (número de cargas negativas) era geralmente 8.

Em geral, para um determinado elemento químico (como o enxofre, por exemplo) a soma do valor absoluto da sua valência negativa (2- para enxofre em H2S) e sua mais elevada valência positiva (6+ de enxofre H2SO4) é geralmente igual a 8. (Exemplo da regra de Abegg, formulada em 1904).

Em 1916, o Sr. Gilbert N Lewis, publicou seu clássico trabalho “O átomo e a molécula”, no qual explicita a noção de um átomo cúbico. Para quem não lembra, escrevi um artigo curto sobre o que eu penso acerca da relação geometria e química AQUI. Esse novo post tenta estreitar mais os laços da filosofia antiga com a moderna. Espero que vocês gostem.

O átomo cúbico foi o primeiro modelo atômico no qual os elétrons estavam posicionados em oito cantos de um cubo em um átomo não-polar ou molécula. Esta teoria foi desenvolvida em 1902 por Gilbert N. Lewis e publicado em 1916 no famoso artigo “O átomo e a molécula”, ele usou a teoria para explicar o fenômeno da valência. 

A figura abaixo mostra as estruturas para os elementos da segunda linha da tabela periódica.

Cubical atom 1.png

Embora o modelo do átomo cúbico tenha sido logo abandonado em favor do modelo de mecânica quântica baseado na equação de Schrödinger, a teoria de Lewis é de interesse principalmente histórico e representou um passo importante para a compreensão da ligação química. 
 O artigo de 1916 de Lewis também introduziu o conceito de par de elétrons na ligação covalente e o que agora chamamos de estrutura de Lewis.

Ligações no modelo cúbico de átomo

Ligações covalentes simples são formadas quando dois átomos compartilham uma aresta, como na estrutura C abaixo. Isso resulta na troca de dois elétrons. Ligações iônicas são formadas pela transferência de um elétron de um cubo para outro, sem compartilhar uma aresta (A). Um estado intermediário B, onde apenas um canto é compartilhado também foi postulada por Lewis.


Cubical atom 2.png


Ligações duplas são formadas pelo compartilhamento de uma face entre dois átomos cúbicos. Isto resulta no compartilhamento de quatro elétrons:


Cubical atom 3.png


Ligações triplas não podiam ser explicadas pelo modelo do átomo cúbico, porque não há nenhuma maneira de dois cubos compartilharem três cantos. 

 Lewis sugeriu que os pares de elétrons em ligações atômicas têm uma atração especial, o que resulta em uma estrutura tetraédrica, como npróxima figura (a nova localização dos elétrons é representado pelos círculos pontilhados no meio das bordas grossas). 

 Isto permite a formação de um vínculo único, através da partilha de um vértice, uma ligação dupla, compartilhando uma aresta e uma tripla ligação através da partilha de uma face do cubo. 

 Ele também reproduz a rotação livre em torno de ligações simples e também a geometria tetraédrica do metano. 

Leia mais na sequência…
#more

Extraordinariamente, pode-se dizer que havia um grão de verdade nesta ideia, porque mais tarde foi mostrado que os resultados do princípio da exclusão de Pauli resultam em um “buraco de Fermi” cuja repulsão decresce entre um par de elétrons com spins opostos no mesmo orbital.

 

Cubical atom 4.png

 

Como essa teoria teve o mérito de explicar a ligação covalente sem recorrer a conceitos complicados da mecânica quântica, foi logo aceito e é ensinado até hoje nas escolas. O problema é que ele falha em explicar compostos de Boro e/ou compostos que aceitam mais do que 8 elétrons na camada de valência.


Isso faz com que muitos professores, apegados ao que eles chamam “regra do octeto”, preferem esconder as exceções para não estragar a beleza da tal regra. Só que ela não é uma lei, é uma regra, baseada em uma teoria parcialmente bem sucedida. Não podemos negar a elegância da proposição de Lewis, mas também não podemos atribuir-lhe um caráter de infalibilidade.


Ensinem a teoria de Lewis, mas evitem usar esse termo “regra do octeto”, e familiarizem-se com a história da ciência que vocês (eu inclusive) se dedicam a ensinar para evitar de propagar conceitos errôneos.

Para os mais curiosos, o artigo original de Lewis foi publicado aqui:

01/04/1916. “THE ATOM AND THE MOLECULE.

