Diário de um Químico Digital

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.

Em uma conversa com uma amiga, fiquei sabendo de um tal de chocolate que não derrete à temperatura ambiente.

Daí, resolvi pesquisar sobre isso quando chegasse em casa.

Fuçando aqui e ali, encontrei algumas coisas bem interessantes sobre o tal chocolate.

Ele foi descoberto meio que por "acaso" quando os funcionários da empresa do chocolatier Barry Callebaut trabalhavam em outra invenção. Como resultado, eles desenvolveram um chocolate que só derrete a temperaturas acima de 55ºC ou quando entre em contato com as enzimas da saliva.

O nome incomum dado ao chocolate deve-se ao fato de que ele resiste ao calor, é extremamente aerado e tem uma consistência de espuma. Além disso, o Vulcano é bem leve e crocante, sem perder o sabor tradicional de um bom chocolate.

O desenvolvimento de tal chocolate é algo que vem sendo tentado há anos por diversos fabricantes. A americana Hershey's já tentou fazer algo similar mas só conseguiu desenvolver uma barra de chocolate dura e altamente quebrável.

A empresa de Barry foi a primeira a desenvolver algo que nenhuma outra conseguiu antes. Eles são os maiores fabricantes de chocolate no mundo, sendo responsáveis por fornecer matéria-prima a empresas de grande porte, como a Nestlé, por exemplo. Daqui a dois anos o chocolate será lançado no mercado, o que deverá elevar o lucro da empresa em 66%, trazendo lucros por volta dos US$190 milhões.

FONTES:
Revista Veja
Time
Swiss Info
Guardian

Eu estava assistindo TV e notei que estão apregoando as fantásticas propriedades dessa substância como repelente natural de mosquitos e, portanto, como aditivo natural de uma famosa marca de inseticida.

Daí eu pensei: Será que o povão fica curioso para saber o que é esse bendito d-limoneno?

Estejam vocês curiosos ou não, eu vou escrever um pouco sobre esse composto orgânico.

Em primeiro lugar, é preciso saber de onde ele é obtido.

Pesquisei nas internetes e encontrei uma empresa americana chamada "Florida Chemical" que dedica-se a extrair produtos da casca de cítricos desde 1942.

Juntei uns textos daqui, outros dali, e montei esse post.

1) Fórmula química do d-limoneno

d-Limoneno é um hidrocarboneto, classificado como um terpeno cíclico. É uma molécula quiral, e sua ocorrência biológica natural se dá sempre sob uma das formas enantioméricas. As frutas cítricas fornecem o d-limoneno ((+)-limoneno), que também é conhecido quimicamente como o enantiômero-(R).

<Dr. Chatoff mode on>
Hidrocarboneto = molécula composta apenas por átomos de carbono e hidrogênio
Terpeno = categoria de compostos orgânicos cuja estrutura básica é o isopreno, derivado nas plantas do ácido mevalônico.

Molécula quiral = Toda molécula que apresenta arranjos diferentes de átomos em torno de um átomo central e que produz dois arranjos que comportam-se como reflexos um do outro é classificada como quiral. A palavra quiral vem do grego "chiron", que significa "mão". O termo se relaciona também com "enantiômero" (significado = opostos).

(+)-limoneno = o sinal + refere-se ao comportamento que esse enantiômero do limoneno apresenta quando exposto à luz plano-polarizada (explico isso em um outro post). Basicamente, o d-limoneno desvia a luz polarizada no sentido horário, por isso o símbolo (+).

d-limoneno = a letra "d" quer dizer a mesma coisa que o símbolo (+), vem da palavra "dextrógiro", que significa "desvia a luz polarizada para a direita".

1-metil-4-prop-1-en-2-il-cyclohexeno = nome IUPAC do d-limoneno.

<Dr. Chatoff mode off>

2) Como ele é obtido?

Ele é o componente majoritário do óleo extraído de cascas de frutas cítricas. Quando as frutas cítricas são espremidas para se obter suco, o óleo é pressionado para fora da casca. O óleo é separado, e é destilado para recuperar certos compostos aromáticos e saborizantes. O óleo bruto é coletado. Esse óleo é usado para fins de aditivação alimentícia.

Após o processo de produção de sucos, as cascas são levadas a um extrator por vapor. Esse aparelho extrai mais óleo da pele das frutas. Quando o vapor é condensado, uma camada de óleo flutua na superfície da água condensada. Esse é o d-limoneno usado para fins técnicos.


