Marie Curie: a genialidade de uma mulher e cientista à frente de seu tempo.

 

Apesar do histórico de exclusão, discriminação e invisibilidade na sociedade, a mulher por meio de suas concepções, anseios e percepção do mundo, vem alcançando novos patamares no meio social. As mulheres hoje frequentam os mais diversos espaços acadêmicos, e ao longo do tempo vêm produzindo conhecimento, apesar de muitas ainda serem mantidas na invisibilidade.

Neste artigo evidencia-se a importância da figura feminina na Ciência. Para tanto, ressaltamos a figura e genialidade de Marie Curie, considerada o maior ícone feminino da história da Ciência.

Marie Sklodowska nasceu em 7 de novembro de 1867 em Varsóvia na Polônia. Era filha de um casal de professores que à época lutava pela independência polonesa e sofria muita represália do governo Russo. Dentre as proibições impostas, havia a impossibilidade de mulheres ingressarem no ensino superior. Marie estudou em uma escola para mulheres, e ao se formar, mudou-se para Paris, com o objetivo de se formar em Ciências.

Em 1891, Marie ingressava na Universidade de Sorbonne onde obteve o título de bacharel em Física e um ano depois conclui o bacharelado em Matemática. Na França, Marie foi apresentada ao físico francês Pierre Curie, o encontro mudaria não apenas as vidas dos dois, mas o curso da Ciência, pois, para além das pesquisas, o casal se apaixonou e em 1985 se casaram.

Juntamente com Pierre e o físico Henri Becquerel, Marie Curie conduziu pesquisas acerca da fluorescência e fosforescência de sais de urânio, as quais levaram ao descobrimento da radioatividade, o que rendeu ao trio o Prêmio Nobel de Física de 1903. 

Becquerel, Pierre e Marie em seu laboratório de pesquisas.
Fonte: https://www.bbc.com/portuguese/internacional-43092590

O casal Curie mais tarde veio a descobrir dois novos elementos químicos, o rádio e o polônio. Uma mulher cientista e polonesa, fazendo descobertas que mudaram o rumo da história, era algo difícil de ser aceito pelos homens da época. Contudo, Marie comprovou a existência do elemento polônio, cujo nome foi dado em homenagem a sua terra natal. Posteriormente, as pesquisas do casal os levaram à descoberta de mais um elemento químico, ao qual deram o nome de rádio.

Em 1906, quando do falecimento de Pierre, Marie assume então a cadeira de Física do marido na Universidade de Sorbonne, tornando-se a primeira mulher a lecionar nesta universidade. Em 1911, Marie foi novamente agraciada com o Prêmio Nobel, desta vez na área da Química, pela descoberta dos elementos polônio e rádio.

Marie Curie permanece até hoje como sendo a única pessoa a ganhar dois Prêmios Nobel em áreas diferentes. Aquela que por muito tempo foi alvo de preconceito e até mesmo de agressões no meio científico, através de suas descobertas mudou o panorama da Ciência e também da medicina, já que durante a Primeira Guerra Mundial ela criou um micro aparelho de raio-X móvel e foi para a linha de frente trabalhar com médicos e enfermeiros no atendimento de soldados feridos.

                                            Marie Curie treinando profissionais da saúde durante a Primeira Guerra Mundial.                                                                 Fonte: https://www.bbvaopenmind.com/en/science/leading-figures/the-great-invention-of-marie-curie

Por tantos feitos pela humanidade, Marie passou a ser reconhecida e respeitada por todos. Suas descobertas tiveram alto custo para sua saúde, vindo a falecer em 1934 após um quadro de leucemia, devido a sua exposição maciça à radiação durante o trabalho como cientista.

Marie Curie com sua genialidade e ousadia enfrentou preconceitos em uma época em que a mulher não tinha vez, não tinha voz, conseguindo com seus feitos científicos revolucionar as mais diversas áreas da Ciência, Medicina e Tecnologia, dando às mulheres uma nova identidade, a de ser humano capaz, independente do seu gênero.

