As 10 maiores descobertas do Hubble
Enquanto esperam pela última manutenção no telescópio espacial, os astrônomos refletem sobre suas descobertas nos últimos 16 anos
por Mario Livio
Nasa
Na primeira missão de reparo do Hubble, em dezembro de 1993, os astronautas Story Musgrave (no braço mecânico), Jeffrey Hoffman (no compartimento de carga) e outros consertaram o notório defeito no espelho e abriram caminho para muitas descobertas
Na primeira missão de reparo do Hubble, em dezembro de 1993, os astronautas Story Musgrave (no braço mecânico), Jeffrey Hoffman (no compartimento de carga) e outros consertaram o notório defeito no espelho e abriram caminho para muitas descobertas.
Poucos telescópios na história tiveram um efeito tão profundo na pesquisa astronômica como o Telescópio Espacial Hubble. Ainda assim, sua influência não é a que a maioria das pessoas imagina. Em geral, ele não fez descobertas singulares mas transformou antigas suspeitas e pistas obtidas em observações de solo em certezas. O Hubble funcionou em parceria com outros observatórios para construir uma visão multifacetada do Cosmos. Forçou físicos teóricos a substituir teorias grosseiras por outras que explicassem os fenômenos astronômicos com muito mais detalhe. Em suma, o Hubble não foi extremamente influente por se distanciar de outros instrumentos e técnicas, mas por se integrar intensamente com eles.
Em abril, o telescópio completou seu 16o aniversário no espaço. Seus feitos, tanto o de fornecer detalhes sem precedentes aos astrônomos quanto o de proporcionar um vislumbre das maravilhas do Universo a lares espalhados pelo mundo, foram de certo modo ofuscados recentemente pelo debate sobre seu futuro. Enquanto a Nasa luta para retomar os vôos dos ônibus espaciais, o Hubble continua se deteriorando. A menos que astronautas possam ir até lá e reformá-lo, o telescópio pode atingir o fim de sua vida útil já em meados de 2008. A chegada a essa encruzilhada me levou a avaliar a última década e meia do Hubble - e da astronomia - que muitos pesquisadores consideram a época áurea de seu campo.
Apresento abaixo minha seleção (confessamente tendenciosa) das dez contribuições mais significativas do Hubble, de suas revelações sobre objetos pequenos como planetas, até galáxias e o Universo como um todo. É extremamente difícil fazer justiça num curto artigo a contribuições tão abundantes. No momento em que escrevo, seu arquivo de dados contém mais de 27 terabytes e cresce a um ritmo de 390 gigabytes por mês. Essas informações foram a base para 6.200 artigos científicos. Além disso, o telescópio continua a produzir ciência de surpreendente qualidade. Em parceria com outros observatórios nos últimos meses, ele descobriu dois novos possíveis satélites de Plutão, uma inesperada (e paradoxal) galáxia de grande massa no Universo primordial e um companheiro de massa planetária de uma anã marrom - estrela pouco mais pesada que um planeta. Somos afortunados por viver numa era em que pela primeira vez estão sendo reveladas características do Universo que, até recentemente, a humanidade conseguia sondar apenas com a imaginação.
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Mario Livio é um dos astrônomos mais versáteis da atualidade. Ele estuda energia escura, explosões de supernova, acreção em objetos compactos e planetas extra-solares. Está atualmente no Space Telescope Science Institute, em Baltimore. Seu livro recente voltado para o público em geral, The equation that couldn\\'t be solved, discute simetria e seu papel em coisas que vão da seleção de parceiros às leis da física. No que sobra do seu tempo depois de pesquisar e escrever, ele é um historiador da arte amador com uma extensa coleção de catálogos de museu.
terça-feira, 27 de outubro de 2009
quinta-feira, 27 de agosto de 2009
sexta-feira, 21 de agosto de 2009
NOVAS DESCOBERTAS NA QUÍMICA
PRÊMIO NOBEL DE QUÍMICA - 2003
Os americanos Peter Agre (Johns Hopkins University School of Medicine in Baltimore, Maryland) e Roderick MacKinnon (Molecular Neurobiology and Biophysics at the Rockefeller University in New York) foram os ganhadores do Prêmio Nobel de Química 2003 pelas suas descobertas a respeito de canais em membranas celulares. Peter Agre desenvolve as suas pesquisas sobre canais para água em células humanas e Roderick MacKinnon sobre estudos da estrutura e mecanismos dos canais para íons. Este ano o prêmio ilustra como a bioquímica contemporânea, nos níveis atômicos, são fundamentais para a compreensão dos processos básicos da vida; não só de humanos como de bactérias e plantas. Íons, dependendo de sua concentração, tamanho e mobilidade possuem a propriedade de passar de fora para dentro da célula e vice-versa. Em 1991 o professor Agre descobriu um caminho em que moléculas de água também passam de dentro para fora das células. A água é o mais abundante componente de todos os organismos vivos, portanto células e tecidos são importantes para absorver ou liberar água. A água atravessa as membranas da célula por dois caminhos: por difusão através da dupla camada lipídica e através de canais para água chamada de Aquaporins. Um destes estudos envolve as propriedades da condutância iônica dos Aquaporins. Estas pesquisas identificam membros da família Aquaporin de proteínas que são capazes de conduzir íons juntos a água. Estas novas descobertas são fundamentais para muitos outros estudos bioquímicos, fisiológicos e genéticos. Estes estudos são importantes para o entendimento de doenças do rim e muitas outras doenças, tais como o câncer. Mutações no gene aquaporin-2 causam diabetes hereditárias em humanos. Mutações no aquaporin-0 gene desenvolvem cataratas congênitas. O professor MacKinnon tem utilizado os princípios da eletricidade em biologia em estudos da análise da função e estrutura destes canais para íons. Estes canais funcionam como as enzimas que tem seu substrato específico: Estes canais somente permitem seletivamente difundir através de seus poros íons tais como potássio, sódio, cálcio e cloreto. Em muitos laboratórios que usam análises sobre mutações foram demonstrados que um segmento específico de amino-acidos pode ser uns dos responsáveis pela seletividade do potássio em nível celular. A cristalografia de raio-X é também muito usada para a compreensão destas seletividades. Sem estas seletividades, não serão possíveis as existências de sinais elétricos produzidos na biologia. Logo, estes canais para íons são importantes no controle do ritmo cardíaco, no controle da secreção de hormônios na corrente sanguínea e geram impulsos elétricos no sistema nervoso.