3) Aplicações do d-limoneno (além de repelente de mosquitos)

d-limoneno: um limpador por natureza

Na década passada, o uso dessa substância expandiu-se tremendamente. Tem sido extremamente usado na fabricação de tintas sólidas, conferindo um certo odor de laranja aos produtos, e usado como um fluido de resfriamento secundário.

O maior segmento em crescimento envolve o uso do d-limoneno em produtos de limpeza domésticos/industriais, como solvente ou mesmo como composto solúvel em água.

Como solvente, ele pode substituir uma ampla variedade de produtos, incluíndo óleos minerais, MEK (metil-etil-cetona), acetona (propanona), tolueno, éteres glicólicos, e naturalmente solventes orgânicos fluorados e clorados. Como muitos solventes orgânicos, d-limoneno não é solúvel em água, assim ele pode ser usado em unidades de separação de água. Com uma constante de equilíbrio básica (Kb) de 67, d-limoneno tem propriedades de solubilidade próxima às dos CFCs (clorofluorcarbonos), indicando que ele é um solvente muito melhor que um típico óleo mineral. O d-limoneno pode ser usado em sprays desengordurantes ou óleos para banho, ou como um substituto direto a muitos solventes orgânicos.

Combinando o d-limoneno com um surfactante, pode-se obter uma solução possível de ser diluída e misturada com água. Em muitos casos esses produtos são usados em produtos de limpeza em substituição a produtos cáusticos ou a outros produtos solúveis em água. Uma solução concentrada de d-limoneno/solução surfactante pode ser preparada a fim de ser diluída posteriormente. As concentrações de tais soluções giram em torno de 5-15%. Em geral, são usadas em sprays de limpeza. As soluções solúveis em água são usadas em plantas industriais onde a remoção de resíduos solúveis ou não em água é desejada.

FONTES:
Wikipedia
Florida Chemical

Essa música já é bem manjada no youtube, mas eu acho muito legal para deixar passar sem postar aqui no blog.

Basicamente é uma musiquinha bem ritmada que cita TODOS os elementos da tabela periodica.

Eu selecionei algumas versões do vídeo, cada uma com uma característica diferente.

A primeira é meio parada mas é interessante por mostrar a posição do elemento na tabela periodica que está sendo cantado na música.

A segunda versão mostra uma animação bem bonitinha, legal para ser usada em sala de aula para despertar o interesse da gurizada pela Química.

E, para os mais curiosos, a terceira versão contém a letra da música.

There's antimony, arsenic, aluminum, selenium,
And hydrogen and oxygen and nitrogen and rhenium,
And nickel, neodymium, neptunium, germanium,
And iron, americium, ruthenium, uranium,
Europium, zirconium, lutetium, vanadium,
And lanthanum and osmium and astatine and radium,
And gold and protactinium and indium and gallium, (gasp)
And iodine and thorium and thulium and thallium.

There's yttrium, ytterbium, actinium, rubidium,
And boron, gadolinium, niobium, iridium,
And strontium and silicon and silver and samarium,
And bismuth, bromine, lithium, beryllium, and barium.

There's holmium and helium and hafnium and erbium,
And phosphorus and francium and fluorine and terbium,
And manganese and mercury, molybdenum, magnesium,
Dysprosium and scandium and cerium and cesium.
And lead, praseodymium and platinum, plutonium,
Palladium, promethium, potassium, polonium,
And tantalum, technetium, titanium, tellurium, (gasp)
And cadmium and calcium and chromium and curium.

There's sulfur, californium and fermium, berkelium,
And also mendelevium, einsteinium, nobelium,
And argon, krypton, neon, radon, xenon, zinc and rhodium,
And chlorine, carbon, cobalt, copper, tungsten, tin and sodium.

These are the only ones of which the news has come to Hahvard,
And there may be many others but they haven't been discahvered.

Criado em 1976 para promover um espírito de empreendedorismo ao redor do mundo, o Rolex Awards reconhece projetos pioneiros que demonstrem pensamento inovador e contribuem para o aprimoramento da humanidade.

Desde que foi criado, o Rolex Awards já obteve mais de 25800 projetos inscritos e já concedeu 110 prêmios.

O laureado do ano 2000, o Sr. Mohammed Bah Abba (Nigéria), criou um inovador sistema de refrigeração que não utiliza eletricidade e é acessível às mais carentes localidades de seu país. 