Por Anna Elisa Salgado Oliveira; Bianca Jaqueline Alves Serapião; Maraisa Soares dos Santos; Jordana Geralda Ferreira; Alda Ernestina dos Santos (alda.santos@ifmg.edu.br)

Artigo publicado na Revista IFMG Com Ciência

Das folhas de coca às pedras de crack: um caminho sem volta

 

O crack, uma droga altamente viciante, devastadora e de baixo custo, é atualmente a segunda droga (perdendo apenas para o álcool) que mais mata no mundo, de forma que se tornar usuário de crack é praticamente um caminho sem volta. Você sabia que o crack é derivado da cocaína?

A cocaína é um produto natural pertencente à classe dos alcaloides (metabólitos constituídos por carbono, oxigênio, hidrogênio e nitrogênio) e o componente principal das folhas da planta Erythroxylon coca, espécie nativa dos Andes, onde é conhecida popularmente por coca.

Estrutura química da cocaína
Fonte: Elaborada pela autora.

A estrutura química da cocaína nos diz muito sobre suas propriedades químicas, de forma que o átomo de nitrogênio presente em sua estrutura por conter um par de elétrons livres confere à cocaína propriedades básicas, possibilitando com que ela reaja facilmente com ácidos, produzindo sais. Baseado nesta propriedade química, se faz o refino da cocaína para fins comerciais.

Nas folhas de coca, a cocaína encontra-se misturada com outras substâncias e para separá-la, é necessário o processo de extração, em que as folhas desta planta são prensadas em uma mistura de ácido sulfúrico (H2SO4), gasolina e querosene, obtendo-se então uma pasta (pasta base) denominada sulfato de cocaína, um sal insolúvel em água, obtido da reação entre a cocaína e o ácido sulfúrico. Por ser pouco solúvel em água, o sulfato de cocaína deve passar por um processo químico para aumentar sua solubilidade. Nesta última etapa, a pasta base é tratada com ácido clorídrico (HCl) e leva à obtenção de um sal mais solúvel, o cloridrato de cocaína, pó branco que é então comercializado como narcótico.

                                                                           Processo de obtenção do crack.
                                                                           Fonte: Elaborada pela autora.

Assim como todo sal, o cloridrato de cocaína apresenta alto ponto de ebulição e logo não pode ser "fumado", por isso a cocaína é então "cheirada", ou ainda, devido à alta solubilidade deste sal, pode ser misturada à água e administrada por via injetável.

Quando aspirada pelas narinas, a cocaína não é muito bem absorvida pelo organismo e por isso, demora um certo tempo para provocar seus efeitos. Para potencializar o efeito da cocaína, foi criado então o crack, muito mais potente, cujos efeitos são instantâneos. O crack é obtido a partir da reação do cloridrato de cocaína com uma substância com propriedades básicas, geralmente bicarbonato de sódio (NaHCO3) ou amônia (NH3) devido ao baixo custo. Desta reação obtém-se um sólido branco em camadas finas, que se quebra facilmente, daí a origem do nome crack (quebra em inglês), sendo comercializado sob a forma de pedras.

Ao contrário do cloridrato de cocaína, essa base apresenta baixo ponto de ebulição e pode ser facilmente queimada nos cachimbos dos usuários de crack. Logo, quando é fumado, o crack invade as vias aéreas do usuário e chega até o pulmão e em poucos segundos, a mensagem é enviada ao cérebro, que percebe imediatamente seus efeitos que podem ir da simples sensação de euforia, até um ataque cardíaco. Por ser "fumado", o crack é muito mais potente que a cocaína, que é geralmente "cheirada" e desta forma, menos absorvida pelo organismo.

         Principais efeitos do crack no organismo.
         Fonte: Elaborada pela autora.

Por Alda Ernestina dos Santos

Artigo publicado na Revista IFMG Com Ciência

A Química do chocolate

Que o chocolate é amado pela maioria das pessoas não resta dúvida. Seja na versão amargo, ao leite ou branco, o chocolate é um alimento que agrada praticamente a todos os paladares.

