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Ar Atmosférico, Composição do ar

Ar Atmosférico, Composição do ar

Ar Atmosférico, Composição do arAr atmosférico é um fluido constituído por vários gases que formam uma capa ao redor da Terra. Até uma altitude de aproximadamente cem quilômetros sua composição é constante, devido a fenômenos de turbulência e convecção que dão origem a correntes de ar. Esses fenômenos se devem a diferenças de temperatura entre as diversas camadas atmosféricas; o ar quente, menos denso, tende a subir, enquanto o ar frio ocupa as camadas inferiores. Em altitudes superiores a cem quilômetros, verifica-se a presença maior de gases mais leves, como o hélio e o hidrogênio, já que possuem tendência a escapar do campo gravitacional terrestre.

Por ser o ar imprescindível a processos biológicos básicos como a respiração e a combustão, os filósofos da Antiga Grécia elaboraram diversas teorias que o situavam como essência da matéria, tanto a inanimada quanto a animada.

Composição do arO gás encontrado em maior proporção no ar atmosférico é o nitrogênio molecular, que constitui cerca de 78% de seu volume total, na proporção aproximada de uma molécula de oxigênio para cada quatro de nitrogênio. Em quantidades inferiores são encontrados argônio, neônio, hélio, dióxido de carbono, metano, criptônio, hidrogênio, xenônio, ozônio, óxidos nitrosos e dióxido de enxofre. Além desses gases, podem estar presentes impurezas em suspensão, tais como vapor d'água e partículas de poeira ou microrganismos. A percentagem de vapor d'água varia de 0 a 7%, e constitui um fator fundamental para a meteorologia, já que é a fonte de qualquer tipo de precipitação (chuva, neve etc.) e desempenha papel determinante na absorção de radiações infravermelhas, nocivas para os seres vivos. Alguns gases encontrados em quantidades residuais são igualmente necessários para os seres vivos, como é o caso do ozônio e do dióxido de carbono. O ozônio atua na ionosfera como filtro das radiações ultravioleta de comprimentos de onda inferiores a 300 micrômetros (1 micrômetro = 10-6 metros), letais para a vida. O dióxido de carbono, por sua vez, é utilizado pelas plantas na fotossíntese, processo que converte esse composto e a água em matéria orgânica, em presença da luz solar. O fenômeno constitui o primeiro passo da cadeia alimentar dos seres vivos.

O ar e os ciclos de nitrogênio, oxigênio e dióxido de carbono A constância da composição do ar não significa ausência de processos de produção e eliminação de alguns dos diferentes gases que o constituem, mas sim que existe um equilíbrio estável, mantido por meio de ciclos, fundamentalmente biológicos. Neles são utilizadas e liberadas quantidades equivalentes de alguns dos componentes do ar. O nitrogênio atmosférico é usado pelas bactérias nitrificantes, localizadas nas raízes de certas leguminosas, e convertido em compostos orgânicos nitrogenados, que, por sua vez, são transformados em nitritos e nitratos, dos quais o nitrogênio é novamente liberado para a atmosfera pela ação de microrganismos. Outro possível mecanismo de formação de nitratos a partir do nitrogênio atmosférico é aquele desencadeado pelas descargas elétricas produzidas durante as tempestades.

Os ciclos de oxigênio e de dióxido de carbono estão estreitamente vinculados. O oxigênio liberado durante a fotossíntese é consumido nos processos de respiração, fermentação e combustão. Já esses três processos liberam dióxido de carbono, utilizado pelas plantas durante a fotossíntese.

Evolução do conhecimento do ar O início do estudo do ar remonta à Grécia clássica. No século VI a.C., Anaxímenes de Mileto classificou-o como um dos fundamentos da matéria inerte e dos seres vivos. No século XVIII, o alquimista Jan Baptista van Helmont estudou o dióxido de carbono, o metano e o hidrogênio, descobrindo que parte do ar é consumido durante o processo de combustão. Na segunda metade do mesmo século, Robert Boyle demonstrou que esse gás também era consumido durante os processos de respiração e calcinação dos metais.

Na mesma época, Evangelista Torricelli descobriu a existência da pressão atmosférica e Georg Stahl propôs a teoria do flogístico, que na época obteve grande aceitação. Segundo ele, o flogístico seria uma substância fundamental, contida na matéria, a qual era liberada para o ar atmosférico durante os processos de respiração, combustão e oxidação. Essa interpretação foi recusada por Antoine Lavoisier, que, ao propor a teoria da combustão, baseada na descoberta do oxigênio por Joseph Priestley, estabeleceu o fundamento da química moderna.

No final do século XIX, foram descobertos o argônio, o criptônio, o xenônio, o neônio e o hélio, denominados gases nobres devido a sua baixíssima reatividade. Com isso foi possível completar-se o estudo da composição do ar.

Utilização do arO ar é empregado industrialmente como matéria-prima para a obtenção em grande escala de alguns de seus componentes. O nitrogênio assim obtido é, por sua vez, utilizado na fabricação  de amoníacos e fertilizantes nitrogenados. O oxigênio é largamente empregado na indústria siderúrgica para serem alcançadas temperaturas mais elevadas, mediante o enriquecimento do ar.

A separação dos diversos componentes do ar de aplicação industrial se dá através de etapas de liquefação e destilação. Na primeira dessas etapas, resfria-se o ar por compressão seguida de rápida expansão, e o líquido assim obtido é destilado, com consequente separação de seus componentes.

Ar comprimido. Obtém-se ar comprimido quando se submete o ar a pressões superiores à atmosférica. Sua principal utilidade é como fonte de energia na alimentação de sinos de mergulhador e outros trabalhos submarinos, e em sistemas de freios, pintura a pistola e outras aplicações.

Nos trabalhos de escavação no fundo do mar para a construção de fundações de pontes, utiliza-se a chamada câmara de ar comprimido, uma armação em chapas de aço, de grandes dimensões, em forma de caixa sem fundo. Abastecida de ar sob pressão, essa câmara se comunica com o exterior através de três tubos: um deles destina-se ao acesso dos trabalhadores; outro à retirada do material proveniente da escavação; e o terceiro à entrada do concreto.

O sistema de freios pneumáticos para comboios ferroviários, desenvolvido e aperfeiçoado por George Westinghouse, em 1869, compreende, em cada vagão, a tubulação geral vinda da locomotiva, o depósito de ar comprimido (a 7,7kg/cm2), ligado ao cilindro do freio e a outro cilindro com válvula tríplice, cada cilindro com um pistão: o funcionamento dos freios depende da posição desses pistões. Para soltar o freio, o maquinista fecha o comando e a pressão obriga o ar a penetrar no cilindro através da válvula tríplice, levando o respectivo pistão a retroceder; assim fica aberto o tubo de escapamento, permitindo que o ar comprimido saia do cilindro do freio, cujo pistão se afasta, deixando a roda livre. Com o trem em movimento, o ar do compressor enche o depósito do cilindro da válvula tríplice. Para frear, será necessário dar saída ao ar comprimido no cano: aliviada a pressão, o ar empurra o pistão do cilindro que se desloca e obriga a sapata do freio a exercer pressão contra a roda.

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Oxidação e Redução

Oxidação e Redução

Oxidação e Redução

Oxidação é o processo químico em que uma substância perde elétrons, partículas elementares de sinal elétrico negativo. O mecanismo inverso, a redução, consiste no ganho de elétrons por um átomo, que os incorpora a sua estrutura interna. Tais processos são simultâneos. Na reação resultante, chamada oxi-redução ou redox, uma substância redutora cede alguns de seus elétrons e, consequentemente, se oxida, enquanto outra, oxidante, retém essas partículas e sofre assim um processo de redução. Ainda que os termos oxidação e redução se apliquem às moléculas em seu conjunto, é apenas um dos átomos integrantes dessas moléculas que se reduz ou se oxida.

Na classificação das reações químicas, os termos oxidação e redução abrangem um amplo e diversificado conjunto de processos. Muitas reações de oxi-redução são comuns na vida diária e nas funções vitais básicas, como o fogo, a ferrugem, o apodrecimento das frutas, a respiração e a fotossíntese.

Número de oxidação. Para explicar teoricamente os mecanismos internos de uma reação do tipo redox é preciso recorrer ao conceito de número de oxidação, determinado pela valência do elemento (número de ligações que um átomo do elemento pode fazer), e por um conjunto de regras deduzidas empiricamente: (1) quando entra na constituição das moléculas monoatômicas, diatômicas ou poliatômicas de suas variedades alotrópicas, o elemento químico tem número de oxidação igual a zero; (2) o oxigênio apresenta número de oxidação igual a -2, em todas as suas combinações com outros elementos, exceto nos peróxidos, quando esse valor é -1; (3) o hidrogênio tem número de oxidação +1 em todos os seus compostos, exceto aqueles em que se combina com os ametais, quando o número é -1; e (4) os outros números de oxidação são determinados de tal maneira que a soma algébrica global dos números de oxidação de uma molécula ou íon seja igual a sua carga efetiva. Assim, é possível determinar o número de oxidação de qualquer elemento diferente do hidrogênio e do oxigênio nos compostos que formam com esses dois elementos.