 

 

Batizado de "pot-in-pot preservation cooling system", esse sistema é também chamado de "refrigerador do deserto" e utiliza um princípio básico da físico-química para conservar frutas e vegetais sem usar nada de energia elétrica.

Consiste de dois potes de barro cozido de diferentes diâmetros, o de diâmetro menor é posicionado dentro do de diâmetro maior e o espaço entre eles é preenchido com areia.

A areia deve ser mantida umedecida permanentemente a fim de que a refrigeração possa ser mantida.

O pote menor é usado para armazenar as frutas e os vegetais e, por sua vez, é coberto com um pano umedecido.

 

 

A geladeira do deserto funciona por um processo muito simples, a água contida na areia absorve o calor dos alimentos e o calor do ambiente, ao fazer isso ela evapora. O calor retirado dos alimentos é usado para a mudança de estado físico da água (do líquido para o vapor) e, como consequência, a temperatura no interior da geladeira diminui vários graus.

Experimentos realizados pela University of Benin City com um sistema de refrigeração similar ao do Sr. Mohammed mostraram que é possível obter temperaturas de 14 a 20 graus abaixo da temperatura ambiente.

O interessante do trabalho do Sr. Mohammed não foi a invenção do aparato, mas a forma como ele estimulou a população a adotar seu invento. Inicialmente ele presenteava as pessoas com os potes, em seguida ele passou a cobrar um valor próximo ao custo dos potes de barro, a fim de custear novas unidades para diferentes famílias ainda não atendidas pelo invento. A partir do momento em que a invenção foi amplamente aceita pela população, ele assegurou-se que o processo de produção e distribuição fosse auto-sustentável.

As pessoas atendidas pelo invento puderam guardar seus alimentos não mais por TRÊS DIAS, mas por até TRÊS SEMANAS.

Ele merecidamente ganhou o prêmio de 100.000 doletas, aplicou todo o prêmio na produção de novos potes de barro, empregando população local e gerando renda.

Os potes menores são vendidos por US$ 2,00 e os maiores US$ 4,00; um preço bastante acessível para as populações pobres da Nigéria.

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Explicação segundo as leis da termodinâmica:

O calor SEMPRE flui do corpo mais quente para o corpo mais frio, é uma lei natural e é SEMPRE observada. Acontece que o corpo mais quente possui moléculas mais desordenadas e agitadas. As moléculas mais agitadas colidem com as paredes do recipiente com maior frequência, transferindo energia cinética. Essa energia cinética vai lentamente sendo transmitida para as moléculas menos agitadas do recipiente com menor temperatura. Ao longo do tempo, a tendência é que as moléculas dos dois recipientes (o quente e o frio) atinjam a mesma temperatura (mesmo grau de agitação térmica).

Como no caso da geladeira do deserto o sistema é aberto, quando as moléculas de água "roubam" calor das frutas e vegetais elas passam mais facilmente ao estado de vapor e escapam para o ambiente, levando o calor das frutas consigo. Por isso a necessidade de molhar continuamente a areia e o pano.

<Dr. chatoff mode off>

FONTE: MDiG

O COLAR DE DEMÓCRITO

Giorgio Carboni, Maio de 1999
Traduzido e versado do texto publicado por Ron Wickersham, Santa Rosa, California, USA

 

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A teoria atômica da matéria foi proposta inicialmente por Leucipo, um fil[ósofo grego que viveu no século 5 a.C.. Naquela época os gregos estavam tentando compreender a forma como a matéria era formada. De acordo com Anaxágoras, é possível sub-dividir a matéria em partes progressivamente menores, e ele propôs que esse processo podia ser continuado sem limites. Na visão de Anaxágoras, você pode sempre dividir uma porção de matéria em duas partes, e cada uma dessas partes é também divisível em duas partes, e assim por diante -- não importando o quão pequena cada parte se torne, não há problema em continuar dividindo em partes ainda menores. Mas de acordo com Leucipo, eventualmente você chega a pequenas partículas que não podem mais ser subsequentemente divididas. Leucipo chamava essas partículas indivisíveis de átomos. A teoria atômica de Leucipo foi posteriormente desenvolvida pelo seu discípulo  Demócrito (o assunto desse artigo), que concluiu que a divisibilidade infinita de uma substância pertence apenas ao mundo imaginário da matemática e não deve ser aplicado à física porque ele acreditava que a matéria do mundo real é composta de partículas discretas. (discreto em oposição ao conceito matemático de contínuo)

