Diário de um Químico Digital

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.

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.

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.

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.

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.

<Dr. Chatoff mode on>

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 post de hoje vai ser curtinho, estou sem tempo para escrever.

Vocês que são estudantes de química, curiosos, professores ou simplesmente precisam de uma fonte confiável de textos atuais sobre esse assunto, podem contar com a revista Química Nova na Escola.

A revista é editada pela Sociedade Brasileira de Química, que para os Químicos do Brasil dispensa apresentações. A SBQ é a responsável por promover discussões acerca do exercídio da profissão no meio acadêmico em suas mais diferentes vertentes.

Graças à SBQ, a Química no país tem se desenvolvido cada vez mais, seja no âmbito acadêmico ou no âmbito industrial.

A revista Química Nova na escola é uma publicação semestral, dedicada principalmente aos professores de Química do Ensino Médio, mas pode ser usada tranquilamente em cursos de Licenciatura.

Para acessar os artigos já publicados, entre em http://qnesc.sbq.org.br/.

Por hoje era isso, abraços digitais.

A dica de hoje é, ao mesmo tempo, acerca de um site e de um conceito muito usado na área de educação e de informática:

Vou falar bem rapidamente sobre os mapas conceituais, ou como eles são mais conhecidos, mapas mentais.

Basicamente, os mapas conceituais são uma tentativa de expressar a maneira como o cérebro humano relaciona ideias, fatos, conhecimentos, etc.

No ensino de ciências, por exemplo, esses mapas são usados para traçar estratégias de ensino de um determinado conteúdo, mapeando-se os conteúdos e relacionando-os de forma estruturada.

Também podem ser usados para avaliar a compreensão dos estudantes acerca de um determinado conteúdo, solicitando-se que eles montem seus próprios mapas ao final do período em que se passou estudando aquele assunto.

Pode-se utilizar os mapas conceituais com o intuito de avaliar e quantificar o aprendizado.

Na área da informática, principalmente entre o pessoal que trabalha com programação, os mapas mentais são usados para relacionar partes de um programa entre si, de forma a elaborar estratégias que permitam chegar ao software final de forma eficiente.

Quem já fez algum curso de programação (FORTRAN77 \o/, tá valendo) provavelmente usou algo parecido, chamado pelos professores de fluxograma. Um fluxograma não é exatamente um mapa mental, mas aproxima-se bastante de um.

Na área de publicidade, os mapas mentais podem ser usados como auxiliares do brainstorming, a fim de criar novas peças publicitárias, etc. (Não sou publicitário, então não vou ficar falando muito sobre o que eu não sei.)

E para deixar de enrolação, deixo com vocês a dica de um site que permite fazer um mapa conceitual (ou mental) sem a necessidade de instalação de nenhum software.

Acessem o site bubbl.us e comecem imediatamente a fazer o seu mapa mental.

É grátis, é rápido, você pode fazer um rápido cadastro e compartilhar seu mapa com colegas de trabalho/escola, pode salvar o mapa como figura e ainda pode enviá-lo por e-mail.

Esse post do Meio Bit fala um pouco mais sobre os mapas conceituais e dá algumas dicas valiosas de softwares para quem deseja se se aprofundar nessa técnica.

P.S.: Eu nem quis entrar em detalhes didático-pedagógicos sobre os mapas conceituais porque isso sairia do escopo desse blog. Aqui eu pretendo escrever as coisas de modo bem informal.

Lembram do post no qual dou a dica de como desenhar moléculas sem o auxílio de um software?

Pois é, hoje vou dar a dica de um software gratuito que faz a mesma coisa, de forma mais eficiente, com muito maior qualidade e que não é tão difícil de usar.

Trata-se do Symyx Draw, o sucessor do antigo Isis Draw. Para uso pessoal e acadêmico ele é totalmente gratuito. Tudo o que você precisa fazer é um rápido cadastro no site dos caras. (veja a figurinha abaixo)

Benefícios do Symyx Draw:

• Possibilidade de converter nome-para-estrutura e estrutura-para-nome segundo regras IUPAC, SMILES E InChi;
• Gráficos com excelente qualidade;
• Possibilidade de instalar extensões (add-ins) grátis;
• Ferramente pau-pra-toda-obra para desenho rápido de moléculas;
• Grande quantidade de templates para as estruturas químicas mais comuns;
• Permite uso de arquivos com formatos pouco suportados por outros softwares do mercado;
• Interface mais simples e que permite desenhar mais rapidamente.