O chocolate é um alimento obtido a partir das sementes do cacau e foi preparado pela primeira vez por volta do ano de 1400 pelos astecas sob a forma de uma bebida que em nada lembra o chocolate tal qual conhecemos hoje. Ao longo dos anos, a receita do chocolate foi sofrendo alterações, sendo que uma das mais significativas delas levou à obtenção do chocolate ao leite pelos suíços em 1875, ao adicionar leite em pó à preparação original, produzindo o chocolate sólido, mais parecido com o chocolate atual.

Mas afinal, o que torna o chocolate um alimento tão especial? A Química explica!

Apesar de sua composição ser variável, em geral o chocolate é composto basicamente de 8% de proteínas, 60% de carboidratos, 30% de gorduras e 2% de substâncias diversas e não por acaso, é considerado um alimento bastante calórico, cujo consumo diário não deve ultrapassar 100 gramas, pois extrapola a quantidade de calorias recomendada para uma dieta saudável.

O chocolate consiste de uma mistura complexa que envolve a presença de mais de 300 compostos químicos diferentes. Dentre eles a feniletilamina (figura 1), substância encontrada em quantidades consideráveis no chocolate, e conhecida por acionar a liberação de dopamina, neurotransmissor relacionado à sensação de bem-estar. Desta forma, aquela sensação de bem-estar que sentimos ao saborear um delicioso chocolate é geralmente atribuída à feniletilamina.

Figura 1: Estrutura da feniletilamina.

Durante muito tempo, acreditou-se que o chocolate apresentava propriedades afrodisíacas devido à presença do triptofano, um aminoácido essencial que está ligado à produção da serotonina, neurotransmissor conhecido como o hormônio do prazer. Contudo, o triptofano (figura 2) está presente em quantidades muito pequenas no chocolate, e desta forma é pouco provável que o consumo de chocolate leve a algum efeito afrodisíaco.

Figura 2: Estrutura do triptofano.

Outro componente importante do chocolate é a vanilina, substância que apresenta cheiro de baunilha e contribui significativamente para o aroma deste alimento. A vanilina (figura 3) não está presente no cacau, entretanto é adicionada durante o processo de fabricação do chocolate para atribuir o seu aroma característico.

Figura 3: Estrutura da vanilina.

A teobromina é um outro importante componente do chocolate. Esta substância pertente à classe dos alcaloides e sua estrutura é muito semelhante à da cafeína, sendo considerada um estimulante leve. A teobromina (figura 4) está presente em pequenas quantidades no chocolate, sendo inofensiva para os seres humanos nesta concentração. Porém, é potencialmente tóxica para os cães, de forma que a ingestão de cerca de 50 g de chocolate amargo por um cão de porte pequeno pode ser letal. Por este motivo os cães jamais devem consumir chocolate ou produtos à base de chocolate.

Figura 4: Estrutura da teobromina.

O chocolate branco apresenta uma composição diferente dos demais chocolates, sendo composto basicamente por manteiga de cacau, açúcar e leite. A manteiga de cacau é rica em ácidos graxos como o ácido esteárico e o ácido palmítico (figura 5) e desta forma, esses dois compostos estão presentes no chocolate branco.

Figura 5: Estrutura dos ácidos esteárico (a) e palmítico (b).

O Brasil apresenta uma significativa atuação na produção e consumo de chocolate, sendo o quinto maior mercado mundial deste alimento, e o maior da América Latina. O país produz anualmente mais de 500 mil toneladas de chocolate, sendo que os estados da Bahia e Pará correspondem a cerca de 90% dessa produção. Em média, um brasileiro consome cerca de 2,6 quilos de chocolate por ano.

Por Alda Ernestina dos Santos

Artigo publicado na revista IFMG Com Ciência

A Química do sapo Cururu

 

Você muito provavelmente já deve ter ouvido as expressões "beijar sapo" e "engolir sapo". 

Mas aposto que nunca ouviu "lamber sapo".

Estranho né?

É isso mesmo, em países como a Austrália lamber sapos é um ato bastante comum. Isto porque o sapo cururu produz uma mistura de substâncias denominada bufotoxina em que o principal componente é a bufotenina, um alcalóide indólico derivado da serotonina e que possui potente efeito alucinógeno.