Prof. Pércio A. M. Farias
Departamento de Química da PUC-Rio
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Os americanos Peter Agre (Johns Hopkins University School of Medicine in Baltimore, Maryland) e Roderick MacKinnon (Molecular Neurobiology and Biophysics at the Rockefeller University in New York) foram os ganhadores do Prêmio Nobel de Química 2003 pelas suas descobertas a respeito de canais em membranas celulares. Peter Agre desenvolve as suas pesquisas sobre canais para água em células humanas e Roderick MacKinnon sobre estudos da estrutura e mecanismos dos canais para íons. Este ano o prêmio ilustra como a bioquímica contemporânea, nos níveis atômicos, são fundamentais para a compreensão dos processos básicos da vida; não só de humanos como de bactérias e plantas. Íons, dependendo de sua concentração, tamanho e mobilidade possuem a propriedade de passar de fora para dentro da célula e vice-versa. Em 1991 o professor Agre descobriu um caminho em que moléculas de água também passam de dentro para fora das células. A água é o mais abundante componente de todos os organismos vivos, portanto células e tecidos são importantes para absorver ou liberar água. A água atravessa as membranas da célula por dois caminhos: por difusão através da dupla camada lipídica e através de canais para água chamada de Aquaporins. Um destes estudos envolve as propriedades da condutância iônica dos Aquaporins. Estas pesquisas identificam membros da família Aquaporin de proteínas que são capazes de conduzir íons juntos a água. Estas novas descobertas são fundamentais para muitos outros estudos bioquímicos, fisiológicos e genéticos. Estes estudos são importantes para o entendimento de doenças do rim e muitas outras doenças, tais como o câncer. Mutações no gene aquaporin-2 causam diabetes hereditárias em humanos. Mutações no aquaporin-0 gene desenvolvem cataratas congênitas. O professor MacKinnon tem utilizado os princípios da eletricidade em biologia em estudos da análise da função e estrutura destes canais para íons. Estes canais funcionam como as enzimas que tem seu substrato específico: Estes canais somente permitem seletivamente difundir através de seus poros íons tais como potássio, sódio, cálcio e cloreto. Em muitos laboratórios que usam análises sobre mutações foram demonstrados que um segmento específico de amino-acidos pode ser uns dos responsáveis pela seletividade do potássio em nível celular. A cristalografia de raio-X é também muito usada para a compreensão destas seletividades. Sem estas seletividades, não serão possíveis as existências de sinais elétricos produzidos na biologia. Logo, estes canais para íons são importantes no controle do ritmo cardíaco, no controle da secreção de hormônios na corrente sanguínea e geram impulsos elétricos no sistema nervoso.
Prof. Pércio A. M. Farias
Departamento de Química da PUC-Rio
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sexta-feira, 7 de agosto de 2009
A QUÍMICA E ASSUNTOS DE IMPACTOS AMBIENTAIS
A Indústria Química no
Contexto da Ecologia Industrial
Biagio F. Gianneti e Cecilia M. V. B. Almeida
Universidade Paulista
LaFTA – Laboratório de Físico-Química Teórica e Aplicada
R. Dr. Bacelar, 1212, CEP 04026-002, São Paulo, Brasil
Introdução
A Ecologia Industrial é uma nova abordagem que, com menos de vinte anos, já é amplamente reconhecida devido à forma sistêmica com que analisa o sistema industrial, seus produtos, resíduos e as interações destes com o meio ambiente. A indústria química é a maior responsável pela dispersão de substâncias tóxicas no meio ambiente e torna-se urgente e necessário promover mudanças na for- ma de tratar os problemas ambientais [1]. Remediar e controlar os poluentes não é mais suficiente, deve-se direcionar os esforços no sentido de reduzir e, principalmente, prevenir o descarte de substâncias nocivas ao ambiente.
O conhecimento de tecnologias amigáveis ao meio ambiente e estratégias para prevenir e minimizar o dano ambiental causado pelos processos químicos tem ganho considerável importância, em especial no que concerne às novas habili- dades exigidas dos engenheiros químicos. A integração destas tecnologias e estratégias ao curriculum dos engenheiros químicos é, hoje, essencial e o aprendizado das novas abordagens que vêm surgindo nas últimas décadas deve ser distribuído por toda a grade curricular da Engenharia Química.
Neste contexto, o curso de Engenharia Química deverá incorporar os seguintes objetivos:
(1) conscientizar os estudantes quanto ao custo real da operação de um processo que descarta poluentes no ambiente, tanto o custo econômico como o custo ambiental; o que significa não somente considerar o custo de tratamento ou o custo relativo ao atendimento da legislação vigente, mas também o custo dos recursos da natureza utilizados na produção e o trabalho da natureza para a absorção/degradação dos resíduos;
(2) apresentar as principais estratégias para minimizar/evitar impactos devidos a um determinado processo químico;
(3) oferecer a oportunidade de projetar e analisar processos que utilizam tecnologias amigáveis1 ao meio ambiente, como as que visam a eliminação dos poluentes e o uso de matérias primas renováveis.
O sistema industrial vem respondendo ao problema da poluição com soluções que vão desde o simples controle dos efluentes, passando por programas de prevenção à poluição, pelos conceitos de produção mais limpa e eco-eficiência, até a proposta mais refinada de estudar a interação do sistema industrial com o meio ambiente. O diagrama abaixo mostra, simplificadamente, as várias transformações pelas quais a forma de tratar materiais, energia e resíduos vem passando nas últimas décadas. Apesar de não haver uma seqüência temporal real, pode-se traçar um caminho para ilustrar estas mudanças.
Fig. 1. Algumas respostas do sistema industrial aos problemas ambientais.
As abordagens preventivas mostraram que se pode obter benefício econômico e ao mesmo tempo minimizar a poluição [2]. As práticas de produção mais limpa, eco-eficiência e prevenção à poluição estão, atualmente disseminadas por várias empresas e têm como principal característica a avaliação detalhada de todas as etapas de um processo a fim de otimizá-lo.
__________________________
1 A definição de “tecnologias ambientalmente amigáveis” é ainda controversa e é preferível utilizar “tecnologia mais amigável”. De forma geral, pode-se definir como tecnologia mais amigável ao meio ambiente aquela que substitui tecnologias convencionais de fabricação de forma a reduzir o impacto ambiental de determinado processo ou produto.
A Ecologia Industrial
A idéia de otimizar processos, categorizar todas as operações de uma indústria e acompanhar todos os passos de fabricação de um produto acaba, inevitavelmente, levando a um conhecimento profundo de cada sistema, permitindo, principalmente, o planejamento de ações em longo prazo. Por outro lado, este conhecimento detalhado do sistema leva à análise das interações do produtor com outras empresas, sejam elas fornecedores, consumidores de subprodutos ou consumidores finais.
Neste contexto, a analogia entre sistemas industriais e ecossistemas vêm ganhando força e levando à considerações sobre as interações do sistema com o meio ambiente. Apesar de existirem algumas reservas relativas à metáfora biológica, os conceitos que utilizam esta metáfora - Metabolismo Industrial [3] e Ecologia Industrial [4] - contribuem, de forma significativa para um avanço diante do problema da poluição. A analogia com os ecossistemas permite um passo além: fechar os ciclos de materiais e energia com a formação de uma Eco-rede (Fig. 2) que “imita” os ciclos biológicos fechados. A Ecologia industrial propõe, portanto, fechar os ciclos, considerando que o sistema industrial não apenas interage com o ambiente, mas é parte dele e dele depende.
Fig. 2. Representação de uma Eco-rede, mostrando a otimização dos fluxos de materiais/energia devida à formação da rede. Os fluxos de produto não estão representados na figura, mas somente aqueles que caracterizam uma eco-rede.
A Ecologia Industrial é tanto um contexto para ação como um campo para pesquisa. O desenvolvimento desta abordagem pretende oferecer um quadro conceitual para o interpretar e adaptar a compreensão do sistema natural e aplicar esta compreensão aos sistemas industriais de forma a alcançar um padrão de industrialização que seja não só mais eficiente, mas também intrinsecamente ajustado às tolerâncias e características do sistema natural [5].