Assim, o ácido sulfúrico (H2SO4) apresenta, para seu elemento central (enxofre), um número de oxidação n, de forma que seja nula a soma algébrica dos números de oxidação dos elementos integrantes da molécula:

                                             2.(+1) + n + 4.(-2) = 0, logo, n = +6

Em toda reação redox existem ao menos um agente oxidante e um redutor. Em terminologia química, diz-se que o redutor se oxida, perde elétrons, e, em consequência, seu número de oxidação aumenta, enquanto com o oxidante ocorre o oposto.

Oxidantes e redutores. Os mais fortes agentes redutores são os metais altamente eletropositivos, como o sódio, que facilmente reduz os compostos de metais nobres e também libera o hidrogênio da água. Entre os oxidantes mais fortes, podem-se citar o flúor e o ozônio.

O caráter oxidante e redutor de uma substância depende dos outros compostos que participam da reação, e da acidez e alcalinidade do meio em que ela ocorre. Tais condições variam com a concentração de elementos ácidos. Entre as reações tipo redox mais conhecidas -- as reações bioquímicas -- inclui-se a corrosão, que tem grande importância industrial.

Um caso particularmente interessante é o do fenômeno chamado auto-redox, pelo qual um mesmo elemento sofre oxidação e redução na mesma reação. Isso ocorre entre halogênios e hidróxidos alcalinos. Na reação com o hidróxido de sódio a quente, o cloro (0) sofre auto-redox: se oxida para clorato (+5) e se reduz para cloreto (-1):

                                  6Cl + 6NaOH -> 5NaCl- + NaClO3 + 3H2O


Balanço das reações redox. As leis gerais da química estabelecem que uma reação química é a redistribuição das ligações entre os elementos reagentes e que, quando não há processos de ruptura ou variação nos núcleos atômicos, conserva-se, ao longo de toda a reação, a massa global desses reagentes. Desse modo, o número de átomos iniciais de cada reagente se mantém quando a reação atinge o equilíbrio.

Em cada processo desse tipo, existe uma relação de proporção fixa e única entre as moléculas. Uma molécula de oxigênio, por exemplo, se une a duas de hidrogênio para formar duas moléculas de água. Essa proporção é a mesma para todas as vezes que se procura obter água a partir de seus componentes puros:

                                                   2H2 + O2  ->  2H2O


A reação descrita, que é redox por se terem alterado os números de oxidação do hidrogênio e do oxigênio em cada um dos membros, pode ser entendida como a combinação de duas reações iônicas parciais:

                                                 H2 -> 2H+  + 2e- (semi-oxidação)

                                                4e- + 2H+ + O2 -> 2OH- (semi-redução)


Em que os elétrons ganhos e perdidos representam-se com e- e os símbolos H+ e OH- simbolizam respectivamente os íons hidrogênio e hidroxila. Em ambas as etapas, a carga elétrica nos membros iniciais e finais da equação deve ser a mesma, já que os processos são independentes entre si.

Para fazer o balanceamento da reação global, igualam-se as reações iônicas parciais, de tal maneira que o número de elétrons doados pelo agente redutor seja igual ao número de elétrons recebidos pelo oxidante, e procede-se a sua soma:

                                                              (H2 -> 2H+ + 2e-) x 2

                                                       (4e- + 2H+ + O2 -> 2OH-)      x 1

                                                    -----------------------------------------

                                                2H2 + 4e- + 2H+ + O2 -> 4H+ + 4e- + 2OH-


   o que equivale a:

                                                             2H2 + O2 -> 2H2O


Pois os elétrons se compensam e os íons H+ e OH- se unem para formar a água. Nesses mecanismos se apoia o método generalizado de balanço de reações redox, chamado íon-elétron, que permite determinar as proporções exatas de átomos e moléculas participantes. O método íon-elétron inclui as seguintes etapas: (1) notação da reação sem escrever os coeficientes numéricos; (2) determinação dos números de oxidação de todos os átomos participantes; (3) identificação do agente oxidante e redutor e expressão de suas respectivas equações iônicas parciais; (4) igualação de cada reação parcial e soma de ambas, de tal forma que sejam eliminados os elétrons livres; (5) eventual recomposição das moléculas originais a partir de possíveis íons livres.

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Adubo ou Fertilizante

Adubo ou Fertilizante

#Adubo ou FertilizanteAdubo ou fertilizante é toda substância natural, ou obtida industrialmente, usada para fornecer um ou mais nutrientes de que o solo é pobre e as plantas necessitam para crescer com vigor e dar melhores colheitas. A adubação aumenta o rendimento das plantas quando se usa o adubo certo na quantidade adequada, no momento e da maneira indicados, sempre que não houver outro fator limitante (falta ou excesso de água, más condições de temperatura, práticas culturais defeituosas, incidência de pragas e doenças, variedades não produtivas). A indústria dos chamados adubos minerais iniciou-se a partir de meados do século XIX, depois que Justus von Liebig formulou a teoria de que as plantas se alimentam de minerais que o solo fornece.

Desde que o homem começou a praticar a agricultura de maneira contínua e sistemática, percebeu que para melhorar o rendimento de suas terras era preciso acrescentar-lhes certas substâncias. Os primeiros produtos usados como adubo foram os excrementos animais, a cinza vegetal oriunda da queima de plantas e o lodo de rios, lagos e pântanos.

Necessidades vitais das plantasAs plantas necessitam de 16 elementos para viver: carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, enxofre, boro, cloro, cobre, ferro, manganês, molibdênio e zinco. Os três primeiros, que constituem cerca de 95% do peso da matéria seca do vegetal, são fornecidos pelo ar e pela água, na forma de gás carbônico, oxigênio molecular e água. Os 13 restantes, chamados nutrientes minerais, são absorvidos do solo através das raízes.

A carência, no solo, de alguns desses elementos pode ser denunciada pelas próprias plantas, por meio de sinais como o amarelecimento de folhas ou talos, o crescimento emperrado, a escassez ou ausência de frutificação e as descolorações ou manchas que se disseminam. Para evitar problemas dessa ordem, os adubos são aplicados diretamente no solo ou através de pulverizações na folhagem. Diversos fatores incidem para que as substâncias agregadas ao solo sejam devidamente aproveitadas. Entre eles, o grau de acidez e a composição química da terra, sua capacidade de drenagem da água, as atividades dos microrganismos e a própria natureza do adubo.

Três dos elementos que as plantas absorvem do solo -- o nitrogênio, o fósforo e o potássio -- são exigidos em maior quantidade que os demais, entrando por isso com destaque na composição dos adubos comerciais à venda. O nitrogênio é imprescindível ao crescimento vegetativo e à floração; o fósforo atua sobre o metabolismo das plantas e favorece, em especial, o desenvolvimento das raízes; e o potássio é vital para a formação de flores e frutos. Os adubos que contêm em proporções adequadas esses três elementos básicos, chamados de macronutrientes, são considerados completos.

Tipos de adubos Os adubos podem ser orgânicos e inorgânicos, conforme procedam de matérias naturais ou sejam preparados com sais minerais obtidos artificialmente, por diversos processos químicos.

Os adubos inorgânicos ou minerais são sobretudo os fosfatados (como os superfosfatos, o fosfato bicálcico, a escória de Thomas, o termofosfato, as apatitas); os nitrogenados (como a calciocianamida, o nitrocálcio, o salitre-do-chile, o sulfato de amônio, o sulfonitrato de amônio, a ureia, a amônia anidra); e os potássicos (como o cloreto e o sulfato de potássio ou o sulfato de potássio e magnésio). Na agricultura em larga escala, tanto os adubos orgânicos quanto os inorgânicos foram progressivamente substituídos pelos fertilizantes industrializados. Os processos químicos de tratamento dos fosfatos naturais pelo ácido sulfúrico são considerados o ponto de partida da próspera indústria de fertilizantes no mundo.

Entre os adubos orgânicos, mantidos em uso em hortas, jardins, pequenas roças e pomares, salientam-se o esterco (principalmente de boi ou de galinha), usado quando curtido, ou seja, quando sua fermentação se completa, depois de um certo tempo em descanso; o composto, ou mistura de resíduos vegetais, usado da mesma forma que o esterco; e as tortas de oleaginosas, ou bagaço da prensagem de sementes de plantas como o algodão e a mamona para extração de óleo. Resíduos de outras espécies, como o bagaço de cana, podem desempenhar função semelhante à do composto e à das tortas, encontrando por isso ainda, mesmo em lavouras, um uso bem difundido.

Outro processo orgânico é o da adubação nitrogenada. Plantas da família das leguminosas, como o trevo e a alfafa, têm em suas raízes bactérias que extraem nitrogênio do ar para fixá-lo na terra. Por isso, são semeadas com antecedência, nos locais onde será feito um cultivo, e enterradas no solo quando estão florescendo. Sua massa verde misturada à terra torna-a mais rica em nitrogênio, favorecendo o cultivo a ser feito. Entre as leguminosas mais usadas no Brasil nessa adubação estão o feijão-de-porco (Canavalia ensiformis), o tremoço (Lupinus sp.), o guandu (Cajanus cajan), a crotalária (Crotalaria juncea) e a mucuna (Stizolobium sp.).

