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

Tabela Periódica Inclusiva: um recurso para auxiliar professores no ensino de Química para estudantes surdos

 

                                                                              Versão web da Tabela Periódica Inclusiva.

A educação inclusiva tem por objetivo promover o processo de ensino-aprendizagem de todos, bem como proporcionar aos alunos com necessidades específicas a inclusão, de forma a garantir a equidade no ensino. Em se tratando da inclusão de alunos com deficiência auditiva no ensino regular, materiais e recursos didáticos acessíveis ou adaptados em Libras são importantes ferramentas facilitadoras do processo de ensino-aprendizagem destes alunos.

Além de materiais didáticos adaptados, os alunos com deficiência auditiva podem contar também com softwares educacionais os quais além de auxiliar na aprendizagem, colaboram para a redução das desigualdades que estes alunos enfrentam diariamente no ambiente escolar.

Visando a promoção de um ensino cada vez mais inclusivo, foi desenvolvido no IFMG – Campus Bambuí um projeto de pesquisa que possibilitou a criação de um software educacional web para o ensino de Química, tendo por base a Tabela Periódica Inclusiva, uma Tabela Periódica interativa desenvolvida em Libras para auxiliar professores no ensino de Química para alunos surdos, bem como alunos em geral.

O material didático acessível, que foi inicialmente disponibilizado no formato de e-book, agora conta com uma versão web. O software foi desenvolvido pelo aluno Allan Rafael Nunes Medeiros, do curso de Engenharia da Computação, sob a orientação dos professores Alda Santos, Fábio Mourão e Vássia Soares, o projeto contou ainda com a colaboração externa do professor Alisson Chiquitto, do IFMS – Campus Naviraí.

A implementação do software envolveu o uso de tecnologias de desenvolvimento web diversas, incluindo HTML, CSS, JavaScript e PWA (Progressive Web App). Além da versão web, a Tabela Periódica Inclusiva agora pode ser utilizada como aplicativo, por meio da instalação em dispositivos móveis como tablets e smartphones. O funcionamento do software tanto no ambiente web, como aplicativo móvel foi possível graças ao uso da PWA, uma nova tecnologia que permite o desenvolvimento de softwares que funcionam de forma híbrida, podendo ser executados entre as páginas da web regulares e como um aplicativo móvel.

Após a implementação e testagem, o software foi avaliado por professores de Química atuantes em diferentes níveis e redes de ensino, onde foi considerado funcional e de fácil uso, tendo uma boa aceitabilidade pelos professores, que apontaram a Tabela Periódica Inclusiva como uma ferramenta importante para o ensino de Química, que poderá contribuir no processo de inclusão de alunos com deficiência auditiva.

A versão web da Tabela Periódica Inclusiva encontra-se disponível no endereço eletrônico: https://www.tabelaperiodicalibras.com.br. Para visualizar as informações de cada um dos elementos, basta clicar sobre o símbolo do elemento desejado na Tabela Periódica disponível na página principal.

Por Alda Ernestina dos Santos

Artigo publicado na Revista IFMG Com Ciência

Acidente com Césio-137 em Goiânia: 35 anos do maior acidente radiológico da história

 

Em 2022 o maior acidente radiológico já ocorrido em área urbana do planeta completa 35 anos. Trata-se do acidente com o Césio-137, ocorrido na cidade de Goiânia em 13 de setembro de 1987. O acidente, classificado como nível 5 na Escala Internacional de Acidentes Nucleares (INES), que vai de 1 a 7, é considerado um acidente com consequências de longo alcance e cujos efeitos são observados até hoje.

                                                                        Escala Internacional de Eventos Nucleares (INES).

O acidente radiológico ocorrido em Goiânia foi resultado de uma sucessão de erros, sendo o primeiro deles, sem dúvida, a negligência dos responsáveis por uma clínica de radioterapia abandonada no centro de Goiânia, que ao encerrar suas atividades lá deixaram uma máquina de radioterapia que em seu interior havia uma cápsula contendo um sal de Césio-137, elemento altamente radioativo.

Em 13 de setembro de 1987, os catadores de materiais recicláveis Wagner Pereira e Roberto Alves encontraram a máquina abandonada e com o auxílio de um carrinho de mão a retiram do local para realizar o seu desmonte. Após alguns dias desmontando a máquina a marretadas e separando as peças de aço e chumbo, os catadores já haviam encontrado a cápsula contendo o material radioativo, que foi então liberado no ambiente e circularia por pelo menos quatro setores de Goiânia, levando à contaminação de centenas de pessoas em poucos dias e outros milhares, em poucos anos.

Após desmontarem e separarem os materiais, Wagner e Roberto venderam a cápsula juntamente com outras peças para Devair Ferreira, dono de um ferro velho na cidade de Goiânia, que abriu a cápsula e ficou maravilhado com o pó brilhante e chamativo em seu interior, mas mal sabia ele, que se tratava de 19 gramas de cloreto de césio (CsCl), sal altamente radioativo, devido ao isótopo Césio-137 em sua composição.

Devair levou o material para sua casa para mostrar a família sua descoberta, e maravilhados com o brilho azulado intenso do material a novidade foi se espalhando, e cada vez mais pessoas entravam em contato com o material radioativo, dentre elas Ivo Ferreira, irmão de Devair que levou uma amostra do material e mostrou para sua filha Leide das Neves, a menina de apenas seis anos comeu com as mãos sujas de Césio-137 e após alguns dias veio a óbito, tornando-se a primeira vítima fatal do acidente em Goiânia.