Esta abordagem implica em (1) aplicar a teoria dos sistemas e a termodinâmica aos sistemas industriais, (2) definir os limites do sistema incorporando o sistema natural e (3) otimizar o sistema. Neste contexto, o sistema industrial é planejado e deve operar como um sistema biológico dependente do sistema natural. O sistema industrial é considerado um sub-sistema da biosfera, isto é, uma organização particular de fluxos de matéria, energia e informação. Sua evolução deve ser compatível com o funcionamento de outros ecossistemas. Parte-se do princípio de que é possível organizar todo o fluxo de matéria e de energia, que circula no sistema industrial, de maneira a torná-lo um circuito quase inteiramente fechado [6]. Neste contexto, uma abordagem sistêmica é necessária para visualizar as conexões entre o sistema antropológico, o biológico e o ambiente. Pode-se dizer que o principal objetivo da Ecologia Industrial é transformar o caráter linear do sistema industrial para um sistema cíclico, em que matérias primas, energia e resíduos sejam sempre reutilizados.
A Ecologia Industrial e a Indústria Química
A maior aproximação da indústria química do conceito de Ecologia Industrial é a Química Verde. Da forma como foi desenvolvida, a Química Verde é ainda um conceito local tanto no espaço como no tempo [7]. O objetivo da Química Verde tem sido o de utilizar técnicas inovadoras para minimizar de imediato impactos ambientais causados por determinados processos. O alcance destas técnicas tem se limitado às vizinhanças da fábrica, ou seja, em minimizar as emissões de substâncias nocivas resultantes do processo em questão. Este tipo de ação pode ser associado à práticas de prevenção à poluição ou de produção mais limpa e é essencial no caminho da Ecologia Industrial. Entretanto, impactos ambientais causados localmente podem permanecer atuantes por um longo período de tempo e, também de espaço. Desta forma, se há intenção de se alcançar a sustentabilidade, deve-se incluir as interações com o ambiente por períodos maiores de tempo e considerar o espaço mais abrangente que as vizinhanças da empresa (Fig. 3). Ou seja, deve-se levar em conta não só o processo em si, mas também a implantação do processo e sua operação [8].
Fig. 3. Relação dos problemas ambientais com as escalas de tempo e espaço levando em consideração a sustentabilidade do sistema.
Para expandir a Química Verde sob os conceitos da Ecologia Industrial deve-se adotar uma análise sistêmica tanto dos produtos como dos processos [9]. Muitas das ferramentas desenvolvidas para a avaliação de manufaturas e produtos podem ser adaptadas para a indústria química. Entre estas, podem ser citadas a Avaliação de Ciclo de Vida (LCA, Life Cycle Assessment) e o Projeto para o Ambiente (DfE, Design for Environment).
A Avaliação de Ciclo de Vida é uma ferramenta que permite avaliar processos e produtos. O objetivo é identificar as fontes diretas e indiretas de geração de resíduos e/ou poluentes associados a um processo ou produto. A análise do produto deve ser sempre acompanhada da análise do processo (Fig. 4) para que, sob a visão sistêmica da Ecologia Industrial as interações da planta com o meio ambiente possam ser compreendidas tanto em sua dimensão espacial como temporal. Observa-se na figura 4 que a Avaliação do Ciclo de Vida do Produto considera a quantidade de reservas retiradas do meio ambiente para a fabricação do produto, a quantidade de material descartado, a possível reciclagem do produto após o uso e as emissões (sólidas, líquidas ou gasosas) que podem ser geradas em cada etapa da vida do produto. A Avaliação de Ciclo de Vida do processo tem caráter temporal e leva em conta o impacto causado pela construção da planta, aquele devido à sua operação e, finalmente, o impacto relacionado à sua desativação. A avaliação da etapa de operação permite visualizar pontos onde procedimentos relativamente simples podem minimizar a emissão de poluentes. Por exemplo, identificar possibilidades para reduzir e/ou eliminar o uso de solventes nas operações de limpeza e manutenção ou instalar detetores para identificar vazamentos de substâncias gasosas. Pode-se mostrar o efeito da desativação de uma planta e da recuperação das áreas de estações de tratamento e armazenamento de substâncias tóxicas.
Fig. 4. Representação da Análise de Ciclo de Vida de uma indústria química considerando na horizontal o ciclo de vida do produto e na vertical, o ciclo de vida da planta industrial.
Fig. 5.Ciclo de Vida da produção de metanol.
Um exemplo do ciclo de vida de um produto da indústria química pode ser visualizado no fluxograma da figura 5, que mostra as etapas de fabricação e utilização do metanol e sua interação com o meio ambiente. No ciclo de vida do metanol pode-se observar a contribuição do meio ambiente, onde se pode considerar a água utilizada para a irrigação ou a água da chuva necessária para o crescimento da biomassa e a área de terreno necessária para este crescimento e seu reflorestamento. Nesta fase ocorre principalmente a emissão de O2, mas podem ser, também incluídos, fertilizantes, herbicidas ou pesticidas eventualmente utilizados no cultivo da biomassa. Na etapa de produção do álcool, pode-se observar a utilização de matérias primas (biomassa e CaO) e água, a geração de um subproduto (fertilizante que poderia ser reutilizado na primeira etapa), emissão de CO2 e enxofre. A Avaliação do Ciclo de Vida do metanol inclui seu uso, onde são consideradas a emissão de CO2 e o uso de água.
Neste tipo de avaliação um balanço de massa (e, também, de energia) permite conhecer profundamente todas as etapas de um processo e suas interações com o meio ambiente. Além disto, todas as interações do produto com o ambiente, desde a extração de matérias primas para sua fabricação até seu descarte podem ser avaliadas, alteradas e melhoradas com o fechamento de ciclos, a utilização de matérias primas renováveis, a diminuição do transporte de material entre as etapas de vida do produto, o uso de processos ambientalmente benignos (Química Verde) e a consideração da etapa de uso no planejamento do processo e do produto.
Outra ferramenta da Ecologia Industrial que pode ser utilizada na indústria química é o Projeto para o Ambiente (Design for the Environment - DfE) que examina todo o ciclo de vida do produto e propõe alterações no projeto de forma a minimizar o impacto ambiental do produto desde sua fabricação até seu descarte. Incorporando o desenvolvimento do produto em seu ciclo de vida, o DfE pode integrar a preocupação com o meio ambiente em cada etapa do ciclo de vida do produto, de forma a reduzir os impactos gerados durante este ciclo. No caso da indústria química deve-se ressaltar que, apesar de o impacto ambiental gerado pelo produto, principalmente por seu descarte, ser bastante visível, o impacto ambiental gerado pelo processo é geralmente maior [10]. Processos bem sucedidos tendem a manter-se em operação por muitos anos e serem utilizados para a fabricação de vários produtos. Como exemplo, pode-se citar a fabricação do papel. Enquanto o produto (papel) não causa impacto ambiental considerável, mesmo quando descartado inadequadamente, o processo de fabricação do papel inclui a extração de madeira, o uso de grandes quantidades de água e a emissão de uma grande quantidade de poluentes gasosos. Todas estas etapas resultam em profundos efeitos no ambiente.
O projeto de um processo sob a ótica da Ecologia Industrial deve prever a utilização de subprodutos e resíduos por outros processos. Além disto, deve considerar:
1. a redução ou eliminação do uso de substâncias tóxicas, inflamáveis e explosivos,
2. incluir fluxos de reciclagem sempre que possível,
3. escolher os materiais mais adequados, naturais ou não, com base na Avaliação de Ciclo de Vida,
4. considerar o consumo de energia, maximizando o uso de fontes renováveis de energias,
5. usar o mínimo de material e evitar a utilização de materiais escassos,
6. reduzir ou eliminar o armazenamento e emissão de materiais perigosos,
7. reduzir ou eliminar o uso de materiais ligados à degradação da camada de ozônio e às mudanças climáticas durante o ciclo de vida.
A utilização do DfE pela indústria química permite não só otimizar processos químicos convencionais empregando tecnologias amigáveis ao meio ambiente, mas também interligar diferentes processos com a finalidade de transformar resíduos em subprodutos.