Os fertilizantes sintéticos, embora enriqueçam o solo nos primeiros anos de uso, podem levá-lo a um esgotamento, se forem aplicados por períodos continuados sem o acréscimo simultâneo de novas matérias orgânicas. Nas últimas décadas, muitas terras, em várias partes do mundo sofreram um decréscimo de sua capacidade produtiva devido ao abuso na aplicação de fertilizantes. Em vista disso, acentua-se o movimento da chamada agricultura orgânica, que propõe métodos mais naturais de lidar com a terra, paralelamente à preferência pela adubação com esterco, tortas, compostos e produtos similares que não dependam da química.

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Aerossol

Aerossol

#AerossolAerossol é uma suspensão de partículas sólidas ou líquidas, finamente divididas, com alguns milimícrons até um mícron de diâmetro (um mícron = um milésimo de milímetro), distribuídas uniformemente num meio gasoso, usualmente o ar. As partículas nessa faixa granulométrica presentes na atmosfera desempenham um papel importante no controle do clima, uma vez que é em torno delas que se forma a condensação ou congelamento da umidade do ar que resulta em precipitação sob a forma de chuva, neve ou granizo.

Desenvolvido em 1941 por Lyle D. Goodhue para armazenagem de inseticidas, os recipientes à base de aerossol são utilizados atualmente como embalagem de grande variedade de produtos, desde cremes para barbear e perfumes até vernizes e tintas para automóveis.

A utilização desse princípio de atomização de solução é muito vantajosa no tratamento das infecções broncopulmonares e de garganta, em que o medicamento -- antibiótico, antiespasmódico -- é inalado pelo paciente sob a forma de finíssimas partículas em suspensão, nebulizadas no ar que ele respira.

Mais recentemente, a utilização de clorofluorcarbonos ou freons como gases propelentes em embalagens à base de aerossóis foi condenada, uma vez que esses compostos são tidos como responsáveis pela destruição da camada de ozônio que envolve a atmosfera terrestre e fornece proteção contra os raios ultravioleta, potencialmente cancerígenos.

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Actinídeos e Radioatividade

Actinídeos e Radioatividade

Actinídeos e Radioatividade

Os actinídeos compõem a série de elementos químicos de estrutura semelhante à do actínio, ao qual se seguem na tabela periódica. O grupo é formado pelos elementos naturais actínio, tório, protactínio e urânio, mais os chamados elementos transurânicos - netúnio, plutônio, amerício, cúrio, berquélio, califórnio, einstêinio, férmio, mendelévio, nobélio e laurêncio, obtidos por meio de processos radioativos.

Algumas substâncias cujos átomos pertencem ao grupo dos actinídeos são essenciais ao processo de obtenção da energia atômica. O combustível que se utiliza nas centrais nucleares como produto da fissão é basicamente constituído de urânio 235 e plutônio 239.

Estado natural e propriedades. Somente o urânio, o tório, e, em menor proporção o actínio e o protactínio, são encontrados na natureza. Os demais actinídeos não se encontram em estado natural devido a sua grande instabilidade. Consequentemente, sua existência se deve a experimentos realizados com aceleradores de alta energia, que conseguem romper os núcleos dos átomos mais leves.

As características químicas de um elemento se definem pelo número de elétrons da órbita mais externa. A tabela periódica mostra que os números atômicos aumentam de um em um, o que indica que cada elemento possui um próton e um elétron a mais que o elemento precedente. Esse elétron se integra à órbita mais externa e confere ao elemento características químicas diferentes das do elemento que o antecede.

É nisso justamente que reside a peculiaridade dos actinídeos: os novos elétrons se integram a órbitas profundas, mantendo a mais externa invariável. Desse fenômeno nasce a grande afinidade entre as propriedades químicas da série. O mesmo ocorre no grupo dos lantanídeos, ou terras raras, que é outro conjunto de elementos estreitamente vinculados aos actinídeos, devido a suas similaridades e à configuração semelhante da camada externa de elétrons.

Os actinídeos possuem sete camadas ou órbitas. As cargas negativas que aumentam de quantidade à medida que cresce o número atômico integram-se à quinta órbita. Os lantanídeos, por sua vez, possuem seis camadas e os novos elétrons se localizam na quarta órbita. Essa relação é importante para os pesquisadores, porque permite atribuir aos actinídeos propriedades descobertas pelo estudo dos lantanídeos, mais estáveis e mais frequentemente encontrados em estado livre.

A principal diferença entre os dois grupos de elementos está em seu número de oxidação, que determina a quantidade de elétrons que cada um deles pode aceitar ou ceder ao combinar-se com outros elementos. Quase todos os lantanídeos têm número de oxidação +3, o que significa que podem aceitar três elétrons. Os actinídeos têm número de oxidação variável entre +3 e +7. Como possuem mais órbitas, os elétrons adquiridos se situam na quinta delas, enquanto que nos lantanídeos os novos elétrons se localizam na quarta órbita. Esse fenômeno determina comportamentos químicos diferentes, pois os elétrons que permanecem mais distantes do núcleo sofrem uma atração menor por parte das cargas positivas, fazendo com que os actinídeos participem de reações químicas com maior facilidade que os lantanídeos.

Radioatividade dos actinídeos - Todos os actinídeos são radioativos, ou seja, emitem radiações de modo espontâneo e se desintegram para formar elementos mais estáveis, de menor peso e números atômicos menores. Em termos gerais, são radioativos todos os elementos de número atômico maior que 83 (número do bismuto). Existem três tipos principais de radiações: os raios beta, que consistem em elétrons; os raios alfa, que são pares de prótons e nêutrons unidos em um núcleo de hélio; e os raios gama, de natureza ondulatória eletromagnética. Quanto mais instável um elemento, ou seja, quanto maior o seu número atômico, mais frequente será sua emissão de radiação e, portanto, mais rápida sua desintegração. Chama-se "meia-vida" o tempo necessário para que a carga radioativa do elemento se reduza à metade. Seu valor varia de milhares de anos a poucos segundos.

A desintegração radioativa é o fenômeno responsável pelo fato de que a maior parte dos actinídeos não sejam encontrados em estado natural. O tório e o urânio existem na natureza porque são produtos da desintegração dos elementos transurânicos, além de terem meias-vidas relativamente longas. A grande quantidade de calor gerada pela desintegração é o fundamento sobre o qual se apoia o aproveitamento da energia nuclear.

Actínio Actínio - O actínio é um elemento químico metálico radioativo, de símbolo Ac. Possui meia-vida de 21,6 anos, sendo isolado com dificuldade a partir de minérios de urânio ricos em urânio 235. Maiores quantidades do isótopo Ac 227 são preparadas pelo bombardeio de Ra 226 com um alto fluxo de nêutrons. O elemento em sua forma metálica é obtido, também, pela redução do fluoreto de actínio com vapor de lítio.

Descoberto por André-Louis Debierne em 1899 e, independentemente, pelo químico alemão Friedrich Otto Giesel, em 1902, o actínio ocorre associado aos minerais de urânio e em areias monazíticas.

O actínio é mais básico que o lantânio. Seus sulfatos, cloretos e nitratos são solúveis, ao contrário dos oxalatos, carbonatos e fosfatos. É mais eletropositivo que o lantânio e tem, como este, o número de oxidação 3. Seu principal produto de decomposição radioativa é o tório 227.

O actínio puro, Ac 227, entra em equilíbrio e sua decomposição radioativa dá-se depois de 185 dias. Cerca de 150 vezes mais radioativo que o rádio, é muito usado na obtenção de nêutrons e partículas alfa.

#Actínio Actinídeos e energia nuclear. Denominam-se isótopos os elementos que apresentam o mesmo número de elétrons e prótons, mas números diferentes de nêutrons em relação à configuração normal do átomo. Os isótopos dos actinídeos apresentam uma acentuada tendência a capturar nêutrons e adquirir assim uma configuração estável. Submetidos à ação de partículas energéticas, os núcleos dos isótopos de urânio ou plutônio, por exemplo, se desintegram e liberam grande quantidade de energia. No processo se desprendem outros nêutrons, que vão atingir o núcleo de novos átomos, os quais por sua vez se desintegram. Esse é o princípio da reação em cadeia, fundamento dos reatores nucleares e da bomba atômica.

Além dos elementos actínio, tório, urânio e plutônio, cuja importância no campo da energia nuclear é essencial, cabe destacar as aplicações dos transurânicos. Assim, por exemplo, o isótopo 241 do amerício, no qual predomina a radiação gama, é usado em diferentes sistemas de medição industrial e no diagnóstico radiológico dos distúrbios da tireoide. Outro elemento transurânico de variada aplicação, em função de sua radioatividade específica, é o isótopo 252 do califórnio. Esse elemento é uma notável fonte de nêutrons para a tecnologia nuclear e se aplica também à prospecção de minerais e à localização de lençóis de petróleo.

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Abrasivos, Materiais Abrasivos

Abrasivos, Materiais Abrasivos
Abrasivos, Materiais Abrasivos
Materiais abrasivos
Abrasivos são substâncias naturais ou sintéticas empregadas para desgastar, polir ou limpar outros materiais. Alguns ocorrem em veios na crosta terrestre; outros são os próprios minerais formadores das rochas. De acordo com sua origem, podem exibir diferentes graus de consolidação, com propriedades físicas e químicas diversas. O diamante é o abrasivo natural de maior dureza que se conhece. Quando imperfeitos e pequenos, os diamantes são triturados e reduzidos a pó, para operações de polimento e esmerilhamento. Encontram-se dois tipos diferentes: os carbonados ou diamantes negros, sobretudo no estado da Bahia; e os borts, na África do Sul.