Além de Leide das Neves, outras três pessoas morreram diretamente por efeito do Césio-137. A fim de prevenir a contaminação do solo e do lençol freático pela radiação, as quatro vítimas foram enterradas em caixões lacrados e revestidos com chumbo, metal de alta densidade, de forma que o peso de cada caixão era de aproximadamente 700 Kg.

                                                      Sepultamento de uma das vítimas da tragédia.

Diante do avanço da contaminação, a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) foi acionada e a descontaminação iniciada em 30 de setembro. Os rejeitos do acidente com Césio-137 em Goiânia envolveram todo e qualquer tipo de material que entrou em contato com o material radioativo, resultando em cerca de 13,4 toneladas de lixo atômico, que foram acondicionadas em contêineres lacrados hermeticamente, os quais foram destinados a um depósito em Abadia de Goiás, município localizado a 20 km de Goiânia.

                                                      Funcionário da CNEN recolhendo parte do lixo atômico em Goiânia.

Passados 35 anos do acidente em Goiânia, estima-se que o número de vítimas em decorrência direta ou indireta do acidente seja de aproximadamente 80 pessoas e cerca de 975 pessoas são monitoradas até hoje.

Por Cristiane Nazaré Baía, Rafael Cunha Reis Lage, Bruna Fernandes da Silva Oliveira, Milena Teixeira Barbosa, Michelle Pereira dos Santos; Alda Ernestina.

Artigo publicado na Revista IFMG Com Ciência

Armas nucleares e o princípio de funcionamento das bombas atômicas

 

                                        Fat Man, a bomba atômica que foi detonada sobre Nagasaki em agosto de 1945.

As armas nucleares são explosivos com poder de destruição em massa, cuja força provém de reações que ocorrem nos núcleos dos átomos. Há dois tipos de reações nucleares: a fissão e a fusão nuclear, que liberam energia na forma de calor. Existem dois tipos principais de armas nucleares, as bombas de fissão (bombas atômicas) e as bombas de fusão (bombas de hidrogênio).

Nas bombas atômicas a energia explosiva é a fissão nuclear. Um átomo pesado e instável tem seu núcleo bombardeado por partículas em alta velocidade, rompendo-se em átomos menores, liberando energia.

O urânio é o elemento mais comumente empregado na produção das bombas atômicas. O isótopo urânio-235(235U) é o mais utilizado. O bombardeamento do núcleo atômico do urânio-235 com um nêutron produz o isótopo físsil urânio-236 (236U), que sofre fissão nuclear gerando dois átomos menores, nêutrons e liberando uma quantidade enorme de energia na forma de calor. Cada nêutron liberado na fissão do urânio bombardeará outros átomos, promovendo uma reação em cadeia.

                                                               Processo de fissão nuclear do Urânio-235.

As primeiras explosões com bombas atômicas ocorreram em 1945, durante a Segunda Guerra Mundial. A bomba atômica Little Boy foi produzida pelos EUA através do projeto Manhattan e detonada na cidade de Hiroshima no Japão, em 6 de agosto de 1945. Sua base era de 65 quilos de urânio-235, produzindo energia equivalente à 15 mil toneladas de dinamite, provocando a morte instantânea de 70 mil pessoas e deixando um número equivalente de pessoas feridas. A detonação da bomba, produziu uma bola de fogo, que podia ser vista à 3 km de distância. A destruição causou um vento que varreu a cidade à 1500km/h em um raio de 2 km do centro da explosão. Como um sopro, a maioria das pessoas foi a óbito em poucas horas.

                                                  Bomba Little Boy antes de ser montada no Enola Gay.

Três dias após o primeiro ataque, ocorreu um segundo ataque, à cidade Nagasaki, que foi bombardeada pela Fat Man, bomba à base de plutônio-239, sendo 50% mais poderosa que a Little Boy. Apesar de seu maior potencial de destruição, a detonação da Fat Man levou à morte imediata de 40 mil pessoas, em decorrência das características da cidade, que se encontrava entre montanhas, fazendo com que fosse protegida por sua forma geográfica. Em função da alta radiação no local, muitos sobreviventes morreram nos dias seguintes.

Einstein e as armas nucleares

O físico alemão Albert Einstein tem sua imagem associada às armas nucleares, porque o desenvolvimento da bomba atômica só foi possível após a compreensão da relação entre massa e energia, através da fórmula $E=m.c^2$, proposta por ele. Ao que tudo indica, a participação de Einstein no processo de criação da bomba atômica foi mais além da teoria. Em 1939, Einstein redigiu e enviou uma carta ao presidente dos EUA, Franklin Roosevelt, alertando-o para que os EUA começassem a produzir a bomba atômica, antes que os nazistas criassem suas próprias armas.

A partir da carta, o presidente americano deu início ao projeto Manhattan, que desenvolveu as primeiras armas nucleares, inclusive as bombas Little Boy e Fat Man. Apesar de sua contribuição indireta, Einstein era considerado um pacifista, não tendo participado diretamente do projeto.

A fim de evitar futuros ataques, em 1968, foi criado o tratado de não proliferação de armas nucleares, que entrou em vigor internacionalmente em 1970, após a assinatura de 189 países. O tratado conta com leis bem especificas sobre a proibição do uso de armas nucleares, deixando apenas para fins pacíficos o uso da energia nuclear. Já em 2017, foi proposto o Tratado de Proibição das Armas Nucleares, que até o ano de 2021 foi assinado por 122 países.

Por Ana Flávia Silveira Santos, Natalia Lopes de Araújo, Nathália Geovana Calejon Gomes, Pedro William Maia e Alda Ernestina.

Artigo publicado na Revista IFMG Com Ciência