Agora, imagine que entre Demócrito e seu mestre Leucipo uma discussão surgiu em torno das reais dimensões dessas partículas. Nós nãao sabemos se uma disputa dessa natureza realmente aconteceu entre esses dois filósofos, mas nada nos proíbe de imaginá-la. Ambos acreditavam que um limite seria alcançado quando a matéria não pudesse mais ser sub-dividida, e Leucipo acreditava que esse limite seria atingido após dividir-se a matéria algumas poucas vezes: ele achava que os átomos eram relativamente grandes, suficientemente grandes a ponto de serem visíveis a olho nu, mas Demócrito manteve uma opinião contrária, de que os átmos são muito, muito menores. Extremamente pequenos, Demócrito afirmava. Mas quão pequenos?

Agora, Demócrito está tomando um grão de sal entre seus dedos, parecendo absorvido em suas reflexões sobre o problema em suas mãos. Este comportamento é bastante comum para um filósofo, ainda mais em um mundo sem aparelhos de televisão, isso comumente ocorria durante aqueles tempos. Mas o que ele estava pensando? Se nós mergulharmos em sua mente, nós o veremos pensando sobre, "Se fosse possível alinhar átomos individuais deste grão de sal ao longo de uma linha, então eu poderia demonstrar seu diminuto tamanho. De fato, quanto maior cada átomo é, mais deles existirão e então a fileira será maior. Entretanto o comprimento da linha deveria ser indicativo de suas dimensões verdadeiras". Em particular, cada vez que você dividir o tamanho das partículas que a compõem, o comprimento da fileira obtida aumenta quatro vezes (veja diagrama).

Demócrito imaginava como ele poderia separar os átomos em seu grão de sal e alinhá-los em uma fileira, um problema tornado particularmente difícil se ele estivesse correto em sua suposição de que os átomos são muito, muito pequenos por causa do número resultante extremamente elevado de átomos. Aqui é necessário fazer um outro esforço de imaginação: /demócrito encontra Hefaísto (Vulcano em Latim), o Deus Artesão que tinha seu workshop na boca do vulcão Etna. Na verdade, os filósofos Gregos não amavam tanto os deuses e evitavam recorrer aos seus poderes sobrenaturais para explicar a realidade, mas separanrum grão de sal em seus átomos individuais e alinhá-os em uma fila era um problema técnico fora da capacidade do mortal comum (o leitor que me perdoe). 

Demócrito vai a Hefaísto, e descreve a natureza do problema: "...entretanto, amado Hefaísto, eu dou-lhe esse grão de sal. Seu volume é exatamente um milímetro cúbico. Poderia voc/~e, por favor, alinhar todos os átomos lado a lado montando um colar com eles? Eu presentearei esse colar à esposa de Leucipo, de forma que quando ele o veja, ele irá compreender quão pequenos os átomos são. Apenas um Deus pode completar uma empreitada como essa, e entre todos os deuses, apenas você poderia completá-la". Hefaísto responde: "Na verdade, nós deuses observamos com interesse vocês homens mortais, e frequentemente seus problemas também provocam discussões entre nós. O problema das dimensões dos átomos não falhou em fazer surgir controvérias no Monte Olimpo. Você deve saber que nós deuses temos muito conhecimento, e enquanto cada um de nós é um experto em seu campo apenas, ningupem quer parecer menos sapiente que o outro...então eu estou também ansioso por encontrar quão longo esse colar será. Volte amanhã e leve o colar que eu prepararei para você!"

Então os dois partiram. Naquela noite, Demócrito tentou seriamente dormir... "Quão longo será o colar?" ele imaginou "metros, dezenas de metros, centenas de metros ou quiçá quilômetros? Só os céus sabem!..." Pobre Demócrito, ele não fazia a mínima ideia! "Eu espero que ele tenha ao menos uns 200 metros de comprimento!" ele suspirava. Desafortunadamente, Hefaísto não entregou o colar a ele no próximo dia, nem no outro, nem ao menos nos dias seguintes, engajado que estava na manufatura de armamentos para os deuses e herois e na vigilância de sua esposa Afrodite (Vênus em Latim) a qual era de espírito libertino. Por essa razão é que desde aquele tempo, há muito tempo atrás, nosso pobre Demócrito não tem conseguido dormir tranquilamente.