Com o emprego das ferramentas da Ecologia Industrial pode-se conhecer profundamente um processo. Nesta etapa, práticas de produção mais limpa e prevenção à poluição devem melhorar o desempenho do processo. Entretanto, a partir do detalhamento do processo, surge a oportunidade de utilizar as abordagens mais sofisticadas que estão sendo desenvolvidas nas últimas décadas.
A utilização dos conceitos da Ecologia Industrial pode trazer grandes vantagens para a indústria química. A abordagem sistêmica permite visualizar que produtos e processos amigáveis ao ambiente não são somente aqueles que foram produzidos a partir de técnicas inovadoras que minimizam o impacto imediato causado pela fabricação.
Sendo a Ecologia Industrial uma abordagem relativamente nova, será necessário o desenvolvimento de rigorosa fundamentação científica que sustente as decisões dos projetos e a aplicação de tecnologias voltadas para o meio ambiente. Os avanços nesta área dependerão do desenvolvimento teórico, de modelos quantitativos, pesquisa empírica e experimentos de campo. Além disto, para o caso da indústria química é extremamente importante que o conhecimento destes conceitos e ferramentas seja de fácil acesso aos engenheiros químicos.
A integração destes conceitos com o curriculum de Engenharia Química poderá acelerar as mudanças necessárias neste setor no que tange à interação da indústria química e meio ambiente.
Referências bibliográficas
[1] P. T. Anastas e C. A. Farris, American Chemical Society, ACS Sympsium Series, 577 (1994) 123.
[2] PNUMA, Producción más Limpia, um paquete de recursos de capacitación, Fev. 1999.
[3] R.U. Ayres, International Social Science Journal, 121 (1989) 23.
[4] R. Frosch e N. Gallopoulos, Scientific American 261(1989) 144.
Contexto da Ecologia Industrial
Biagio F. Gianneti e Cecilia M. V. B. Almeida
Universidade Paulista
LaFTA – Laboratório de Físico-Química Teórica e Aplicada
R. Dr. Bacelar, 1212, CEP 04026-002, São Paulo, Brasil
Introdução
A Ecologia Industrial é uma nova abordagem que, com menos de vinte anos, já é amplamente reconhecida devido à forma sistêmica com que analisa o sistema industrial, seus produtos, resíduos e as interações destes com o meio ambiente. A indústria química é a maior responsável pela dispersão de substâncias tóxicas no meio ambiente e torna-se urgente e necessário promover mudanças na for- ma de tratar os problemas ambientais [1]. Remediar e controlar os poluentes não é mais suficiente, deve-se direcionar os esforços no sentido de reduzir e, principalmente, prevenir o descarte de substâncias nocivas ao ambiente.
O conhecimento de tecnologias amigáveis ao meio ambiente e estratégias para prevenir e minimizar o dano ambiental causado pelos processos químicos tem ganho considerável importância, em especial no que concerne às novas habili- dades exigidas dos engenheiros químicos. A integração destas tecnologias e estratégias ao curriculum dos engenheiros químicos é, hoje, essencial e o aprendizado das novas abordagens que vêm surgindo nas últimas décadas deve ser distribuído por toda a grade curricular da Engenharia Química.
Neste contexto, o curso de Engenharia Química deverá incorporar os seguintes objetivos:
(1) conscientizar os estudantes quanto ao custo real da operação de um processo que descarta poluentes no ambiente, tanto o custo econômico como o custo ambiental; o que significa não somente considerar o custo de tratamento ou o custo relativo ao atendimento da legislação vigente, mas também o custo dos recursos da natureza utilizados na produção e o trabalho da natureza para a absorção/degradação dos resíduos;
(2) apresentar as principais estratégias para minimizar/evitar impactos devidos a um determinado processo químico;
(3) oferecer a oportunidade de projetar e analisar processos que utilizam tecnologias amigáveis1 ao meio ambiente, como as que visam a eliminação dos poluentes e o uso de matérias primas renováveis.
O sistema industrial vem respondendo ao problema da poluição com soluções que vão desde o simples controle dos efluentes, passando por programas de prevenção à poluição, pelos conceitos de produção mais limpa e eco-eficiência, até a proposta mais refinada de estudar a interação do sistema industrial com o meio ambiente. O diagrama abaixo mostra, simplificadamente, as várias transformações pelas quais a forma de tratar materiais, energia e resíduos vem passando nas últimas décadas. Apesar de não haver uma seqüência temporal real, pode-se traçar um caminho para ilustrar estas mudanças.
Fig. 1. Algumas respostas do sistema industrial aos problemas ambientais.
As abordagens preventivas mostraram que se pode obter benefício econômico e ao mesmo tempo minimizar a poluição [2]. As práticas de produção mais limpa, eco-eficiência e prevenção à poluição estão, atualmente disseminadas por várias empresas e têm como principal característica a avaliação detalhada de todas as etapas de um processo a fim de otimizá-lo.
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1 A definição de “tecnologias ambientalmente amigáveis” é ainda controversa e é preferível utilizar “tecnologia mais amigável”. De forma geral, pode-se definir como tecnologia mais amigável ao meio ambiente aquela que substitui tecnologias convencionais de fabricação de forma a reduzir o impacto ambiental de determinado processo ou produto.
A Ecologia Industrial
A idéia de otimizar processos, categorizar todas as operações de uma indústria e acompanhar todos os passos de fabricação de um produto acaba, inevitavelmente, levando a um conhecimento profundo de cada sistema, permitindo, principalmente, o planejamento de ações em longo prazo. Por outro lado, este conhecimento detalhado do sistema leva à análise das interações do produtor com outras empresas, sejam elas fornecedores, consumidores de subprodutos ou consumidores finais.
Neste contexto, a analogia entre sistemas industriais e ecossistemas vêm ganhando força e levando à considerações sobre as interações do sistema com o meio ambiente. Apesar de existirem algumas reservas relativas à metáfora biológica, os conceitos que utilizam esta metáfora - Metabolismo Industrial [3] e Ecologia Industrial [4] - contribuem, de forma significativa para um avanço diante do problema da poluição. A analogia com os ecossistemas permite um passo além: fechar os ciclos de materiais e energia com a formação de uma Eco-rede (Fig. 2) que “imita” os ciclos biológicos fechados. A Ecologia industrial propõe, portanto, fechar os ciclos, considerando que o sistema industrial não apenas interage com o ambiente, mas é parte dele e dele depende.
Fig. 2. Representação de uma Eco-rede, mostrando a otimização dos fluxos de materiais/energia devida à formação da rede. Os fluxos de produto não estão representados na figura, mas somente aqueles que caracterizam uma eco-rede.
A Ecologia Industrial é tanto um contexto para ação como um campo para pesquisa. O desenvolvimento desta abordagem pretende oferecer um quadro conceitual para o interpretar e adaptar a compreensão do sistema natural e aplicar esta compreensão aos sistemas industriais de forma a alcançar um padrão de industrialização que seja não só mais eficiente, mas também intrinsecamente ajustado às tolerâncias e características do sistema natural [5].