Desde o neolítico, quando povos primitivos os utilizavam para dar forma às pedras com que fabricavam seus instrumentos, até nossos dias, os abrasivos encontram múltiplas aplicações em diversos processos industriais e artesanais.

Embora ainda muito utilizados, os abrasivos naturais vêm sendo gradativamente substituídos pelos sintéticos, entre os quais destaca-se o carborundum ou carbeto de silício, resultante da combinação de carbono com silício, obtida pela fusão, em forno elétrico, de uma mistura de coque, silício e serragem. A alumina artificial, largamente utilizada, é produzida com a fusão da bauxita em fornos elétricos. Além dessas duas substâncias, obtiveram-se com sucesso, em laboratório, o carbeto e o nitreto de boro, abrasivos com dureza semelhante à do diamante, sendo este último também produzido artificialmente por processos que utilizam altas pressões e temperaturas.

No trabalho com vidro e metais, são geralmente empregados os abrasivos artificiais: carbeto de silício e alumina sintética. Já no polimento de lentes de instrumentos científicos, máquinas fotográficas e óculos utiliza-se a alumina natural pulverizada. Na fabricação do papel de lixas, dá-se preferência ao quartzo.

Em virtude de suas múltiplas aplicações, preparam-se abrasivos em vários tamanhos: inicialmente são triturados e depois classificados em peneiras segundo o tamanho da partícula. A seguir, são transformados em pasta ou em blocos, segundo sua utilização.

Escala de Mohs - A dureza dos abrasivos, ou seja, sua capacidade de riscar outros materiais, é definida de acordo com a chamada escala de Mohs, criada em 1812 pelo mineralogista alemão Friedrich Mohs. A escala compõe-se de dez minerais, aos quais se atribuíram valores arbitrários de dureza, em ordem ascendente: (1) talco e grafita; (2) gesso; (3) calcita; (4) fluorita; (5) apatita; (6) ortoclásio; (7) quartzo; (8) topázio; (9) coríndon; e (10) diamante. Isto é, o topázio corta o quartzo, mas não o coríndon, pelo qual se deixa cortar; o aço, que tem grau de dureza entre os números 6 e 7, risca o feldspato, mas não o quartzo, pelo qual é riscado.

Anilina (Fenilamina)

Anilina (Fenilamina)

#Anilina (Fenilamina)A anilina, também denominada fenilamina, é a mais importante das aminas aromáticas, compostos orgânicos caracterizados pela presença, em sua estrutura, de anel benzênico e do grupamento NH2. A anilina é um líquido oleoso e incolor, que escurece quando exposto à luz. Tem ponto de fusão -6o C e de ebulição, 184,4o  C. Solúvel na maioria dos solventes orgânicos, e quase insolúvel em água, é uma base mais fraca que a amônia e as aminas alifáticas. Substância tóxica, provoca envenenamento por inalação, ingestão ou absorção cutânea.

Obtida pela primeira vez em 1826 na destilação do anil, a anilina é muito utilizada como matéria-prima na indústria de corantes.

Obtém-se industrialmente a anilina através de dois processos principais: redução do nitrobenzeno em presença de ácido clorídrico e limalha de ferro, seguida de neutralização; destilação e reação entre clorobenzeno e amônia, a quente, sob pressão, em presença de óxido cuproso.

Além de insumo da indústria de corantes, a anilina é muito empregada como antioxidante; como acelerador do processo de vulcanização, na indústria de pneus; na fabricação de resinas, vernizes, explosivos e perfumes; e também como intermediária na síntese de medicamentos, entre os quais a sulfa.

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Anidrido

Anidrido

#AnidridoO anidrido é um composto, orgânico ou inorgânico, resultante da desidratação de uma ou mais moléculas de um óxido inorgânico ou de um ácido carboxílico. A nomenclatura dos anidridos orgânicos consiste na substituição da palavra ácido por anidrido. Assim, o composto derivado do ácido propriônico (CH3CH2COOH) é denominado anidrido propriônico (CH3CH2COOCOCH2CH3). Os anidridos inorgânicos não têm nomenclatura específica.

O anidrido acético, principal representante dessa classe de compostos, é utilizado, entre outras aplicações, na síntese do ácido acetilsalicílico, princípio ativo da aspirina.

A hidrólise dos anidridos leva à formação dos ácidos carboxílicos correspondentes. Os membros inferiores da série reagem mais rapidamente com água, provavelmente devido à maior solubilidade desses compostos em relação aos anidridos de elevado peso molecular. A hidrólise é favorecida quando se trabalha em meio alcalino ou ácido. Esses compostos reagem com álcool, formando-se uma mistura de ácido carboxílico e do éster correspondente.

Principais anidridos. Entre os anidridos derivados de ácidos inorgânicos, os principais são o dióxido de carbono (CO2), o dióxido de enxofre (SO2), o pentóxido de fósforo (P2O5), utilizado como catalisador em reações orgânicas, e o trióxido de enxofre (SO3).

Entre os anidridos orgânicos, o mais importante comercialmente é o anidrido acético, utilizado para acetilações, especialmente nos casos em que o ácido acético não pode ser empregado diretamente. É o caso, por exemplo, da obtenção do acetato de celulose, usado na fabricação do rayon.

Entre os anidridos de ácidos aromáticos dicarboxílicos, o mais importante é o anidrido ftálico, obtido pela oxidação do ortoxileno ou do naftaleno. O maior emprego técnico do anidrido ftálico consiste no preparo de resinas sintéticas, denominadas gliptais, pelo aquecimento com glicerina. A hidrólise desse anidrido leva à formação do ácido ftálico, enquanto que o aquecimento com amoníaco produz a ftalimida, substância orgânica usada na síntese de diversos outros compostos. O aquecimento com fenol, na presença de ácido sulfúrico ou cloreto de zinco anidro, leva à formação de fenolftaleína, largamente empregada como indicador ácido/base e, em medicina, como laxativo.

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Acetona e Acetileno

Acetona e Acetileno

#Acetona
Acetona - A acetona, composto químico de fórmula CH3-CO-CH3, é a primeira e a mais importante da série das cetonas alifáticas. É um líquido incolor, de cheiro bem característico, solúvel em água em todas as proporções, e de ponto de ebulição 56,5o C. Encontra-se, em pequenas quantidades, na urina e no sangue do homem e de outros animais.

Utilizada como solvente de vários compostos orgânicos e na fabricação de plásticos, lacas e vernizes, a acetona foi sintetizada pela primeira vez em 1595, pelo médico alemão Andreas Libau.

O primeiro método industrial de obtenção da acetona foi a destilação destrutiva do acetato de cálcio, obtido do ácido pirolenhoso, fração líquida resultante da destilação seca da madeira. Durante a primeira guerra mundial, para obter a cordite (pólvora britânica), desenvolveu-se um processo fermentativo de produção da acetona a partir do amido, pela ação do Clostridium acetobutylicum. O etanol e o álcool n-butílico formam-se, também, durante esse processo. Atualmente, o principal método de obtenção industrial consiste na desidrogenação catalítica de isopropanol, passando-se vapores desse álcool sobre cobre aquecido ao rubro.

#AcetilenoAcetileno - É obtido por hidrólise de carbonetos de metais alcalinos e alcalino-ferrosos (principalmente do carboneto de cálcio) e da pirólise do metano. Nesse último processo, o gás é aquecido eletricamente a 1.500o C, produzindo acetileno impuro que geralmente é absorvido em um solvente, como a dimetilformamida. Purificado pelo aquecimento da solução de solvente, o acetileno é utilizado na indústria para fabricação de plásticos, como policloreto de vinila (PVC), acrilonitrilas e neoprene. Outros derivados desse gás são as substâncias orgânicas etileno e benzeno, usados como intermediários na formação de outros compostos, e o percloretileno, produto de limpeza.

Obtido pela primeira vez a partir de seus componentes básicos por Marcellin Berthelot, em 1862, o acetileno apresenta grande poder calorífico e é muito utilizado para corte e solda de chapas metálicas.

Acetileno ou etino é um hidrocarboneto insaturado, de fórmula H-C=C-H, gasoso a temperatura ambiente (ponto de ebulição, -75o C). Incolor e de odor agradável quando puro, apresenta-se menos denso que o ar (d=0,93 em relação ao ar). Misturado ao ar pode explodir com extrema violência.

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Ópio, Narcótico Extraído da Papoula

Ópio, Narcótico Extraído da Papoula

Ópio, Narcótico Extraído da Papoula

O ópio é uma pasta extraída, por meio de incisões, da cápsula da papoula (Papaver somniferum) após a queda das pétalas e antes que as sementes amadureçam. A resina obtida, esbranquiçada e viscosa, forma uma massa gomosa castanha quando dessecada ao ar. Depois de seca e pulverizada, é o ópio propriamente dito, com cerca de 25% de seu peso em alcalóides: morfina, codeína, papaverina, tebaína, noscapina etc. A partir desses componentes, obtêm-se vários medicamentos, desde fortes soporíferos a relaxantes musculares e analgésicos fracos.

