domingo, 25 de março de 2012

Como fazer um pirulito

Materiais necessários

  • Uma xícara da açúcar
  • 1/2 xícara de água
  • 1/3 de xícara de xarope de milho
  • Uma panela
  • Uma colher
  • Corante alimentício (opcional)
  • Essência
  • Um fogão
 


 O que acontece?

Sabemos que a água pura entra em ebulição (passagem do líquido para o gasoso) a 100°C ao nível do mar. Porém, não estamos aquecendo a água pura e sim uma solução de água e açúcar. A temperatura de ebulição se eleva nesse caso, ficando acima de 100oC.  Como existem interações entre as moléculas do soluto (açúcar) e as do solvente (água) e como o nosso soluto não é volátil, fica mais difícil para a água passar para o estado gasoso. Isso faz com que a temperatura de ebulição aumente.
À medida em que a ebulição está acontecendo, a concentração da solução aumenta, pois menos água está ficando na panela. Como a temperatura de ebulição da mistura depende desta concentração, ela vai constantemente se elevando, podendo ultrapassar os 150°C. Mas não deixe isso acontecer, pois senão nosso pirulito se transformará em um caramelo. O limite da temperatura é de 148°C.
A esta temperatura as moléculas do pirulito estão desorganizadas e quando ela esfria o xarope de milho (glicose) atua como um agente que atrapalha a reorganização e cristalização do açúcar. O resultado é que teremos uma estrutura sem organização definida, conhecida como amorfa. E isso é o que confere a aparência vítrea (transparente e quebradiço) do pirulito, deixando-o semelhante a um vidro, que também é amorfo.
Mas para garantirmos essa transparência ao pirulito é importante que não haja nenhum cristal de açúcar da borda da panela. Caso tenha, esse pode atuar como uma "semente" induzindo ao processo de cristalização, comprometendo o resultado final.
 
 Pirulito pronto
 
 
 Créditos: Wagner Moreira

Jardim de Silicatos



 Jardim de Silicatos

Materiais necessários

  • Água
  • Um frasco de vidro ou acrílico de boca larga
  • Cristais de Cloreto de Cobalto, Nitrato de Ferro, Sulfato de Cobre
  • Solução de silicato de sódio (encontrada em lojas especializadas)

O que acontece?

    O silicato presente na solução reage com os cátions dos cristais, formando precipitados gelatinosos ao redor dos cristais, que se comportam como membranas semipermeáveis. Durante o processo, a concentração de sal dentro da membrana, entre o precipitado e o cristal, fica mais alta que no restante da solução, e, então ocorre a osmose, a passagem de solvente do meio menos concentrado para o mais concentrado. A entrada de água provoca o estiramento da membrana e, em seguida o seu rompimento. O cristal volta a ter contato com a solução e o processo se repete. As sequências de filamentos formados dão origem ao jardim de sais de silicatos.

Para saber mais...

  • Pressão osmótica
   A pressão osmótica é a pressão que deve ser exercida sobre a solução para evitar a entrada do solvente. Quanto maior a pressão osmótica maior será a tendência do solvente para entrar na solução. Pode ser medida aplicando-se uma pressão externa que bloqueie a osmose. A pressão osmótica (propriedade coligativa) depende da concentração da solução (M), em mol/L, e da temperatura, em Kelvin, da solução (T). A pressão osmótica, π, pode ser dada por:
π = M.R.T
Em que R é a constante universal dos gases.

 
 Créditos: Wagner Moreeira

Teste Atômico

Materiais necessários
  • Metanol
  • Vidros de relógios
  • Sais de vários metais- Use preferencialmente os cloretos
  • Pipeta
  • Rede de difração

Mãos à obra
 Coloque um pouco do sal que contém o metal dentro do vidro de relógio. Para cada sal, use um vidro diferente. Pingue com a pipeta algumas gotas de metanol sobre os sais e em seguida acenda-os usando o palito de churrasco e o algodão como uma espécie de tocha.

Cuidados necessários: Use luva e óculos. Não cheire o metanol, sua ingestão ou contato com mucosas pode causar intoxicação e cegueira. Mantenha longe de qualquer fonte de calor. Produto altamente inflamável. Não use quantidades maiores que as indicadas aqui.