Esta abordagem implica em (1) aplicar a teoria dos sistemas e a termodinâmica aos sistemas industriais, (2) definir os limites do sistema incorporando o sistema natural e (3) otimizar o sistema. Neste contexto, o sistema industrial é planejado e deve operar como um sistema biológico dependente do sistema natural. O sistema industrial é considerado um sub-sistema da biosfera, isto é, uma organização particular de fluxos de matéria, energia e informação. Sua evolução deve ser compatível com o funcionamento de outros ecossistemas. Parte-se do princípio de que é possível organizar todo o fluxo de matéria e de energia, que circula no sistema industrial, de maneira a torná-lo um circuito quase inteiramente fechado [6]. Neste contexto, uma abordagem sistêmica é necessária para visualizar as conexões entre o sistema antropológico, o biológico e o ambiente. Pode-se dizer que o principal objetivo da Ecologia Industrial é transformar o caráter linear do sistema industrial para um sistema cíclico, em que matérias primas, energia e resíduos sejam sempre reutilizados.
A Ecologia Industrial e a Indústria Química
A maior aproximação da indústria química do conceito de Ecologia Industrial é a Química Verde. Da forma como foi desenvolvida, a Química Verde é ainda um conceito local tanto no espaço como no tempo [7]. O objetivo da Química Verde tem sido o de utilizar técnicas inovadoras para minimizar de imediato impactos ambientais causados por determinados processos. O alcance destas técnicas tem se limitado às vizinhanças da fábrica, ou seja, em minimizar as emissões de substâncias nocivas resultantes do processo em questão. Este tipo de ação pode ser associado à práticas de prevenção à poluição ou de produção mais limpa e é essencial no caminho da Ecologia Industrial. Entretanto, impactos ambientais causados localmente podem permanecer atuantes por um longo período de tempo e, também de espaço. Desta forma, se há intenção de se alcançar a sustentabilidade, deve-se incluir as interações com o ambiente por períodos maiores de tempo e considerar o espaço mais abrangente que as vizinhanças da empresa (Fig. 3). Ou seja, deve-se levar em conta não só o processo em si, mas também a implantação do processo e sua operação [8].
Fig. 3. Relação dos problemas ambientais com as escalas de tempo e espaço levando em consideração a sustentabilidade do sistema.
Para expandir a Química Verde sob os conceitos da Ecologia Industrial deve-se adotar uma análise sistêmica tanto dos produtos como dos processos [9]. Muitas das ferramentas desenvolvidas para a avaliação de manufaturas e produtos podem ser adaptadas para a indústria química. Entre estas, podem ser citadas a Avaliação de Ciclo de Vida (LCA, Life Cycle Assessment) e o Projeto para o Ambiente (DfE, Design for Environment).
A Avaliação de Ciclo de Vida é uma ferramenta que permite avaliar processos e produtos. O objetivo é identificar as fontes diretas e indiretas de geração de resíduos e/ou poluentes associados a um processo ou produto. A análise do produto deve ser sempre acompanhada da análise do processo (Fig. 4) para que, sob a visão sistêmica da Ecologia Industrial as interações da planta com o meio ambiente possam ser compreendidas tanto em sua dimensão espacial como temporal. Observa-se na figura 4 que a Avaliação do Ciclo de Vida do Produto considera a quantidade de reservas retiradas do meio ambiente para a fabricação do produto, a quantidade de material descartado, a possível reciclagem do produto após o uso e as emissões (sólidas, líquidas ou gasosas) que podem ser geradas em cada etapa da vida do produto. A Avaliação de Ciclo de Vida do processo tem caráter temporal e leva em conta o impacto causado pela construção da planta, aquele devido à sua operação e, finalmente, o impacto relacionado à sua desativação. A avaliação da etapa de operação permite visualizar pontos onde procedimentos relativamente simples podem minimizar a emissão de poluentes. Por exemplo, identificar possibilidades para reduzir e/ou eliminar o uso de solventes nas operações de limpeza e manutenção ou instalar detetores para identificar vazamentos de substâncias gasosas. Pode-se mostrar o efeito da desativação de uma planta e da recuperação das áreas de estações de tratamento e armazenamento de substâncias tóxicas.
Fig. 4. Representação da Análise de Ciclo de Vida de uma indústria química considerando na horizontal o ciclo de vida do produto e na vertical, o ciclo de vida da planta industrial.
Fig. 5.Ciclo de Vida da produção de metanol.
Um exemplo do ciclo de vida de um produto da indústria química pode ser visualizado no fluxograma da figura 5, que mostra as etapas de fabricação e utilização do metanol e sua interação com o meio ambiente. No ciclo de vida do metanol pode-se observar a contribuição do meio ambiente, onde se pode considerar a água utilizada para a irrigação ou a água da chuva necessária para o crescimento da biomassa e a área de terreno necessária para este crescimento e seu reflorestamento. Nesta fase ocorre principalmente a emissão de O2, mas podem ser, também incluídos, fertilizantes, herbicidas ou pesticidas eventualmente utilizados no cultivo da biomassa. Na etapa de produção do álcool, pode-se observar a utilização de matérias primas (biomassa e CaO) e água, a geração de um subproduto (fertilizante que poderia ser reutilizado na primeira etapa), emissão de CO2 e enxofre. A Avaliação do Ciclo de Vida do metanol inclui seu uso, onde são consideradas a emissão de CO2 e o uso de água.
Neste tipo de avaliação um balanço de massa (e, também, de energia) permite conhecer profundamente todas as etapas de um processo e suas interações com o meio ambiente. Além disto, todas as interações do produto com o ambiente, desde a extração de matérias primas para sua fabricação até seu descarte podem ser avaliadas, alteradas e melhoradas com o fechamento de ciclos, a utilização de matérias primas renováveis, a diminuição do transporte de material entre as etapas de vida do produto, o uso de processos ambientalmente benignos (Química Verde) e a consideração da etapa de uso no planejamento do processo e do produto.
Outra ferramenta da Ecologia Industrial que pode ser utilizada na indústria química é o Projeto para o Ambiente (Design for the Environment - DfE) que examina todo o ciclo de vida do produto e propõe alterações no projeto de forma a minimizar o impacto ambiental do produto desde sua fabricação até seu descarte. Incorporando o desenvolvimento do produto em seu ciclo de vida, o DfE pode integrar a preocupação com o meio ambiente em cada etapa do ciclo de vida do produto, de forma a reduzir os impactos gerados durante este ciclo. No caso da indústria química deve-se ressaltar que, apesar de o impacto ambiental gerado pelo produto, principalmente por seu descarte, ser bastante visível, o impacto ambiental gerado pelo processo é geralmente maior [10]. Processos bem sucedidos tendem a manter-se em operação por muitos anos e serem utilizados para a fabricação de vários produtos. Como exemplo, pode-se citar a fabricação do papel. Enquanto o produto (papel) não causa impacto ambiental considerável, mesmo quando descartado inadequadamente, o processo de fabricação do papel inclui a extração de madeira, o uso de grandes quantidades de água e a emissão de uma grande quantidade de poluentes gasosos. Todas estas etapas resultam em profundos efeitos no ambiente.
O projeto de um processo sob a ótica da Ecologia Industrial deve prever a utilização de subprodutos e resíduos por outros processos. Além disto, deve considerar:
1. a redução ou eliminação do uso de substâncias tóxicas, inflamáveis e explosivos,
2. incluir fluxos de reciclagem sempre que possível,
3. escolher os materiais mais adequados, naturais ou não, com base na Avaliação de Ciclo de Vida,
4. considerar o consumo de energia, maximizando o uso de fontes renováveis de energias,
5. usar o mínimo de material e evitar a utilização de materiais escassos,
6. reduzir ou eliminar o armazenamento e emissão de materiais perigosos,
7. reduzir ou eliminar o uso de materiais ligados à degradação da camada de ozônio e às mudanças climáticas durante o ciclo de vida.