Empregado como analgésico e narcótico sob cuidados médicos, o ópio traz aos doentes grande alívio de dores físicas. O abuso da substância, porém, provoca desde náuseas e vômitos até a morte.

Alguns botânicos consideram a espécie P. somniferum derivada da P. setigerum. A maioria, contudo, afirma ser ela nativa da Anatólia e aperfeiçoada pelo cultivo. Sementes da variedade cultivada de P. somniferum foram encontradas na Suíça, em sítios de culturas lacustres, datados de quatro mil anos. Chamada pelos sumérios há seis mil anos de "planta da alegria", a papoula teve largo emprego medicinal no Egito. Os gregos usavam as sementes como condimento e um chá da planta como soporífero suave.

#Papoula
Papoula
Deve-se aos árabes a disseminação dessa substância no Oriente e no Ocidente. A opiomania, vício de fumar ou comer ópio, foi comum entre os asiáticos, sobretudo os chineses, que o importavam da Índia. Por haver confiscado e destruído, em 1840, a carga de navios ingleses ancorados em Cantão, a China enfrentou a "guerra do ópio" contra o Reino Unido. Derrotada, teve que ceder Hong Kong e indenizar pela carga destruída, mas não legalizou a comercialização da droga e só em época recente livrou-se do problema.

No Ocidente, o emprego medicinal do ópio começou no fim da Idade Média. No século XVI, Paracelso preparou o láudano (solução hidro-alcoólica de ópio em pó), mais tarde aperfeiçoado por Thomas Sydenham, médico inglês que criou a tintura de ópio canforada, conhecida como láudano de Sydenham. Em 1804, Friedrich Wilhelm Sertürner isolou a morfina e, em 1832, Pierre Jean Robiquet obteve a codeína.

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Bebidas Alcoólicas, Tipos de Bebidas Alcoólicas

Bebidas Alcoólicas, Tipos de Bebidas Alcoólicas

Bebidas Alcoólicas, Tipos de Bebidas Alcoólicas
Bebidas Alcoólicas
O consumo de bebidas alcoólicas é fenômeno encontrado em praticamente todas as civilizações e todas as épocas. Ao entrarem em contato com a civilização asteca, os espanhóis descobriram que os índios bebiam um fermentado alcoólico denominado pulque. Da mesma forma, James Cook comprovou que os polinésios consumiam um destilado a que chamavam kava, extraído dos grãos da pimenta.

Processos e elaboração - A produção de bebidas alcoólicas baseia-se na transformação dos açúcares contidos em certos produtos, sobretudo frutas e cereais, em álcool etílico e dióxido de carbono, graças à ação de determinados microrganismos, na maioria leveduras. Esse processo é conhecido como fermentação alcoólica e, como todas as reações bioquímicas, realiza-se através da ação de certas enzimas que promovem a transformação das moléculas de açúcar em álcool.

Terminada a fermentação, costuma-se adicionar outras substâncias que impedem o crescimento de microrganismos patogênicos e conferem certas características à bebida. Assim, na fabricação de cerveja, utiliza-se a lupulina ou extrato em pó de lúpulo, planta da família das moráceas, que confere à bebida seu característico sabor amargo. Já na produção de vinho, são empregados, entre outros aditivos, o ácido málico e alguns taninos. Algumas bebidas são submetidas a processos posteriores de envelhecimento, nos quais a maioria das impurezas presentes se sedimentam, provocando uma maturação do líquido e a consequente melhoria de seu aroma e qualidade.

De acordo com o tipo de processo a que são submetidas para sua obtenção, as bebidas alcoólicas podem ser classificadas em fermentadas, como o vinho e a cerveja, ou destiladas, como o uísque. Essas últimas apresentam um maior teor de álcool e derivam de certos vinhos ou cereais fermentados. No processo de destilação, o líquido utilizado como matéria-prima é aquecido, o que promove a evaporação do álcool, e posteriormente condensado em uma serpentina. Esse processo é utilizado desde a antiguidade, quando se limitava à condensação, sobre a superfície fria de um recipiente, dos vapores emanados pelo líquido em ebulição. São bebidas destiladas o uísque, o rum, a tequila, o gim e a vodca.

Tipos de bebidas alcoólicas - É enorme a diversidade das bebidas alcoólicas, assim como das substâncias usadas em sua fabricação. Na Mongólia, os tártaros fermentavam leite de égua ou camela para obter o kumis, bebida com elevada porcentagem de álcool. Também as antigas civilizações ameríndias elaboravam uma bebida fermentada conhecida como chicha, consumida ainda hoje na Colômbia, no Equador, na Bolívia e no Peru.

A videira é cultivada desde épocas remotas na região do Mediterrâneo, sendo o vinho, elaborado a partir de seus frutos, a mais difundida das bebidas alcoólicas. Também a cerveja, consumida inicialmente pelos povos nórdicos da Europa, alcançou níveis elevados de consumo em praticamente todos os países. Ao longo dos séculos, bebidas similares foram produzidas pelos povos asiáticos, a partir da fermentação do arroz.

Vinho. Obtém-se o vinho através da fermentação alcoólica do sumo da uva, ou mosto. Seu teor de álcool oscila entre 8 e 17%. A qualidade  depende de diversos fatores, entre eles a classe da uva, o tipo de solo, o clima e os processos de obtenção e envelhecimento. O estudo das características do vinho transformou-se em uma disciplina independente, a enologia.

Cerveja. A cerveja é produzida a partir de grãos de cevada ou outros cereais, em uma série de etapas nas quais são adicionadas ao líquido obtido na fermentação diversas substâncias que conferem à bebida o aroma, cor e sabor característicos.

Champanha. O vinho branco espumante ou champanha deve seu nome à região francesa de Champagne, de onde procede. Para se obter essa bebida, o mosto é submetido a uma dupla fermentação: a primeira em dornas como os demais vinhos, e a segunda em garrafas apropriadas. Mostos fermentados, procedentes de diferentes tipos de uva, são misturados em uma operação conhecida como cuvée, e, antes de engarrafada, a essa mistura adicionam-se açúcar e fermentos.

Cidra. A fermentação do sumo da maçã dá origem à cidra, produto cujo teor alcoólico oscila entre 2 e 8%. Uma vez obtida a polpa da fruta, é extraído o suco por decantação, ao qual se adicionam sais de cálcio, em uma etapa de clarificação. Conforme a fermentação seja completa (todo o açúcar é convertido em álcool) ou não, se obtém uma cidra seca ou doce.

Conhaque. No século XVIII teve início a fabricação, na região francesa de Cognac, de uma bebida procedente da destilação de vinho branco, que recebeu o nome do lugar de origem. A destilação dessa bebida é realizada em caldeiras de cobre por duas vezes consecutivas, alcançando um teor alcoólico de até quarenta por cento. A bebida é também conhecida como brandy.

Uísque. A destilação de diferentes grãos de cereais, como a cevada, o trigo, aveia ou centeio, previamente fermentados, dá lugar ao uísque, bebida que sofre uma etapa de envelhecimento em tonéis de carvalho, com um teor alcoólico de 40 a 55 por cento. O uísque escocês, obtido a partir da cevada e da aveia, sofre várias destilações, sendo mais seco e suave que o irlandês.

Gim. O gim ou genebra é obtido a partir de diversos cereais, como milho, cevada ou centeio. Tem um teor alcoólico de aproximadamente cinquenta por cento e é aromatizado com bagas de zimbro.

Rum. O rum é produzido através da fermentação e destilação do caldo da cana-de-açúcar, ou a partir do melaço residual da extração do açúcar da cana. Contém aproximadamente 75% de álcool. O rum negro, escuro ou acaramelado, é preparado com o acréscimo de açúcar queimado.

Vodca. A vodca ou aguardente russa é obtida através da fermentação do centeio, milho ou cevada, apresentando um teor alcoólico de quarenta a sessenta por cento.

Outras bebidas. Além do açúcar e do álcool, os licores contêm diversas essências aromáticas, que lhes conferem um sabor e aroma característicos. Todos são submetidos a destilação, e alguns também a  envelhecimento. Entre os mais apreciados estão o Curaçao, que leva em sua composição raspas de laranja, e o chartreuse, com cerca de trinta por cento de álcool.

Além das matérias-primas já descritas para a produção de bebidas alcoólicas, cabe citar o absinto, planta que fornece um produto amargo, o qual, misturado com o vinho branco e outras substâncias aromáticas, é utilizado para fabricar o vermute. Também são empregados o arroz, para a produção do saquê, no Japão, do suk, pelos coreanos, e do samshu, na China; o centeio, que dá origem ao kvass russo; e o agave mexicano, do qual se extrai o fermento utilizado para a preparação da tequila.

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Aguardente, Bebidas Obtidas Pela Destilação de Vegetais Fermentados

Aguardente, Bebidas Obtidas Pela Destilação de Vegetais Fermentados

#Aguardente, Bebidas Obtidas Pela Destilação de Vegetais Fermentados

Com o nome genérico de aguardente são conhecidas as bebidas obtidas pela destilação de vegetais fermentados. No Brasil é sinônimo de cachaça, aguardente de cana. Seus componentes principais são o álcool e a água. O teor alcoólico das aguardentes oscila entre 40 e 65 por cento e é considerado elevado em relação ao das bebidas fermentadas.