Chamas de elementos diferentes

Oque acontece?
Este experimento é conhecido como “teste de chama”. Esta prática é muito usada em análises químicas por ser um método rápido e barato para detecção de alguns metais. Este teste baseia-se em uma das mais importantes propriedades dos elétrons, enunciada pela primeira vez por Niels Bohr. Ele disse que a energia dos elétrons é "quantizada", isto é, um elétron ocupa sempre níveis energéticos bem definidos dentro de cada átomo e não valores quaisquer de energia. Porém quando fornecemos a energia necessária para um elétron, ele pode “saltar” para um nível de maior energia. Quando o elétron é promovido a um nível de maior energia dizemos que ele se encontra no estado excitado. Porém, neste estado ele se torna menos estável e retorna quase imediatamente ao seu estado de menor energia ou estado fundamental, liberando aquela energia em forma de luz visível.
Optamos por usar na maioria dos casos os cloretos de vários metais, como pode ser visto no vídeo, pois eles possuem uma solubilidade maior no metanol. Usamos os cloretos de lítio, cobre (II), sódio, potássio e estrôncio, além de ácido bórico. O uso do metanol também é indicado porque esse produz uma chama quase invisível aos nossos olhos, o que minimiza a interferência com a cor da luz emitida pelo metal.
Usamos também uma rede de difração. Mas o que é uma rede de difração? A cada milímetro de sua superfície existem centenas de fendas paralelas e microspócicas. A luz que incide sobre a rede de difração sobfre desvios que dependem do seu comprimento de onda. Por esta razão quando as cores viajam juntas a rede promove a separação delas permitindo ainda que se identifiquem os comprimentos de ondas que contém um dado espéctro


 

Romeu e Julieta - Varinha Mágica


Esse experimento faz parte da Coleção "Romeu e Julieta: uma paixão científica". Ele é o terceiro da sequência do mago na cena “A Festa” e consiste em um bastão de vidro que acende a chama de uma tocha ao tocá-la. A explicação desse experimento não está presente no texto da peça, ela é apenas utilizada como um efeito especial na demonstração do experimento das bolhas explosivas.   
Dominar o fogo foi uma das maiores conquistas da espécie humana há cerca de 500 mil anos a.C. Historiadores acreditam que as primeiras chamas produzidas pelo homem surgiram do atrito entre dois pedaços de madeira seca e posteriormente por faíscas geradas do choque entre duas pedras. Nesses dois casos era necessário atritar materiais. Os métodos mais utilizados nos dias de hoje também dependem do atrito ou de uma descarga elétrica.
Você seria capaz de produzir fogo sem utilizar nenhum desses artifícios? De maneira assim... Mágica?

Materiais necessários
·       1 bastão de vidro
·       1 bandeja plástica
·       2 tampinhas de garrafa de PET
·       2 pontinhas de espátula de permanganato de potássio (KMnO4)
·       Cerca de 10 mL de ácido sulfúrico concentrado (H2SO4)
·       Um pedaço de papel alumínio
·       Um pedaço de madeira ou cano de pvc
·       Uma espátula

O que acontece?
A tocha se acende quando o mago bate a varinha nele.

 Por que isso acontece?
     A reação química que ocorre quando misturamos ácido sulfúrico e permanganato de potássio pode ser representada pela equação:

6 KMnO4(s) + 9 H2SO4(aq) → 6 MnSO4(aq) + 3 K2SO4(aq) + 9 H2O(l) + 5 O3(g)

A energia liberada da reação é tão grande que podem até ocorrer pequenas explosões que produzem centelhas que acendem a chama do algodão embebido em álcool. Mesmo quando não há produção de centelhas, o calor gerado com a reação é suficientemente grande para fazer com que o álcool que está no algodão da tocha entre em combustão.
 

Como fazer placa circuito impresso

Algo fascinante, magnífico e que muitas pessoas amam: A querida Tecnologia.
Nos últimos anos, o progresso tecnológico tem aumentado. Diferentemente da antiguidade, a nossa era atual vive cercada disso. Hoje nós não nos imaginamos sem transporte - seja ele uma moto, carro, ônibus, etc.-, sem celulares, ar condicionado, computador, televisão, e por aí vai. São inúmeros exemplos.
Mas escolhi falar somente de uma coisa: Placa de Circuito Impresso. 