A utilização do DfE pela indústria química permite não só otimizar processos químicos convencionais empregando tecnologias amigáveis ao meio ambiente, mas também interligar diferentes processos com a finalidade de transformar resíduos em subprodutos.
Com o emprego das ferramentas da Ecologia Industrial pode-se conhecer profundamente um processo. Nesta etapa, práticas de produção mais limpa e prevenção à poluição devem melhorar o desempenho do processo. Entretanto, a partir do detalhamento do processo, surge a oportunidade de utilizar as abordagens mais sofisticadas que estão sendo desenvolvidas nas últimas décadas.
A utilização dos conceitos da Ecologia Industrial pode trazer grandes vantagens para a indústria química. A abordagem sistêmica permite visualizar que produtos e processos amigáveis ao ambiente não são somente aqueles que foram produzidos a partir de técnicas inovadoras que minimizam o impacto imediato causado pela fabricação.
Sendo a Ecologia Industrial uma abordagem relativamente nova, será necessário o desenvolvimento de rigorosa fundamentação científica que sustente as decisões dos projetos e a aplicação de tecnologias voltadas para o meio ambiente. Os avanços nesta área dependerão do desenvolvimento teórico, de modelos quantitativos, pesquisa empírica e experimentos de campo. Além disto, para o caso da indústria química é extremamente importante que o conhecimento destes conceitos e ferramentas seja de fácil acesso aos engenheiros químicos.
A integração destes conceitos com o curriculum de Engenharia Química poderá acelerar as mudanças necessárias neste setor no que tange à interação da indústria química e meio ambiente.
Referências bibliográficas
[1] P. T. Anastas e C. A. Farris, American Chemical Society, ACS Sympsium Series, 577 (1994) 123.
[2] PNUMA, Producción más Limpia, um paquete de recursos de capacitación, Fev. 1999.
[3] R.U. Ayres, International Social Science Journal, 121 (1989) 23.
[4] R. Frosch e N. Gallopoulos, Scientific American 261(1989) 144.
quarta-feira, 5 de agosto de 2009
DEGRADAÇÃO AMBIENTAL - LUCRO DE ALGUNS E PREJUÍZO DE MUITOS
O lucro de alguns com degradação ambiental é prejuízo de todos
O final do ano de 2008 encerrou com notícias positivas para a Química e a ciência brasileira e incertezas para todos.
A queda vertiginosa do crescimento da economia mundial afetará a produtividade do mundo e a competição entre as economias pressionará salários para baixo, haverá diminuição do consumo e dos investimentos e, consequentemente, desaceleração do crescimento econômico. O pânico tomou conta das empresas que começam a demitir em massa. As indústrias químicas não estão isentas deste turbilhão mundial e como têm um peso significativo no PIB brasileiro, com certeza também serão bem afetadas. Apesar das notícias afirmarem que a crise financeira vem de fora, cada um dos muitos afetados por ela sente bem o seu peso no dia-a-dia.
Por outro lado, os Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (os INCTs) disponibilizarão, aos melhores grupos de pesquisa em áreas de fronteira da ciência, recursos da ordem de R$ 600 milhões. Além de agregar os pesquisadores mais produtivos em temas relevantes para a ciência, o programa INCT conseguiu reunir as agências de fomento CNPq, BNDES, FAPs, CAPES, FINEP e empresas, como a Petrobras. Tudo isso de forma articulada nas áreas estratégicas para o desenvolvimento do país. O Prof. Jailson B. Andrade, editor do Journal of the Brazilian Chemical Society, utilizou um termo bem químico para definir este empreendimento: "Trata-se da maior ação concertada de investimentos em Ciência, Tecnologia e Inovação envolvendo uma grande rede, descentralizada, com sedes em todas as regiões do país. O futuro chegou!".1
Outro ponto positivo que gostaríamos de ressaltar, foi a escolha do ano de 2011 como o Ano Internacional da Química pela a 63ª Assembléia Geral das Nações Unidas (ONU), realizada em 30 de dezembro de 2008. A proposta foi encaminhada pela IUPAC à ONU pela delegação da Etiópia com a sub-inscrição de 35 países. As comemorações serão coordenadas pela IUPAC e UNESCO. A escolha deste ano não foi ao acaso, pois se trata do 100º aniversário do Prêmio Nobel em Química para Marie Sklodowska Curie (1867-1934).
Desta ação da ONU desprendem-se duas considerações importantes: os reconhecimentos das contribuições das mulheres para a Ciência e da Química para o bem-estar da humanidade.
Marie Sklodowska Curie recebeu da Real Academia Sueca de Ciências dois Prêmios Nobel. O primeiro foi agraciado em Física em 1903, junto Pierre Curie e Henri Becquerel, pelos estudos dos fenômenos de radiação, descobertos por Becquerel. Este foi o primeiro Prêmio Nobel concedido a uma mulher, mostrando que a ciência não era uma atividade exclusiva dos homens. Oito anos mais tarde, em 1911, recebeu o segundo Nobel, desta vez em Química, pela descoberta dos elementos Rádio e Polônio e sobre a natureza dos seus compostos. Foi a primeira pessoa a receber dois Prêmios Nobel em campos diferentes. Entretanto, neste mesmo ano a Academia de Ciências de Paris rejeitou sua admissão, por apenas um voto. Ainda estava muito longe, e permanece assim até hoje, das mulheres participarem dos centros e núcleos de decisões, dos escalões superiores na ciência,2 apesar ser bem conhecido que em muitas áreas científicas o aumento de produtividade foi devido às suas importantes contribuições. Os tempos mudam e cada vez mais as mulheres ocupam cargos antes só ocupados pelos homens, como é o caso da Sociedade Brasileira de Química, que na sua breve história pode se orgulhar de ter uma mulher presidente.
A proclamação deste ano Internacional da Química traz uma responsabilidade enorme para a Química praticada no mundo. Uma parte minoritária da população sabe que a Química é responsável por produtos que envolvem a produção de alimentos, medicamentos, combustíveis e inúmeros materiais manufaturados utilizados no cotidiano. Porém, a percepção de uma grande maioria é que a Química está envolvida em todos os tipos de agentes poluidores e devastadores do meio ambiente, nos explosivos, nas guerras químicas, nos agrotóxicos, ou seja, em todos os malefícios da humanidade. Portanto, estas comemorações devem ser aproveitadas para aumentar a visibilidade e sensibilidade do público sobre os seus aspectos positivos e que ela pode vencer os desafios de um desenvolvimento sustentável. Os paradigmas atuais e importantes para a humanidade são as futuras fontes de energia e a produção de alimentos para a crescente população do mundo. A Química está no centro destes dois paradigmas.
As empresas químicas fazem parte do conjunto da sociedade que tem como objetivo primordial promover o bem-estar, criando soluções para os problemas que ainda não foram resolvidos e devem estar inseridos num contexto de desenvolvimento socioeconômico sustentável. É real e urgente a necessidade de processos mais limpos que utilizem novas fontes energéticas e reagentes mais baratos, menos tóxicos, com diminuição da quantidade de rejeitos gerados, mesmo que em algumas situações os processos que geram menos resíduos sejam mais caros. As políticas industriais devem estar em consonância com as questões ambientais.
A concepção de uma Química limpa e ambientalmente mais recomendável passa necessariamente pela vontade política dos países que devem associar os aspectos econômicos com educação ambiental de qualidade, substituição de combustíveis fósseis e de processos químicos ultrapassados. Porém, o mais importante de uma política industrial é que ela perceba que o lucro de alguns com degradação ambiental é prejuízo de todos.