 Journal of the American Chemical Society 38 (4): 762–785.

 doi:10.1021/ja02261a002


FONTES: Wikipedia1, Wikipedia2, História da Química – Um livro-texto para a graduação


Imagens microscópicas de grãos de pólen — 27/04/2010
Experimento da combustão — 26/04/2010
Parabéns ao Hubble — 25/04/2010
Dia da Terra — 22/04/2010
Resolver problemas de matemática online: como fazer — 20/04/2010

Resolver problemas de matemática online: como fazer

EDIT: PESSOAL, EU NÃO RESOLVO PROBLEMAS DE MATEMÁTICA OU QUÍMICA DE NINGUÉM A NÃO SER OS QUE EU PROPONHO AOS MEUS ALUNOS. SE VOCÊS QUEREM RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS, PROCUREM OS PROFESSORES DE VOCÊS. NÃO PEÇAM RESPOSTAS POR E-MAIL, EU NÃO PERCO UM SEGUNDO TENTANDO RESOLVER NADA PARA NINGUÉM. OBRIGADO PELA COMPREENSÃO!!!

Achei um link muito interessante AQUI, ele trata de uma questão bastante importante.

Não, não é sobre Química, mas relaciona-se com essa ciência.

Muitas vezes, é necessário resolver um problema matemático com certa urgência (exercícios de físico-química são um bom exemplo) e, ou não se sabe como resolver a questão, ou não se tem tempo de pesquisar a forma correta de resolução.

Para essas horas de desespero, existem diversos programas que ajudam. O Maple ou o MatLab estão aí para isso, mas são softwares comerciais e nem sempre temos um à mão.

Existem alternativas gratuitas, como o Octave, mas essa solução é baseada em Linux e poucas pessoas têm familiaridade com esse sistema operacional.

Assim, conheçam o site Mathway, que se não é nenhum Maple ou MatLab, pelo menos resolve o problema em uma hora de pavor. 🙂

Vamos ver, eu resolvi fazer um teste simples.

Peguei a equação de Van der Waals para gases reais e digitei no Mathway.

left(p + frac{n^2 a}{V^2}right)left(V-nbright) = nRT,

Media_httpimg29images_kcgfn

Então, pedi ao site que resolvesse a equação em relação à variável p (pressão).

Media_httpimg405image_dhelz

E, para a nossa surpresa, voilá.

Media_httpimg638image_bihae

É óbvio que um problema simples desses nem exige o uso do site, mas ele é capaz de resolver desde equações simples como essa até equações complicadas, envolvendo derivadas e integrais.

E se você quiser que o site retorne o passo-a-passo, aí sim você terá que desembolsar alguns dólares, pois esse tipo de serviço é pago.

Agora você já sabe, faça o seu cadastro lá no Mathway e resolva seus pequenos problemas matemáticos mais rapidamente a partir de hoje.
Veja um pouco do flOw sendo jogado — 17/04/2010

Veja um pouco do flOw sendo jogado

 

Fiquei com vontade de fazer uma experiência com um software que acabo de descobrir chamado CamStudio.

O software faz o seguinte: delimita uma parte da sua tela e permite gravar um vídeo de toda a atividade que estiver acontecendo lá, incluíndo movimentos do ponteiro do mouse, cliques, abertura de menus, etc. Ele pode fazer isso tudo gravando ou não os sons da área de trabalho.

Para fazer o teste, escolhi o game que eu apresentei no post anterior, o flOw, e joguei uma breve partida com o CamStudio aberto e gravando com baixa resolução e baixa frame rate.

O resultado está no vídeo a seguir:

Vou começar a mexer mais no CamStudio e produzir uns tutoriais de softwares em vídeo com ele.
Flow – o Game que imita a vida —

Flow – o Game que imita a vida

fl0w por JenovaChen

Descrição do "flOw"

O jogo em questão originou-se de uma tese sobre design de jogos de autoria de Jenova Chen. flOw é um jogo baseado na web, desenvolvido para atrair uma ampla audiência, permitindo aos jogadores com diferentes gostos pessoais experimentar o jogo à sua própria maneira. O jogo apresenta um mundo aquático abstrato que convida o jogador a mergulhar nele, aprender, explorar e, obviamente, sobreviver… 

Para você que gosta de Teoria da Evolução, "o forte se alimenta do mais fraco", etc, esse é o jogo perfeito. Com uma música suave, controles baseados em uso do mouse, e baixíssimo tempo de aprendizado, flOw pode te deixar vidrado na tela do computador por horas.

"flOw" Screenshots

bodyexperiment por JenovaChenflOw Screenshots Prototype por JenovaChen

Quem sabe você não dá uma passadinha lá no site do jogo e experimenta um pouquinho?

Clique AQUI para jogar.
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