Circuitos impressos são as placas que servem de suporte para os componentes eletrônicos, servindo também para interligá-los eletronicamente através das chamadas trilhas, aquelas faixas de cobre geralmente, desenhadas do lado oposto dos componentes, embora existam placas de dupla face. E tudo isso, está dentro da tecnologia.
E o que a Química tem haver com isso? Eis a questão de que vim falar. Por curiosidade, procurei saber como é constituído essa placa. E olha que interessante:




  •   Ela consiste de uma placa de fenolite...
                Fenolite: Linha de laminados industriais a base de papéis neutros, impregnados com resinas fenólicas líquidas e prensadas a pressões e temperaturas elevadas. Obtém-se, assim, laminados homogêneos, que oferecem propriedades elétricas e mecânicas conforme exigências das normas internacionais. Não é atacado por solventes comuns (álcool, derivados de petróleo), a resiste à baixa concentrações de ácidos (exceto crômico, nítrico e álcalis).

  •  De fibra de vidro...
É um material composto da aglomeração de finíssimos filamentos de vidro, que não são rígidos, altamente flexíveis. Quando adicionado à resina poliéster (ou outro tipo de resina), transforma-se em um composto popularmente conhecido como fibra de vidro, mas na verdade o nome correto é PRFV, ou seja, "Polímero Reforçado com Fibra de Vidro".
O PRFV tem alta resistência à tração, flexão e impacto sendo muito empregados em aplicações estruturais. É leve e não conduz corrente elétrica, sendo utilizado também como isolante estrutural. Permite ampla flexibilidade de projeto, possibilitando a moldagem de peças complexas, grandes ou pequenas, sem emendas e com grande valor funcional e estético.
Não enferruja e tem excepcional resistência a ambientes altamente agressivos aos materiais convencionais.
  •   Fibra de poliéster, filme de poliéster...
Poliéster é uma categoria de polímero que contém o grupo funcional éster na sua cadeia principal. Apesar de existirem muitos poliésteres, o substantivo masculino "poliéster" como material específico refere-se ao polietileno tereftalato (PET). Os poliésteres incluem produtos químicos que ocorrem naturalmente, tais como a cutina presente na cutícula das plantas, e produtos químicos sintéticos obtidos por policondensação tais como o policarbonato e polibutirato. Os poliésteres naturais e alguns sintéticos são biodegradáveis, mas a maioria dos últimos não.
  • Filmes específicos de diversos polímeros...
 Os polímeros são compostos químicos de elevada massa molecular, resultantes de reações químicas de polimerização.
Trata-se de macromoléculas formadas a partir de unidades estruturais menores (os monômeros) O número de unidades estruturais repetidas numa macromolécula é chamado grau de polimerização. Em geral, os polímeros contêm os mesmos elementos nas mesmas proporções relativas que seus monômeros, mas em maior quantidade absoluta.
Até então, vimos como a química está presente em tudo, mesmo nos mínimos detalhes. Ou seja, sem a química não haveria tecnologia, nem nada.
Ainda falando sobre o circuito impresso, vale ressaltar que entre seus componentes de fabricação, também se utiliza cobre, prata, ouro, níquel, nas quais são utilizadas como finas películas onde serão desenhadas pistas condutoras que representar o circuito onde serão fixados os componentes eletrônicos.
Mas olha: cobre prata, ouro, níquel... Elementos da Tabela Periódica. Se não tivesse a química, como fariam mesmo a placa de circuito impresso? Isso por que decidi falar somente de um único objeto, agora pense: A tecnologia toda depende da química. Querendo ou não a realidade é essa: O mundo começa e termina com a química!


 
 Créditos: Raysa Corrêa

domingo, 18 de março de 2012

Por que choramos quando cortamos cebola?

 A explicação do efeito da cebola está na reação de um óxido-ácido com água.

Uns dizem que acontece a reação:
(DIÓXIDO DE ENXOFRE) SO2 + H2O -> H2SO3 (ácido sulfuroso)
ou
(TRIÓXIDO DE ENXOFRE) SO3 + H2O -> H2SO4 (ácido sulfúrico)

Vale lembrar que o ácido sulfúrico é muito forte, uma reação com os olhos provocaria altos danos. Enquanto o ácido sulfuroso é mais fraco, embora faça arder um pouco os olhos.
O que faz a gente chorar é a ação da faca que mistura as duas sessões da cebola uma composta por enzimas e outra por sulfuretos, quando os dois se unem produzem o ácido sulfénico e é transformada em um gás. Quando o gás entra em contato com a água, uma vez que os olhos estão constantemente úmidos, é produzida uma solução fraca de ácido sulfúrico. O organismo se defende produzindo mais lágrimas.
 