Suzana I. Córdoba de Torresi
Vera L. Pardini
Vitor F. Ferreira
Editores de QN
O final do ano de 2008 encerrou com notícias positivas para a Química e a ciência brasileira e incertezas para todos.
A queda vertiginosa do crescimento da economia mundial afetará a produtividade do mundo e a competição entre as economias pressionará salários para baixo, haverá diminuição do consumo e dos investimentos e, consequentemente, desaceleração do crescimento econômico. O pânico tomou conta das empresas que começam a demitir em massa. As indústrias químicas não estão isentas deste turbilhão mundial e como têm um peso significativo no PIB brasileiro, com certeza também serão bem afetadas. Apesar das notícias afirmarem que a crise financeira vem de fora, cada um dos muitos afetados por ela sente bem o seu peso no dia-a-dia.
Por outro lado, os Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (os INCTs) disponibilizarão, aos melhores grupos de pesquisa em áreas de fronteira da ciência, recursos da ordem de R$ 600 milhões. Além de agregar os pesquisadores mais produtivos em temas relevantes para a ciência, o programa INCT conseguiu reunir as agências de fomento CNPq, BNDES, FAPs, CAPES, FINEP e empresas, como a Petrobras. Tudo isso de forma articulada nas áreas estratégicas para o desenvolvimento do país. O Prof. Jailson B. Andrade, editor do Journal of the Brazilian Chemical Society, utilizou um termo bem químico para definir este empreendimento: "Trata-se da maior ação concertada de investimentos em Ciência, Tecnologia e Inovação envolvendo uma grande rede, descentralizada, com sedes em todas as regiões do país. O futuro chegou!".1
Outro ponto positivo que gostaríamos de ressaltar, foi a escolha do ano de 2011 como o Ano Internacional da Química pela a 63ª Assembléia Geral das Nações Unidas (ONU), realizada em 30 de dezembro de 2008. A proposta foi encaminhada pela IUPAC à ONU pela delegação da Etiópia com a sub-inscrição de 35 países. As comemorações serão coordenadas pela IUPAC e UNESCO. A escolha deste ano não foi ao acaso, pois se trata do 100º aniversário do Prêmio Nobel em Química para Marie Sklodowska Curie (1867-1934).
Desta ação da ONU desprendem-se duas considerações importantes: os reconhecimentos das contribuições das mulheres para a Ciência e da Química para o bem-estar da humanidade.
Marie Sklodowska Curie recebeu da Real Academia Sueca de Ciências dois Prêmios Nobel. O primeiro foi agraciado em Física em 1903, junto Pierre Curie e Henri Becquerel, pelos estudos dos fenômenos de radiação, descobertos por Becquerel. Este foi o primeiro Prêmio Nobel concedido a uma mulher, mostrando que a ciência não era uma atividade exclusiva dos homens. Oito anos mais tarde, em 1911, recebeu o segundo Nobel, desta vez em Química, pela descoberta dos elementos Rádio e Polônio e sobre a natureza dos seus compostos. Foi a primeira pessoa a receber dois Prêmios Nobel em campos diferentes. Entretanto, neste mesmo ano a Academia de Ciências de Paris rejeitou sua admissão, por apenas um voto. Ainda estava muito longe, e permanece assim até hoje, das mulheres participarem dos centros e núcleos de decisões, dos escalões superiores na ciência,2 apesar ser bem conhecido que em muitas áreas científicas o aumento de produtividade foi devido às suas importantes contribuições. Os tempos mudam e cada vez mais as mulheres ocupam cargos antes só ocupados pelos homens, como é o caso da Sociedade Brasileira de Química, que na sua breve história pode se orgulhar de ter uma mulher presidente.
A proclamação deste ano Internacional da Química traz uma responsabilidade enorme para a Química praticada no mundo. Uma parte minoritária da população sabe que a Química é responsável por produtos que envolvem a produção de alimentos, medicamentos, combustíveis e inúmeros materiais manufaturados utilizados no cotidiano. Porém, a percepção de uma grande maioria é que a Química está envolvida em todos os tipos de agentes poluidores e devastadores do meio ambiente, nos explosivos, nas guerras químicas, nos agrotóxicos, ou seja, em todos os malefícios da humanidade. Portanto, estas comemorações devem ser aproveitadas para aumentar a visibilidade e sensibilidade do público sobre os seus aspectos positivos e que ela pode vencer os desafios de um desenvolvimento sustentável. Os paradigmas atuais e importantes para a humanidade são as futuras fontes de energia e a produção de alimentos para a crescente população do mundo. A Química está no centro destes dois paradigmas.
As empresas químicas fazem parte do conjunto da sociedade que tem como objetivo primordial promover o bem-estar, criando soluções para os problemas que ainda não foram resolvidos e devem estar inseridos num contexto de desenvolvimento socioeconômico sustentável. É real e urgente a necessidade de processos mais limpos que utilizem novas fontes energéticas e reagentes mais baratos, menos tóxicos, com diminuição da quantidade de rejeitos gerados, mesmo que em algumas situações os processos que geram menos resíduos sejam mais caros. As políticas industriais devem estar em consonância com as questões ambientais.
A concepção de uma Química limpa e ambientalmente mais recomendável passa necessariamente pela vontade política dos países que devem associar os aspectos econômicos com educação ambiental de qualidade, substituição de combustíveis fósseis e de processos químicos ultrapassados. Porém, o mais importante de uma política industrial é que ela perceba que o lucro de alguns com degradação ambiental é prejuízo de todos.
Suzana I. Córdoba de Torresi
Vera L. Pardini
Vitor F. Ferreira
Editores de QN
O LUCRO DE ALGUNS COM DEGRADAÇÃO AMBIENTAL É PREJUÍZO DE DE TODOS
O lucro de alguns com degradação ambiental é prejuízo de todos
O final do ano de 2008 encerrou com notícias positivas para a Química e a ciência brasileira e incertezas para todos.
A queda vertiginosa do crescimento da economia mundial afetará a produtividade do mundo e a competição entre as economias pressionará salários para baixo, haverá diminuição do consumo e dos investimentos e, consequentemente, desaceleração do crescimento econômico. O pânico tomou conta das empresas que começam a demitir em massa. As indústrias químicas não estão isentas deste turbilhão mundial e como têm um peso significativo no PIB brasileiro, com certeza também serão bem afetadas. Apesar das notícias afirmarem que a crise financeira vem de fora, cada um dos muitos afetados por ela sente bem o seu peso no dia-a-dia.
Por outro lado, os Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (os INCTs) disponibilizarão, aos melhores grupos de pesquisa em áreas de fronteira da ciência, recursos da ordem de R$ 600 milhões. Além de agregar os pesquisadores mais produtivos em temas relevantes para a ciência, o programa INCT conseguiu reunir as agências de fomento CNPq, BNDES, FAPs, CAPES, FINEP e empresas, como a Petrobras. Tudo isso de forma articulada nas áreas estratégicas para o desenvolvimento do país. O Prof. Jailson B. Andrade, editor do Journal of the Brazilian Chemical Society, utilizou um termo bem químico para definir este empreendimento: "Trata-se da maior ação concertada de investimentos em Ciência, Tecnologia e Inovação envolvendo uma grande rede, descentralizada, com sedes em todas as regiões do país. O futuro chegou!".1
Outro ponto positivo que gostaríamos de ressaltar, foi a escolha do ano de 2011 como o Ano Internacional da Química pela a 63ª Assembléia Geral das Nações Unidas (ONU), realizada em 30 de dezembro de 2008. A proposta foi encaminhada pela IUPAC à ONU pela delegação da Etiópia com a sub-inscrição de 35 países. As comemorações serão coordenadas pela IUPAC e UNESCO. A escolha deste ano não foi ao acaso, pois se trata do 100º aniversário do Prêmio Nobel em Química para Marie Sklodowska Curie (1867-1934).