A bufotoxina é produzida e excretada como mecanismo de defesa por glândulas localizadas atrás dos olhos e nas costas do sapo cururu.

O consumo da bufotenina como alucinógeno é muito comum e os usuários a obtém comprimindo as glândulas do sapo cururu, recolhendo-a para ser posteriormente fumada sob a forma de cachimbo. Entretanto, alguns usuários preferem consumir a bufotenina lambendo diretamente a pele do sapo cururu. 

Por Alda Ernestina dos Santos

 

A Química do chocolate

 

Você sabia que a composição do chocolate envolve a presença de mais de 300 compostos químicos diferentes?

Dentre ele a feniletilamina, substância responável por acionar a liberação de dopamina. Desta forma, a sensação de bem estar que sentimos ao saborear um delicioso chocolate é geralmente atribuída à feniletilamina.

Outro componente importante é o triptofano, um aminoácido essencial, que  está relacionado à produção de serotonina, conhecido como hormônio do prazer, por este motivo muitas pessoas acreditam que o chocolate tenha propriedades afrodisíacas. Contudo, o triptofano está presente em quantidades muito pequenas no chocolate, e por este motivo é pouco provável que o seu consumo leve de fato a algum efeito afrodisíaco.

A teobromina é um outro importante componente do chocolate. Esta substância pertente à classe dos alcaloides e embora esteja presente em pequenas quantidades no chocolate é potencialmente tóxica para os cães, podendo inclusive levá-los à óbito. Por esse motivo os cães jamais devem consumir chocolate ou produtos à base de chocolate.

Por Alda Ernestina dos Santos

Água oxigenada e suas aplicações diversas no cotidiano

 

O peróxido de hidrogênio (H₂O₂), ou água oxigenada, como é mais conhecido é um composto químico de grande importância e utilização em nosso cotidiano. A água oxigenada é um líquido incolor que muito se assemelha à água, e recebe este nome por apresentar fórmula molecular H₂O₂, ou seja, contém um oxigênio a mais que a água.

A água oxigenada possui as mais diversas aplicações em nosso cotidiano, a seguir são descritos alguns exemplos.

Antisséptico em feridas e machucados

A água oxigenada comercial consiste de uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio e é comumente usada na desinfecção de feridas e machucados. 

Ao entrar em contato com a ferida ou machucado, a água oxigenada sofre degradação produzindo água e gás oxigênio (O₂). Tal reação ocorre sobre a ação de um catalisador, a enzima catalase, presente no sangue.

A efervescência instantânea que observamos ao aplicar a água oxigenada na ferida ou machucado é devido à liberação do gás O₂ na reação, que é o responsável pela propriedade antisséptica da água oxigenada, já que é letal para microorganismos anaeróbicos, tais como bactérias. 

Branqueador em produtos diversos

O H₂O₂ é um excelente oxidante e por isto é muito utilizado como agente branqueador, por exemplo, no processo industrial de branqueamento do papel. Estima-se que cerca de 2 milhões de toneladas de H₂O₂ são usadas todos os anos no branqueamento do papel. 

Devido ao seu efeito branqueador o H₂O₂ é usado em procedimento de clareamento dental, visando a remoção de manchas e o clareamento dos dentes. Alguns produtos de limpeza, como tira-manchas, por exemplo, também apresentam H₂O₂ em sua composição.

Oxidante em tintas para cabelo 

O H₂O₂ é usado como oxidante em tintas capilares, pois atua descorando a melanina e clareando os cabelos. Além disso, auxilia no processo de tingimento capilar, oxidando outras substâncias químicas presentes na tinta.

Reagente em varetas luminosas

O H₂O₂ está presente na composição daquelas varetas luminosas, muito usadas em festas noturnas. 

Quando a vareta é rompida e agitada o H₂O₂ reage prontamente com uma substância presente no compartimento da vareta. Tal reação produz energia suficiente para excitar as moléculas do corante, que passa então a emitir luz.

Por Alda Ernestina dos Santos

A cor e o aroma das rosas

 

Você sabia que a coloração das rosas vermelhas se deve à presença de antocianinas como a cianina e a pelargonidina? 