Durante a Idade Média, atribuíam-se virtudes medicinais a uma bebida destilada denominada acqua ardens, conhecida também como acqua vitae ("água da vida"). Uma similar, fabricada a partir do melaço no Brasil colonial, é hoje a bebida mais popular no país.

Os diversos tipos de aguardente variam de acordo com a disponibilidade de matérias-primas das diferentes regiões e com os costumes dos povos. Na Europa predominaram as aguardentes fabricadas a partir de cereais, tais como o uísque, a genebra e a vodca. A uva, seus derivados e subprodutos são também uma importante matéria-prima das aguardentes européias. O conhaque e o brandy se obtêm pela destilação do vinho, e a bagaceira e a grappa são feitas do bagaço da uva. Também elaborado a partir da uva, o pisco é produzido no Peru e Equador. Outras aguardentes das mais conhecidas são o saquê, bebida japonesa feita de arroz, e o kirsch, fabricado na Suíça a partir da cereja.

Admite-se que o processo de destilação tenha surgido por volta do século XII em alguma região da Itália. Foi introduzido no Brasil no século XVII para a fabricação de uma bebida de tipo inferior, resultante provavelmente do aproveitamento da espuma do caldo de cana e destinada aos escravos. Não tardou que uma aguardente de boa qualidade passasse a ser produzida, tendo por matéria-prima o mel, em alambiques de cobre ou barro. A aceitação desse produto foi tal que ameaçou o desempenho comercial do similar vinho da metrópole, a ponto de uma carta régia de 1649 proibir sua fabricação e consumo. A ordem real recomendava ainda a destruição dos alambiques responsáveis pela produção do "vinho de mel". A disposição, que nunca foi cumprida na prática, acabou por ser revogada e na segunda metade  do século XVIII a aguardente brasileira figurava entre os produtos que mais contribuíam, pela tributação que sobre ela incidia, para a riqueza da metrópole.

Obtenção da aguardentePara a preparação do mosto - suco de frutas açucarado pronto para a fermentação - a matéria-prima é lavada e cortada. Os cereais e tubérculos devem passar por um processo de transformação em açúcar do amido neles contido. Os líquidos que já contêm álcool, como o vinho, não precisam ser submetidos à fermentação. A destilação se procede por aquecimento da infusão básica para provocar a evaporação do álcool e outros líquidos voláteis. Os gases assim obtidos são canalizados para o alambique, onde se condensam, dando como resultado um líquido livre de impurezas. A repetição do processo denomina-se destilação fracionada e permite obter aguardentes cada vez mais puras e teor alcoólico controlado. Os resíduos não têm aplicação industrial. Depois de destilada, pode-se acrescentar à aguardente substâncias aromáticas diversas que lhe atribuem sabor e perfume característicos.

Quinina

Quinina

#QuininaA importância da quinina, presente em abundância na casca das quinas, reside em seu uso medicinal no combate à malária e outras febres palustres. Diz a lenda que as virtudes dessa casca foram ensinadas por um índio de Loja, no Equador, a um missionário jesuíta, por volta de 1600.

A quinina é o principal alcalóide extraído das quinas ou quineiras, árvores do gênero Cinchona da família das rubiáceas, de que há várias espécies com propriedades febrífugas e antimaláricas. Os alcalóides desse grupo - cerca de 25 ao todo, entre os quais a quinidina, a cinchonina e a cinchonidina - têm um anel heterocíclico nitrogenado, o chamado anel quinoleínico.

Isolada da casca das quinas pelos químicos franceses Pierre-Joseph Pelletier e Joseph Caventou em 1820, a quinina se apresenta como um pó branco, cristalino, inodoro, de sabor amargo, muito pouco solúvel em água mas solúvel em álcool e éter. Forma, com numerosos ácidos, sais relativamente solúveis em água, cristalinos e fluorescentes em solução diluída e conhecidos sob o nome genérico de quinino, dos quais os mais usados em terapêutica são o sulfato e o cloreto. O quinino afeta grande número de sistemas biológicos. É irritante da mucosa intestinal - pode provocar dores gástricas, náusea e vômitos -, dos vasos sangüíneos e do epitélio das vias excretoras, principalmente da renal. Tem ação analgésica e discretamente antipirética.

Dentro da farmacologia, a quinina tem como propriedade principal a rápida ação sobre os plasmódios, agentes causadores da malária ou impaludismo. Aplicada com fins curativos, reduz a febre, previne a destruição de glóbulos vermelhos e detém o crescimento e a multiplicação do parasito. Também é dotada de ação preventiva: nas zonas maláricas, tomam-se diariamente pequenas doses de quinina, que evitam o aparecimento da enfermidade, no caso de picada de um mosquito infectado. A quinidina, mais tóxica, deprime o miocárdio e por isso funciona como agente regularizador do ritmo cardíaco. Por sua ação irritante sobre o útero, é abortiva.

A quinina também é usada como estimulante, o que já era do conhecimento dos índios sul-americanos. Entretanto, seu uso sem assistência médica é condenável, pois, tomada em excesso, afeta o ouvido e produz vertigens, podendo causar congestão cerebral e coma. Há pessoas com tal sensibilidade à droga que a mínima dose já lhes produz transtornos que vão desde uma erupção temporária até convulsões.

Por volta de 1865, sementes de espécies colhidas por holandeses nas margens do alto Madeira, no Peru, foram levadas para a ilha de Java na Indonésia. O plantio racional de Cinchona, ali iniciado, atendeu daquela época até a segunda guerra mundial a totalidade da demanda do alcalóide no mundo. Durante a segunda guerra mundial, os japoneses capturaram as possessões holandesas e bloquearam a fonte de abastecimento. Por esse motivo, as quinas silvestres sul-americanas voltaram a ser procuradas. Como a produção era insuficiente, foram feitos plantios de quina em Porto Rico e, ao mesmo tempo, lançados produtos sintéticos que passaram a ser usados como substitutos da quinina: a atebrina e a plasmoquina.

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Anfetamina

Anfetamina

#AnfetaminaUtilizada principalmente como estimulante e nos regimes de emagrecimento, a anfetamina é o protótipo de uma série de drogas sintéticas, todas chamadas anfetaminas, que atuam sobre o sistema nervoso central, gerando aumento da atividade mental, euforia e incremento da resistência à fadiga e da capacidade de concentração, além de melhorar a disposição geral. Em conseqüência, é utilizada para tratar casos de depressão e de narcolepsia, doença caracterizada por uma irresistível tendência ao sono. Outros tratamentos em que também se emprega a anfetamina são os de desintoxicação de alcoólatras e, pela capacidade que tem essa droga de eliminar o apetite, nas dietas de emagrecimento.

O consumo maciço dos diferentes compostos de anfetamina durante as décadas de 1960 e 1970, motivado pelo efeito psico-estimulante desse princípio, levou a maioria dos organismos de saúde pública a baixar normas que procuram reduzir seu emprego.

A preparação mais usada é o sulfato de anfetamina. O sulfato de dextroanfetamina é a mais ativa das duas formas isoméricas (isto é, que têm a mesma composição química, mas uma distribuição espacial diferente) da anfetamina. Produzindo os mesmos efeitos terapêuticos, apresenta a vantagem de provocar menor número de efeitos secundários indesejáveis: entre outros, náuseas, insônia, contrações abdominais, irritabilidade, hipertensão e estados maníacos.

Dois dos efeitos fisiológicos produzidos pela administração da anfetamina são semelhantes aos que se apresentam naturalmente pela ação do hormônio adrenalina: estimulação dos centros respiratórios e constrição dos vasos sangüíneos.

Embora não se produza uma típica síndrome de abstinência quando a administração da droga é suspensa, ocorrem desajustes orgânicos, e o uso prolongado leva a uma grande dependência de origem psíquica.

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Aminoácido

Aminoácido

AminoácidoTodas as proteínas existentes nos seres vivos, desde os vírus até os seres humanos, são constituídas por combinações de apenas vinte aminoácidos. Esses blocos constituintes da vida se unem entre si, como contas de um colar, para formar longas cadeias e moléculas complexas que configuram a estrutura de todos os organismos vivos.

Composição química - O aminoácido é um composto orgânico que apresenta, em sua molécula, um grupo ácido (-COOH) e um grupo amino (-NH2), além de um radical -R, que vai ser responsável pela diferenciação entre os diversos tipos de aminoácidos existentes. Esse composto apresenta a seguinte fórmula geral:

Graças à presença em sua molécula de grupamentos derivados de ácidos carboxílicos e de aminas, os aminoácidos são dotados de propriedades de ácidos e de bases. Esse duplo caráter é de importância vital para a compreensão do comportamento e das funções das proteínas e, por conseguinte, da matéria viva.

De acordo com a natureza do radical -R, esses compostos podem ser classificados em neutros, ácidos e básicos. Os primeiros são aqueles nos quais esse radical não se encontra diretamente ligado aos grupos -NH2 ou -COOH. Entre os compostos desse tipo incluem-se a glicina, a serina, a alanina, a cisteína (que apresenta um átomo de enxofre em sua molécula), a treonina, a valina, a metionina (que também possui um átomo de enxofre), a leucina, a isoleucina, a fenilalanina, a tirosina (ambas com um anel benzênico em sua estrutura), a prolina e o triptofano.