 
 Créditos: Raysa Corrêa

Romeu e Julieta - O Garrafão da combustão

 Esse experimento faz parte da Coleção "Romeu e Julieta: uma paixão científica". Ele é o terceiro da cena “Duelo” e consiste em um garrafão de água mineral vazio e sem tampa, onde é colocada uma pequena quantidade de álcool liquido que se vaporiza após se agitar bastante o garrafão. Em seguida é jogado um palito de fósforos em chamas dentro do garrafão e surge um grande jato de chamas.



  Materiais necessários
  • Um garrafão de água mineral vazio e sem defeitos;
  • Uma caixa de fósforos;
  • 40 mL de álcool 96ºGL;
  • Um béquer de 50 mL

O que observamos?

     A formação de um grande jato de fogo de fogo que muda de cor e um grande barulho.

Por que isso acontece?

     A pressão de vapor do álcool etílico (etanol) é alta e por isso ele é um líquido muito volátil. Os líquidos voláteis mudam de estado físico – do líquido para o gasoso – com grande facilidade. É isso o que acontece com o álcool etílico quando ele é colocado dentro do garrafão. Em outras palavras, o álcool evapora quando se sacode o garrafão. Apesar de parecer não haver mais nada lá dentro, ao colocarmos o palito de fósforo aceso o vapor imediatamente entra em combustão. Semelhante com o que acontece no interior da lata explosiva, o vapor invisível de álcool se mistura com o ar presente dentro do garrafão e, por isso, se queima rapidamente, criando um jato de fogo. A combustão do etanol pode ser representada pela equação a seguir:

                                 C2H60(l) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(g) + calor

     O jato de fogo é formado porque a pressão dentro da garrafa aumenta muito rapidamente.

     Segundo a primeira lei da termodinâmica, que pode ser representada pela equação de Van der Walls para um gás ideal (PV = nRT), a variação da temperatura e/ou do número de mols são diretamente proporcionais à variação da pressão de um sistemas com volume constante. No nosso experimento houve variação, tanto do número de mols como da temperatura do sistema:

     1) Pela estequiometria da equação podemos observar que 1 mol de etanol reage com 3 mols de gás oxigênio produzindo 2 mols de gás carbônico e 3 mols de vapor de água, ou seja, 4 mols de reagentes se transformam e 5 mols de produtos. Como 1 mol de qualquer gás a 25ºC ocupa o mesmo volume ( 22,4 L), percebemos facilmente que a pressão no interior do garrafão de fato aumentou. Uma vez que o número de mols de gases no seu interior aumentou após a combustão. Então, a reação química (um fenômeno químico) produziu certa variação na pressão interna do garrafão (um fenômeno físico).

     2) Além disso, a combustão é uma reação química altamente exotérmica, ou seja, libera calor. Pois bem, esse calor produzido foi absorvido imediatamente pelos gases. Segundo o modelo cinético dos gases, quanto mais energia eles absorvem mais agitadas ficam as suas moléculas e, conseqüentemente, os gases se expandem. Uma vez em expansão eles passam a ocupar mais espaço em sistemas abertos ou aumentam a pressão interna em sistemas fechados, como ocorreu no nosso garrafão.


Camada sobre camada

Materiais necessários

  • 1 tubo de ensaio
  • glicerina
  • água com corante
  • óleo de cozinha
  • detergente líquido
  O que acontece?

Observamos inicialmente que a glicerina é solúvel em água e que o óleo de cozinha não é. Dizemos que a glicerina é miscível em água e o óleo é imiscível. A glicerina e a água não se misturam a princípio, pois há uma grande diferença de viscosidade entre os dois líquidos. Por isso é necessário agitar o sistema.  A agitação pode causar a formação de uma emulsão entre a água e óleo, pois um se dispersa no outro. Mas, se observarmos bem, notamos que a emulsão não é uma solução verdadeira, já que não aparenta um caráter homogêneo. Se o sistema for deixado em repouso, observaremos que a emulsão se desfaz e as camadas se separam completamente.
Para que dois líquidos sejam solúveis um no outro, é necessário que suas moléculas façam interações. Estas interações devem ser fortes o suficiente para que seja compensador, de um ponto de vista das energias envolvidas, romper as interações das moléculas dos líquidos puros e formar novas interações entre os líquidos. Por exemplo, no nosso caso, as interações da glicerina com a água têm de compensar a quebra de interações da água com as outras moléculas de água vizinhas e da glicerina com as outras moléculas de glicerina. Pudemos observar que a água forma interações com a glicerina, pois essa se dissolve na água. Tanto a água quanto a glicerina são moléculas polares e possuem grupos -OH, que interagem entre si com interações chamadas ligações de hidrogênio.
Já as interações do óleo com a água são fracas e não compensam a quebra de interações entre as moléculas de água. Por isso o óleo não se dissolve na água. As moléculas de óleo de soja possuem longas cadeias de carbono apolares.
O detergente promoveu a mistura do óleo na água, formando gotículas de óleo muito pequenas. Desta forma, a emulsão de água e óleo fica estável. Isto ocorre, pois as moléculas do detergente apresentam uma região polar e outra apolar. A região polar interage com a água e glicerina e a região apolar interage com o óleo, e por isso a mistura ocorre. É devido a esta propriedade do detergente que podemos utilizá-lo na limpeza de gordura em utensílios de cozinha.