Antocianinas são metabólitos secundários que atuam como pigmentos vegetais, conferindo coloração característica às folhas, frutos e flores de espécies vegetais diversas.

A coloração da uva roxa por exemplo, se deve à presença de antocianinas.

Além das antocianinas, as rosas apresentam outros pigmentos como a rubixantina e a zeaxantina, desta forma existem sob diferentes colorações.

Por sua vez, o aroma das rosas se deve a uma variedade de compostos voláteis, especialmente terpenos, como o geraniol, citronelol, nerol, dentre outros.

Por Alda Ernestina dos Santos

Ésteres e o aroma das frutas

 

Os ésteres são compostos orgânicos em geral de odor agradável e conferem o aroma característico a diversas frutas.

Por este motivo, tais compostos são comumente utilizados na indústria alimentícia como aromatizantes naturais ou sintéticos, conferindo aroma e sabor característico e agradável aos alimentos. Além disso, são utilizados na produção de bebidas alcoólicas, como vinhos e cervejas, para conferir aromas e sabores específicos.

Os ésteres podem ser sintetizados em laboratório a partir de uma reação denominada esterificação, que ocorre entre um álcool e um ácido carboxílico. 

Dentre os ésteres encontrados em frutas pode-se destacar:

Fruta	Éster	Álcool e ácido carboxílico de origem
morango	butanoato de butila	ácido butanóico e butan-1-ol
kiwi	benzoato de metila	ácido benzóico e metanol
laranja	etanoato de octila	ácido etanóico e octan-1-ol
framboesa	etanoato de butila	ácido etanóico e butan-1-ol
banana	etanoato de isopentila	ácido etanóico e isopentanol
maçã	etanoato de etila	ácido etanóico e etanol
abacaxi	butanoato de etila	ácido butanóico e etanol
pêra	etanoato de propila	ácido etanóico e propan-1-ol

Por Alda Ernestina dos Santos

Armas de efeito moral: a química dos gases lacrimogêneos

 

Você sabia que existe muita química por trás das armas de efeito moral? Armas de efeito moral são armas não letais utilizadas para conter e controlar situações de tumulto de forma menos letal que o uso de armas de fogo, por exemplo. As armas de efeito moral são projetadas e utilizadas com o intuito de incapacitar temporariamente as pessoas, sem provocar ferimentos permanentes e/ou causar a sua morte. O princípio de uso das armas de efeito moral é paralisar pelo susto, desta forma elas são armas muito úteis no controle de motins e manifestações, de forma que o uso deste tipo de arma vem se tornando cada vez mais comum por policiais e forças armadas.

Existe uma grande variedade de armas de efeito moral que atuam de diversas formas que vão desde armas de impacto físico como a bala de borracha, até o uso de agentes químicos, como é o caso dos gases lacrimogêneos. Os gases lacrimogêneos estão entre as armas de efeito moral mais utilizadas por autoridades policiais no Brasil na contenção de tumultos. Gases lacrimogêneos é o termo utilizado para se referir a compostos químicos que atuam como agentes lacrimejantes, isto é, que têm a capacidade de irritar os olhos, a pele e as vias respiratórias. Cabe ressaltar, entretanto que os gases lacrimogêneos não são gases, e sim uma suspensão em aerosol destas substâncias irritantes.

O primeiro registro da utilização de agentes lacrimejantes data do final do século XV quando povos indígenas do México queimavam óleo de pimenta com o intuito de produzir uma fumaça lacrimogênea e tóxica. Contudo, o uso de gases lacrimogêneos em larga escala teve início apenas no século XX, mas a popularização desse tipo de arma se deu de fato durante a Primeira Guerra Mundial. Atualmente existem cerca de 15 compostos químicos que atuam como agentes lacrimogêneos, sendo que quatro deles se destacam: os agentes CN (cloroacetofenona), CS (ortoclorobenzilmalonitrila), CR (dibenzoxazepina) e o 2-bromo-2-fenilacetonitrila, cujas estruturas encontram-se representadas na figura a seguir.