Os aminoácidos de caráter ácido apresentam um ácido carboxílico no radical -R e liberam, quando em meio ácido, não somente o átomo de hidrogênio da carboxila principal, mas também aquele correspondente ao grupo -COOH ligado ao radical -R, deixando a molécula com dupla carga negativa. Pertencem a esse grupo os ácidos aspártico e glutâmico e seus respectivos derivados, a asparagina e a glutamina. Já os aminoácidos básicos, representados pela arginina, lisina e histidina, apresentam um grupo -NH2 ligado ao radical -R. O estudo do comportamento desses grupos distintos de aminoácidos na presença de um campo elétrico revelou aspectos importantes nos processos bioquímicos que regulam a estrutura das substâncias protéicas.

Experiências realizadas com ratos albinos, aos quais administrou-se uma dieta alimentar carente de diferentes aminoácidos para observar os efeitos de sua deficiência no organismo humano, demonstraram a existência de duas categorias desses compostos.

Especialmente importantes são os denominados aminoácidos essenciais, que para os seres humanos são a leucina, a isoleucina, a treonina, a valina, a lisina, a histidina, a arginina, a metionina, a fenilalanina e o triptofano. Esses compostos devem ser ingeridos diariamente, uma vez que o organismo humano não os sintetiza. Os restantes, conhecidos como aminoácidos não-essenciais, são produzidos pelo organismo.

Os compostos essenciais são especialmente abundantes na carne, mas é possível obtê-los também por meio de uma dieta vegetariana, pois algumas verduras e legumes, sobretudo a soja, contêm esses compostos em quantidades suficientes. A carência desses aminoácidos determina a curto prazo graves transtornos e alterações orgânicas, podendo até levar à morte, pois, sem eles, a síntese de proteínas fica inibida.

União de aminoácidos - A união de aminoácidos se dá por meio da denominada ligação peptídica, estabelecida entre o grupo -CO do radical ácido de um composto com o grupo -NH, de outro. Essa ligação, embora resistente, pode romper-se em meio aquoso, por meio de reação de hidrólise. A união de dois aminoácidos forma um composto denominado dipeptídeo e de três, tripeptídeo, e assim sucessivamente. Quando o número de unidades é superior a três, os compostos obtidos denominam-se, genericamente, polipeptídeos. O limite entre um polipeptídeo e uma proteína é bem menos preciso, embora se entenda por essa última uma unidade funcional e operativa, de tamanho e complexidade maiores. Alguns hormônios, toxinas e antibióticos são peptídeos.

Métodos de estudo - Passo importante no estudo das proteínas foi a criação de métodos experimentais e de técnicas que permitiram a identificação dos aminoácidos que as compõem. Entre esses métodos destaca-se a cromatografia, que se baseia no fato de compostos de uma mistura difundirem-se de modo diferente em um determinado suporte, seja ele papel, coluna de resinas ou gel. Assim, cada aminoácido da proteína percorre uma distância que é função da natureza da molécula, o que permite sua diferenciação.

Outra técnica muito utilizada é a eletroforese, na qual se tira partido das diferentes cargas dos aminoácidos para separá-los, sob a ação de um campo elétrico. Desse modo, os aminoácidos de caráter básico predominante se deslocam na direção do eletrodo negativo, enquanto os mais ácidos se movimentam na direção do pólo positivo.

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Acumulador Elétrico

Acumulador Elétrico

Acumulador Elétrico

Os acumuladores são dispositivos capazes de transformar energia química em energia elétrica. Semelhantes às pilhas, diferem destas porque podem ser recarregados. Têm largo emprego nos sistemas de partida dos automóveis, na iluminação dos trens de ferro, navios e aviões, na alimentação de transmissores e receptores de rádio, na propulsão de submarinos, pequenos veículos elétricos e locomotivas industriais. Há dois tipos de acumulador: o ácido e o alcalino.

Em 1859, Gaston Planté enrolou duas folhas de chumbo, separadas por duas tiras de flanela, mergulhou o artefato numa solução de ácido sulfúrico e comprovou que ele armazenava eletricidade. Estava inventado o acumulador ácido, cujo correspondente alcalino seria aperfeiçoado por Thomas Alva Edison a partir de 1914.

Acumulador ácido. No acumulador ácido, cujo tipo mais comum é a bateria de automóvel, o eletrodo negativo é uma placa de chumbo e o positivo, uma placa de óxido de chumbo. O eletrólito é uma solução concentrada de ácido sulfúrico. As duas placas são ligadas por fios a um gerador externo de tensão constante. A ação da corrente elétrica produz desprendimento de oxigênio no eletrodo positivo e de hidrogênio no negativo. O desprendimento de gases é acompanhado pela acumulação de substâncias na superfície das placas, que sofrem decomposição. A placa negativa, ou catodo, fica coberta de chumbo esponjoso, de cor cinza; o ânodo, ou pólo positivo, cobre-se de dióxido de chumbo, de cor marrom. As substâncias assim acumuladas tendem a se recombinar e geram uma força motriz de polarização, cuja tendência é opor-se à corrente elétrica externa.

Quando a ligação entre as duas placas se faz por meio de uma resistência externa, verifica-se produção de energia elétrica em sentido inverso à do caso anterior, que cessa apenas quando as substâncias acumuladas em ambos os pólos se recombinam por completo. Durante a descarga, o acumulador restitui a energia elétrica armazenada durante a carga. O ácido é consumido e forma-se água, além de sulfato de chumbo insolúvel. A densidade do eletrólito diminui com a desaparição do ácido. Na carga, as reações se invertem. Regeneram-se o chumbo do ânodo e o dióxido do catodo, consome-se a água e forma-se ácido sulfúrico, com crescimento da densidade do eletrólito. É possível, portanto, controlar o estado de carga do acumulador pela densidade do eletrólito.

Acumulador alcalino. Na constituição do acumulador alcalino se emprega uma mistura de óxidos e hidróxidos de níquel como elemento positivo. O elemento negativo preferencial é o ferro, que pode ser substituído por placas negativas de cádmio. O eletrólito é uma solução concentrada de hidróxido de potássio. O ferro se oxida na descarga e os óxidos de níquel sofrem redução. O eletrólito não se altera, pois se consome numa placa e se regenera na outra, o que impede que se afira o estado de carga pela densidade da solução.

Outros acumuladores. O acumulador de prata-zinco, desenvolvido por Henri Georges André, tem alta potência e peso reduzido. De dez a trinta vezes mais caro que o acumulador de chumbo, sua utilização é limitada. Os acumuladores nucleares convertem a energia das partículas emitidas pelo núcleo atômico em energia elétrica. Os acumuladores solares têm como fundamento o aproveitamento da energia radiante proveniente da luz solar. Por sua capacidade de suprir energia indefinidamente, sem necessidade de recarga, foram utilizados para alimentar os primeiros satélites artificiais, na década de 1950.

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Ametista, Pedra Semipreciosa

Ametista, Pedra Semipreciosa

#Ametista, Pedra Semipreciosa

A ametista é uma pedra semipreciosa, da família do quartzo, cuja coloração varia do violeta-claro ao violeta-acinzentado, e é facilmente confundida pelo leigo com o berilo, a fluorita, o vidro sintético, o topázio e a turmalina. Quimicamente, é constituída por dióxido de silício e traços de óxido de ferro e manganês, considerados responsáveis pela coloração característica exibida por essa pedra.

Mencionada no Êxodo como uma das doze gemas que adornavam o peitoral das vestes sacerdotais de Aarão, a ametista era considerada, pelos povos antigos, um amuleto contra a embriaguez.

Quando aquecida a temperatura na faixa de 470 a 750o C, a ametista pode adquirir coloração amarelo-clara ou vermelho-acastanhada, ou ainda tornar-se incolor. Muitos dos falsos topázios ou citrinos do comércio são assim obtidos. Em alguns casos o aquecimento provoca uma mudança para a cor verde. A tonalidade original pode ser recuperada por meio da irradiação com raios X.

No passado a Rússia foi a fonte mais importante de ametistas, mas seu valor caiu muito, em conseqüência da descoberta de jazidas no Brasil (Rio Grande do Sul, Minas Gerais e Bahia) e no Uruguai.

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Âmbar, Mineral de Origem Orgânica

Âmbar, Mineral de Origem Orgânica

Âmbar, Mineral de Origem OrgânicaÂmbar é um mineral de origem orgânica, derivado de resinas de árvores coníferas que, enterradas  durante milhões de anos, sofreram um processo de fossilização. Quimicamente, consiste em uma mistura de resinas e substâncias betuminosas, de fórmula C10H16O.

Devido às singulares propriedades que possui, o âmbar era utilizado como amuleto pelas antigas civilizações. Atualmente, é empregado na fabricação de bijuterias e objetos decorativos.

É encontrado na forma de nódulos irregulares de coloração amarelo-parda, às vezes turva devido à inclusão de minúsculas bolhas de ar. Ao queimar-se, desprende um odor agradável, fundindo-se em temperaturas entre 280 e 290o C. Insolúvel em água, o âmbar se dissolve em éter e clorofórmio. Quando transparente, apresenta um índice de refração entre 1,53 e 1,55.