Créditos: Raysa Corrêa

Como fazer Papel indicador ácido/base

Sempre ouvimos falar em ácidos e bases, mas eles estão presentes em nosso dia-a-dia? Podemos encontrá-los em nossas casas? Sim eles estão em nossas casas e nós os utilizamos todos os dias, de várias formas. Mas como saber o que é ácido e o que é base?
Para fazer uma análise de pH o mais indicado são os papéis de indicadores universais, que apresentam cores diversas conforme a acidez e a basicidade do meio que se encontra, mas só podem ser adquiridos em lojas especializadas e não são disponíveis em todas as regiões do país; portanto, como métodos alternativos, algumas plantas e flores podem ser utilizadas. Um dos mais interessantes é o extrato de repolho roxo.
 



Vamos aprender a fazê-lo.

Material necessário:
• amostras de substâncias básicas: amoníaco, sabonete, sabão em pedra, detergente incolor
• amostras de substâncias ácidas: vinagre incolor, suco de laranja, suco de limão, suco de abacaxi
•água filtrada, sem cloro
• papel de filtro (pode ser de café)
• copinhos de plástico pequenos
• meia cabeça de um repolho roxo
• picador de legumes
• bico de Bunsen ou chapa elétrica aquecedora (fogão a gás)
• um béquer (ou uma panela)
• agitador ou bastão de vidro (pode ser uma colher de pau)
• funil
•conta-gotas


Procedimento:

1) Corte manualmente ou pique 6 folhas de repolho roxo em pedaços pequenos. Escolha folhas frescas e bem escuras, desprezando os talos.
2) Coloque os pedaços de repolho no béquer (panela).
3) Cubra completamente os pedaços de repolho com água.
4) Aqueça o béquer com o repolho até à fervura, agitando esporadicamente durante 20 a 30 minutos ou até o líquido adquirir uma cor roxa escura.
5) Desligue o bico de Bunsen (gás) e deixe o béquer (panela) e seu conteúdo resfriar por 30 minutos.
6) Retire os pedaços de repolho usando funil e papel de filtro.
7) Recolha o líquido filtrado em um frasco limpo com tampa.
8) Prepare em copinhos pequenos, separadamente, algumas amostras ácidas e outras básicas.
• Ácidas: vinagre incolor, suco de abacaxi, suco de limão – pode-se usar estas substâncias puras ou diluí-las em água.
• Básicas: dissolva separadamente, em um copo com água destilada, um pedaço (pequeno) de sabonete, um pedaço (pequeno) de sabão, algumas gotas de amoníaco etc.
•Neutra: água filtrada, sem cloro.

9) Adicione algumas gotas do suco de repolho (indicador) a cada solução.



sábado, 17 de março de 2012

Neve Instantânea

No Brasil dificilmente podemos conhecer neve, a não ser que seja inverno rigoroso nas regiões da serra catarinense, porém, existe uma outra forma de brincarmos com uma espécie de neve, em pleno verão. O Iberê, do Manual do Mundo, acaba de fazer o vídeo do terça experiência e ensina como fazer a Neve Artificial com um produto químico. Veja só…

Com um pozinho “mágico”, chamado poliacrilato de sódio, é possível fazer uma maçaroca muito parecida com neve, uma neve artificial, ou neve instantânea.
Essa substância é um polímero, um super absorvente de água, que pode absorver até 800 vezes o seu peso.
No nosso cotidiano, o principal uso do poliacrilato de sódio é como gel absorvente em fraldas. Quando entra em contato com o xixi, ele absorve a água, e mantém a criança seca.
Outra forma comum de uso do poliacrilato de sódio é como retentor hídrico. Ele é misturado à terra perto das raízes das plantas, e como absorve a água e solta bem devagar, faz com sejam necessárias menos regas.