E "comofas" para ter essa maravilha da tecnologia?

Simples, siga os passos abaixo descritos:

1. Registre-se
2. Faça o login na sua recém-criada conta
3. http://www.symyx.com/downloads/downloadable/index.jsp

Na página de download, selecione Symyx Draw 3.2 SP2 no-fee.

Depois, é só instalar e sair usando.

Mais adiante vou publicar um tutorial em português de como usar esse software, por enquanto eu vou deixar apenas o link para uma animação em inglês que ensina a usar o bicho.

Tutorial aqui.

No link abaixo, um pequeno manual em inglês explica os menus e dá alguns exemplos de uso.

Manual aqui.

Espero que vocês experimentem esse software, eu o conheci há pouco tempo e achei bem interessante, e é uma ótima alternativa ao ChemSketch e ChemDraw (esse último é pago).

Vou começar, aos poucos, a indicar softwares para uso em pesquisas na área de Química ou até mesmo para uso em sala de aula, com finalidades didáticas.

O programinha que eu quero apresentar a vocês hoje é o Avogadro.

E o que ele faz?

Com ele, você pode construir estruturas moleculares em 3 dimensões, alternar entre diversos modos de renderização e até mesmo rodar uma pequena simulação de mecânica molecular a fim de otimizar a geometria da molécula.

O programa pode ser usado como um gerador de input para os principais programas de cálculo ab initio (GAUSSIAN, GAMESS, etc). Só não vá esperando que ele substitua interfaces mais antigas como o GassView, o programa ainda está em fase inicial de desenvolvimento e é Open Source.

Ele tem uma vantagem bem grande em relação a outros programas similares, é multi-plataforma. Isso significa que você pode instalar no Linux, no Mac, no PC, etc.

Acesse a página oficial e baixe já sua cópia.

http://avogadro.openmolecules.net/wiki/Main_Page

Se existe uma revista científica que eu gostaria de indicar a qualquer um interessado em ciências, essa revista é a "Pesquisa FAPESP". Ela é meio difícil de encontrar aqui na região sul do país, mas com um pouco de esforço pode-se encontrá-la em algumas bancas ou até mesmo encomendá-la ao jornaleiro.

A revista é financiada pela Fundação de Apoio à Pesquisa do Estado de São Paulo, conta sempre com ótimas reportagens científicas e é escrita em uma linguagem acessível.

Pois a referida revista está disponível também em versão digital no link http://www.revstapesquisa.fapesp.br . É só entrar lá e se deleitar com as inúmeras reportagens online.

Para deixar um gostinho do que pode ser encontrado lá, selecionei um artigo que fala sobre a utilização da revista na elaboração da prova de química do vestibular da UNICAMP.

http://www.revistapesquisa.fapesp.br/?art=6176&bd=2&pg=1&lg=

Para explorar a revista, o link direto é: http://revistapesquisa.fapesp.br/index.php

Era essa a dica de hoje, até mais.

Às vezes, em algumas disciplinas de Química da universidade, eu gosto de solicitar aos alunos que procurem vídeos sobre experimentos no Youtube que sejam relacionados ao assunto que estamos estudando.

A ideia é que eles fiquem familiarizados com essas ferramentas digitais que estão disponíveis na rede.

Um problema pelo qual muitos estudantes passam é não saber como guardar os vídeos encontrados para exibir em qualquer lugar, inclusive na escola onde eles futuramente farão estágio.

Bom, como eu não costumo ter esse problema,vou compartilhar um dos truques que utilizo para resolver esse pequeno problema.

Quem usa o Firefox pode se beneficiar das utilíssimas extensões, em particular da https://addons.mozilla.org/pt-BR/firefox/addon/10137 (Youtube Video Downloader).

Clique no botão "Add to Firefox" , aceite os termos de instalação, reinicie onavegador e divirta-se.



Aqui abaixo, uma amostra de como fazer o download do vídeo:



Até a próxima dica.