Uma das propriedades mais conhecidas do âmbar é a facilidade com que se eletriza ao sofrer atrito. Utiliza-se essa característica para diferenciá-lo de outras substâncias de aspecto semelhante. Constitui, ainda, uma fonte de informação preciosa para os paleontólogos, uma vez que é possível encontrar, em seu interior, fósseis de insetos e plantas há muito extintos.

Os mais importantes depósitos desse mineral são os do mar Báltico. O âmbar ocorre também na Romênia, na costa da Sicília e em Myanmar (Birmânia), perto de Myitkina.

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Alquimia, História da Alquimia

Alquimia, História da Alquimia

#Alquimia, História da AlquimiaConta a lenda que o filósofo e alquimista árabe Averróis enterrou um raio de sol sob a primeira coluna à esquerda da mesquita de Córdoba, acreditando que, transcorridos oito mil anos, ele se converteria em ouro.

A alquimia foi uma atividade pré-científica que visava alcançar uma melhor compreensão do cosmo, da matéria e do homem. Em particular, através do conhecimento da natureza da matéria, os alquimistas visavam transformá-la e transmutar metais de pouco valor em ouro e prata.

Características da alquimia. Segundo os alquimistas, através de certas técnicas, que envolviam ciência, arte e religião, seria possível conseguir a transmutação de uma substância em outra. Por haverem desenvolvido e utilizado diversos procedimentos de laboratório, a alquimia foi uma atividade precursora da química, que lhe deve a descoberta de inúmeras substâncias e a invenção de grande variedade de instrumentos, que mais tarde  desempenhariam papel de destaque no domínio da metodologia científica.

A teoria da transmutação baseava-se na interpretação dada pela filosofia clássica grega à composição da matéria. Na época de Aristóteles, acreditava-se que toda substância compunha-se de diferentes proporções dos quatro elementos fundamentais: água, ar, fogo e terra. A partir desse princípio, os alquimistas desenvolveram seu postulado fundamental: "A matéria é única e pode sofrer transmutações mediante a variação das proporções entre seus componentes." Os alquimistas acreditavam também na existência de uma substância capaz de provocar essa transmutação, denominada elixir (do árabe al-iksir, "pó seco") ou pedra filosofal. A essa substância eram atribuídas outras propriedades, tais como o poder curativo e de rejuvenescimento, razão pela qual recebia também o nome de "elixir da vida" ou "panacéia universal".

Entretanto, os alquimistas medievais tinham mais interesse nos poderes de transmutação da matéria atribuídos à pedra filosofal, uma vez que, se alcançada, essa técnica possibilitaria o fácil acesso à riqueza. Nicolas Flamel, tabelião e alquimista francês do século XIV, acumulou tamanha riqueza que seus contemporâneos imaginaram que ele houvesse finalmente descoberto o princípio do elixir da vida. Segundo a lenda, Flamel teria sonhado com um livro oculto, que revelava os segredos da "grande arte". O alquimista teria se dedicado à busca desse livro e, depois de encontrá-lo, o decifrara com a ajuda de um erudito judeu, conseguindo assim a transmutação de substâncias de pouco valor em ouro.

O empenho com que se dedicaram à busca do ouro fez com que alguns alquimistas obtivessem muito poder; outros, porém, foram perseguidos. Na segunda metade do século XVI e no começo do XVII, Praga transformou-se no principal centro da prática da alquimia. Os imperadores Maximiliano II e Rodolfo II deram respaldo à obra de alguns alquimistas, e este último chegou a conceder título de nobreza ao alquimista alemão Michael Maier. Menos sorte teve o inglês Edward Kelly, encarcerado por ordem do próprio Rodolfo II.

De maneira geral, o cristianismo se opôs à prática da alquimia, que considerava pagã. O próprio arcebispo de Praga foi perseguido pelo Concílio de Constance no século XV, e em 1530 foi promulgado em Veneza um decreto que condenava à morte os alquimistas. Devido a essas perseguições e a fim de manter em segredo suas descobertas, os alquimistas passaram a utilizar uma linguagem rica em símbolos e metáforas, só acessível aos iniciados. Era comum publicarem obras com pseudônimos ou atribuírem-nas a pessoas de reconhecido prestígio, como santo Alberto Magno, santo Tomás de Aquino ou Roger Bacon.

Ao lado dos alquimistas que se empenharam honestamente em alcançar a pedra filosofal, houve aqueles que recorreram a fraudes como meio de obter dinheiro, fama e poder. Não era incomum construírem caixas de fundo falso, onde o ouro era escondido, aparecendo no momento oportuno, ou branqueá-lo com mercúrio, recuperando depois seu brilho por meio de calcinação.

Histórico. A prática da alquimia teve início em tempos remotos na Índia, na China e na Europa. Certas características comuns parecem apontar uma mútua influência entre os antigos alquimistas chineses e hindus. Em ambas as culturas, o objetivo fundamental da alquimia não era a obtenção de ouro, mas sim o prolongamento da vida. Por conseguinte, nas civilizações orientais, a alquimia estava ligada mais de perto à medicina que à química.

Ainda se discute a origem das idéias alquímicas. Enquanto alguns estudiosos defendem o desenvolvimento independente da alquimia na Índia e na China, outros consideram a possibilidade da transmissão de conhecimentos de uma dessas culturas para a outra. Os Vedas, textos sagrados hindus, fazem referência a uma provável relação entre o ouro e a longevidade. Os chineses, por sua vez, um século antes de Cristo, acreditavam ser possível alcançar a imortalidade através da ingestão de uma bebida de ouro, devido à resistência desse metal à corrosão.

A alquimia europeia baseou-se na astrologia (a palavra "alquimia" foi empregada pela primeira vez no tratado astrológico de Julius Maternus Firmicus, do século IV) e nas técnicas metalúrgicas dos sumérios e egípcios, que já obtinham o cobre a partir da malaquita, quatro mil anos antes da era cristã.

Uma das primeiras obras sobre alquimia de que se tem notícia é o tratado Physica et mystica, atribuído ao egípcio, naturalizado grego, Bolos de Mende, que viveu na região do delta do Nilo por volta do ano 200 a.C. Nele se encontravam receitas para converter metais em ouro e prata, numa época em que eram divulgadas as idéias platônicas sobre a composição da matéria. Apesar da confusão provocada pelas falsas atribuições de livros e tratados a este ou aquele autor, parece ter existido, nessa época, numerosos praticantes da alquimia, tais como Ostan o Mago, Sofar o Persa e os egípcios Petesis e Chiuses. O tratado Physica et mystica é parte de uma compilação de textos realizada no século VIII, e inclui obras de cerca de quarenta autores, entre os quais Zózimo, que viveu no início da era cristã e exerceu grande influência sobre os alquimistas posteriores. Em suas obras, ele  descreveu toda uma série de instrumentos, cuja invenção foi atribuída a Maria a Judia, uma das mais famosas mulheres que praticaram a alquimia.

Após a conquista de Alexandria, em 642 da era cristã, os árabes incorporaram a seu saber as teorias dos alquimistas gregos e egípcios. Entretanto, alguns especialistas consideram que a alquimia árabe não teve como origem a Grécia, mas sim a escola asiática, provavelmente centrada na cidade turca de Harran. Entre os mais destacados alquimistas árabes cabe mencionar: Jabir (em latim, Geber), al-Razi, que no século X lançou os fundamentos para a descoberta dos ácidos minerais, e Avicena, responsável pela compilação, cem anos depois, dos conhecimentos dos alquimistas árabes.

No século XII cresceu na Europa o interesse pela alquimia. A partir de traduções das obras dos alquimistas árabes, foram descobertas substâncias que constituiriam a base da ciência química: os ácidos minerais, o álcool (cuja descoberta é atribuída ao  alquimista catalão Arnau de Vilanova, no século XIII) e elementos químicos como o antimônio, estudado por Basílio Valentín.

Já no século XIII, o inglês Roger Bacon defendia a utilização do método científico, afirmando que "nada se pode conhecer com certeza, salvo através da experiência". No século XIV, Paracelso, para quem o objetivo da alquimia não era a obtenção de ouro, e sim de remédios, deu um importante impulso a essa disciplina, embora se jactasse de ter encontrado o elixir da vida.

Durante esse período, a alquimia oscilou entre a ciência e o misticismo. Assim, enquanto o respeitado cientista inglês Isaac Newton se dedicava, no século XVII,  a investigações sobre a obtenção de ouro, o alquimista holandês Jan Baptiste van Helmont estudava o dióxido de carbono, criando a palavra "gás".

Com a publicação dos trabalhos de Lavoisier, no século XVIII, teve início a era da química, embora certos aspectos filosóficos da atividade alquímica tivessem sido preservados por seitas místicas, como a irmandade dos Rosacruzes.

Os historiadores da química tendem a distinguir entre os aspectos positivos da alquimia e aqueles que  consideram nocivos. Entre os primeiros cabe citar o descobrimento de novas substâncias e a invenção de novos instrumentos de trabalho, enquanto o principal caráter negativo apontado no procedimento alquimista refere-se ao descrédito do método científico.

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