Um outro tipo muito comum de arma que contém agente lacrimejante é o spray de pimenta, conhecido também por agente OC. O spray de pimenta tem como princípio ativo a oleoresina de Capsicum (daí a sigla “OC”), obtida a partir de espécies de pimentas e pimentões do gênero Capsicum. A capsaicina constitui o principal componente da oleoresina, sendo a responsável pela ardência das pimentas e pelo efeito pungente do spray de pimenta. Em geral, a composição do spray de pimenta consiste de uma solução contendo 10% de oleoresina de capsaicina diluída em um solvente orgânico.

                                                            

No que diz respeito aos efeitos dos gases lacrimogêneos no organismo humano, apesar de apresentarem alta margem de segurança, o uso destes artefatos pode provocar ferimentos graves e até a morte, caso sejam utilizados por um longo período ou em locais sem ventilação adequada. A exemplo do que aconteceu em 25 de maio deste ano, com Genivaldo de Jesus dos Santos, um sergipano de 38 anos que foi à óbito após ser abordado por policiais que o colocaram dentro de uma viatura policial fechada ainda inalando o gás lacrimogêneo de uma bomba recém detonada. Genivaldo foi à óbito em decorrência da ação do gás lacrimogêneo que o levou a convulsões e a incapacidade de respirar, morrendo em poucos minutos por asfixia.

Por Alda Ernestina dos Santos.

Artigo publicado na Revista IFMG Com Ciência  

Jack responde: Como que o álcool pode virar cachaça?

 

Que a cachaça é uma bebida alcoólica já sabemos, mas afinal, como é possível o álcool se transformar em cachaça?

Para responder a esta pergunta, precisamos primeiramente compreender que o processo de obtenção da cachaça envolve dois momentos principais: a fermentação e a destilação, uma vez que a cachaça é uma bebida fermentada e destilada.

A fermentação alcoólica é o processo químico pelo qual microorganismos como as leveduras e determinadas bactérias convertem açúcares como a glicose em etanol (C₂H₅OH) e dióxido de carbono (CO₂), com o intuito de obterem energia que será empregada em suas funções fisiológicas. 

No caso específico da cachaça, o álcool da bebida, o etanol, é obtido sob a ação de leveduras, a exemplo da espécie Saccharomyces cerevisae que promove a fermentação do caldo de cana (garapa), convertendo o açúcar do caldo de cana em álcool e gás carbônico.

A fermentação do caldo de cana envolve, basicamente, dois processos. Inicialmente, sob a ação da enzima invertase, ocorre a quebra do açúcar da cana, a sacarose, em dois açúcares diferentes, a glicose e a frutose, além da liberação de uma molécula de água, numa reação química denominada hidrólise.

           Equação química da hidrólise da sacarose.

Na presença de microorganismos como a levedura S. cerevisae a glicose é então convertida em etanol e gás carbônico.

                              Conversão da glicose em etanol e gás carbônico.

O produto resultante da fermentação é denominado vinho de cana e apresenta baixo teor alcoólico. Como a cachaça deve apresentar um teor alcoólico entre 38 e 48%, o caldo de cana então fermentado deve passar pelo processo de destilação que promoverá um aumento na concentração de etanol na bebida. Para tanto, a mistura obtida na fermentação é destilada dentro dos chamados alambiques.

O alambique é o equipamento de destilação dentro do qual o caldo de cana fermentado é aquecido em temperatura suficiente para que alguns de seus componentes, como é o caso do etanol, passem do estado líquido para o estado de vapor. À medida que o processo de destilação avança, os vapores condensam (voltam ao estado líquido) e o líquido vai sendo coletado.

Cabe destacar que apenas 80% do líquido coletado é considerado cachaça de boa qualidade, uma vez que a primeira parte (cerca de 10%) do volume coletado recebe o nome de “pinga de cabeça” e deve ser descartada, pois apresenta um elevado teor de substâncias voláteis que podem ser tóxicas ao organismo caso sejam consumidas. O restante (10%) do líquido coletado, já no final da destilação também é descartado, pois apresenta um baixo teor alcoólico e não se enquadra nos padrões exigidos para a cachaça.

Por Alda Ernestina

Artigo publicado na Revista IFMG Com Ciência