Agora estamos centenas e milhares de anos adiante, e nossos homens mortais têm acumulado muito conhecimento de física e química. Hoje nós sabemos as dimensões dos átomos. Você pode encontrar os tamanhos dos átomos em um livro tal como o "CRC Handbook of Chemistry and Physics". Mas a leitura da dimensão em um livro não nos dá sempre a percepção do quão grande ou pequenas essas partículas são...  Sigam o raciocínio de Demócrito e demonstem quão ínfimos são os átomos reais calculando o comprimento do colar feito a partir de um cubo de sal (NaCl puro) de exatamente um milímetro de lado. Após a solução desse problema, mandaremos um e-mail para Demócrito de forma que ele possa finalmente dormir.

Na realidade, nãoé possível fazer uma fileira de átomos de sódio e cloro lado a lado pois esse arranjo seria instável. Entretanto, este cálculo serve para demonstrar o quão pequenos os átomos realmente são. De qualquer forma, faça os seus cálculos como se fosse possível manter esses átomos em uma fileira, como se esse fosse o colar de átomos que Demócrito gostaria de contemplar.

No próximo post vou ensinar como calcular o comprimento do colar de Demócrito, já que Hefaísto soprou a resposta aos meus ouvidos.

FONTE: Fun Science

Não sou bom em editar imagens, então vou apenas traduzir o texto para vocês.

LEGENDA: "Se você gritar por 8 anos, 7 meses e 6 dias, terá produzido energia suficiente para aquecer uma xícara de café".

EXPLICAÇÃO: O calor é uma forma de energia estudada em uma área da química chamada físico-química. O calor é percebido nos sistemas químicos através da agitação das moléculas.

Quanto mais agitadas as moléculas de um sistema, mais calor ele contém. Gritar envolve emitir ondas de ar através do espaço à nossa frente. Se gritarmos, estaremos enviando moleculas mais agitadas (com mais conteúdo calórico, portanto) em direção à hipotética xícara de café.

Sendo assim, as moleculas que agitamos com nossa voz transferirão essa agitação para as moléculas do líquido na xícara de café.

Supondo-se que todo o calor emitido por nós ao gritar seja completamente transferido para a xícara de café, teremos aquecido o conteúdo da xícara. E ao final de 8 anos, 7 meses e 6 dias, poderemos molhar a garganta com um café bem quentinho.

E aí, alguém se habilita a começar a aquecer a minha xícara desde agora? ;)

 

FONTE: Learn Something Everyday

E não só as fraldas descartáveis, mas os absorventes íntimos também funcionam de forma similar, absorvendo líquidos corporais com uma eficiência impressionante.

Sem enrolar muito, o responsável pela extrema absorção de líquidos é uma substância chamada poli(acrilato de sódio).

O que é esse troço? Bom, ele é um polímero, uma molécular composta por milhões e milhões de estruturas idênticas entre si, ligadas umas nas outras como se fosse um colar. A estrutura mínima do "colar" é o acrilato de sódio, representado na figura abaixo:

Vocês lembram o lance do sabão ter uma cabeça polar e do fato de essa cabeça polar ser a responsável pela solubilização com a água? Pois é, observem que o poli(acrilato de sódio) também tem a mesma cabeça polar, e por isso ele tem uma afinidade absurda com a água.

Uma amostra desse polímero é capaz de absorver de 200 a 300 vezes sua própria massa em água.
Ou seja, se você colocar um mísero grama desse material em uma fralda descartável, ela será capaz de absorver até 300 g de xixi! :0

Veja o vídeo:

Outros usos do poli(acrilato de sódio):

• Agente sequestrante de metais em estações de tratamento de água;
• Agente espessante;
• Neve de mentirinha;
• Materiais superaborventes (após modificação química);
• Aditivos para água de banho (gel de banho);
• lubrificantes à base de água.

E era isso, eu só queria compartilhar essa informação com vocês, já que nos últimos dias eu tenho visto muitas fraldas descartáveis na minha frente, graças à minha nenê recém-nascida.

Um grande abraço digital!

 

EDIT: Eu esqueci de dizer que o poliacrilato tem a capacidade absurda de reter água devida à enorme quantidade de grupos polares presente. Cada grupamento daqueles (camado de carboxilato) retém uma molécula de água, se uma cadeia polimérica de poliacrilato tem milhões desses grupamentos, vai reter milhões de moléculas de água. Simples!