Desta ação da ONU desprendem-se duas considerações importantes: os reconhecimentos das contribuições das mulheres para a Ciência e da Química para o bem-estar da humanidade.
Marie Sklodowska Curie recebeu da Real Academia Sueca de Ciências dois Prêmios Nobel. O primeiro foi agraciado em Física em 1903, junto Pierre Curie e Henri Becquerel, pelos estudos dos fenômenos de radiação, descobertos por Becquerel. Este foi o primeiro Prêmio Nobel concedido a uma mulher, mostrando que a ciência não era uma atividade exclusiva dos homens. Oito anos mais tarde, em 1911, recebeu o segundo Nobel, desta vez em Química, pela descoberta dos elementos Rádio e Polônio e sobre a natureza dos seus compostos. Foi a primeira pessoa a receber dois Prêmios Nobel em campos diferentes. Entretanto, neste mesmo ano a Academia de Ciências de Paris rejeitou sua admissão, por apenas um voto. Ainda estava muito longe, e permanece assim até hoje, das mulheres participarem dos centros e núcleos de decisões, dos escalões superiores na ciência,2 apesar ser bem conhecido que em muitas áreas científicas o aumento de produtividade foi devido às suas importantes contribuições. Os tempos mudam e cada vez mais as mulheres ocupam cargos antes só ocupados pelos homens, como é o caso da Sociedade Brasileira de Química, que na sua breve história pode se orgulhar de ter uma mulher presidente.
A proclamação deste ano Internacional da Química traz uma responsabilidade enorme para a Química praticada no mundo. Uma parte minoritária da população sabe que a Química é responsável por produtos que envolvem a produção de alimentos, medicamentos, combustíveis e inúmeros materiais manufaturados utilizados no cotidiano. Porém, a percepção de uma grande maioria é que a Química está envolvida em todos os tipos de agentes poluidores e devastadores do meio ambiente, nos explosivos, nas guerras químicas, nos agrotóxicos, ou seja, em todos os malefícios da humanidade. Portanto, estas comemorações devem ser aproveitadas para aumentar a visibilidade e sensibilidade do público sobre os seus aspectos positivos e que ela pode vencer os desafios de um desenvolvimento sustentável. Os paradigmas atuais e importantes para a humanidade são as futuras fontes de energia e a produção de alimentos para a crescente população do mundo. A Química está no centro destes dois paradigmas.
As empresas químicas fazem parte do conjunto da sociedade que tem como objetivo primordial promover o bem-estar, criando soluções para os problemas que ainda não foram resolvidos e devem estar inseridos num contexto de desenvolvimento socioeconômico sustentável. É real e urgente a necessidade de processos mais limpos que utilizem novas fontes energéticas e reagentes mais baratos, menos tóxicos, com diminuição da quantidade de rejeitos gerados, mesmo que em algumas situações os processos que geram menos resíduos sejam mais caros. As políticas industriais devem estar em consonância com as questões ambientais.
A concepção de uma Química limpa e ambientalmente mais recomendável passa necessariamente pela vontade política dos países que devem associar os aspectos econômicos com educação ambiental de qualidade, substituição de combustíveis fósseis e de processos químicos ultrapassados. Porém, o mais importante de uma política industrial é que ela perceba que o lucro de alguns com degradação ambiental é prejuízo de todos.
Suzana I. Córdoba de Torresi
Vera L. Pardini
Vitor F. Ferreira
Editores de QN
O final do ano de 2008 encerrou com notícias positivas para a Química e a ciência brasileira e incertezas para todos.
A queda vertiginosa do crescimento da economia mundial afetará a produtividade do mundo e a competição entre as economias pressionará salários para baixo, haverá diminuição do consumo e dos investimentos e, consequentemente, desaceleração do crescimento econômico. O pânico tomou conta das empresas que começam a demitir em massa. As indústrias químicas não estão isentas deste turbilhão mundial e como têm um peso significativo no PIB brasileiro, com certeza também serão bem afetadas. Apesar das notícias afirmarem que a crise financeira vem de fora, cada um dos muitos afetados por ela sente bem o seu peso no dia-a-dia.
Por outro lado, os Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (os INCTs) disponibilizarão, aos melhores grupos de pesquisa em áreas de fronteira da ciência, recursos da ordem de R$ 600 milhões. Além de agregar os pesquisadores mais produtivos em temas relevantes para a ciência, o programa INCT conseguiu reunir as agências de fomento CNPq, BNDES, FAPs, CAPES, FINEP e empresas, como a Petrobras. Tudo isso de forma articulada nas áreas estratégicas para o desenvolvimento do país. O Prof. Jailson B. Andrade, editor do Journal of the Brazilian Chemical Society, utilizou um termo bem químico para definir este empreendimento: "Trata-se da maior ação concertada de investimentos em Ciência, Tecnologia e Inovação envolvendo uma grande rede, descentralizada, com sedes em todas as regiões do país. O futuro chegou!".1
Outro ponto positivo que gostaríamos de ressaltar, foi a escolha do ano de 2011 como o Ano Internacional da Química pela a 63ª Assembléia Geral das Nações Unidas (ONU), realizada em 30 de dezembro de 2008. A proposta foi encaminhada pela IUPAC à ONU pela delegação da Etiópia com a sub-inscrição de 35 países. As comemorações serão coordenadas pela IUPAC e UNESCO. A escolha deste ano não foi ao acaso, pois se trata do 100º aniversário do Prêmio Nobel em Química para Marie Sklodowska Curie (1867-1934).
Desta ação da ONU desprendem-se duas considerações importantes: os reconhecimentos das contribuições das mulheres para a Ciência e da Química para o bem-estar da humanidade.
Marie Sklodowska Curie recebeu da Real Academia Sueca de Ciências dois Prêmios Nobel. O primeiro foi agraciado em Física em 1903, junto Pierre Curie e Henri Becquerel, pelos estudos dos fenômenos de radiação, descobertos por Becquerel. Este foi o primeiro Prêmio Nobel concedido a uma mulher, mostrando que a ciência não era uma atividade exclusiva dos homens. Oito anos mais tarde, em 1911, recebeu o segundo Nobel, desta vez em Química, pela descoberta dos elementos Rádio e Polônio e sobre a natureza dos seus compostos. Foi a primeira pessoa a receber dois Prêmios Nobel em campos diferentes. Entretanto, neste mesmo ano a Academia de Ciências de Paris rejeitou sua admissão, por apenas um voto. Ainda estava muito longe, e permanece assim até hoje, das mulheres participarem dos centros e núcleos de decisões, dos escalões superiores na ciência,2 apesar ser bem conhecido que em muitas áreas científicas o aumento de produtividade foi devido às suas importantes contribuições. Os tempos mudam e cada vez mais as mulheres ocupam cargos antes só ocupados pelos homens, como é o caso da Sociedade Brasileira de Química, que na sua breve história pode se orgulhar de ter uma mulher presidente.
A proclamação deste ano Internacional da Química traz uma responsabilidade enorme para a Química praticada no mundo. Uma parte minoritária da população sabe que a Química é responsável por produtos que envolvem a produção de alimentos, medicamentos, combustíveis e inúmeros materiais manufaturados utilizados no cotidiano. Porém, a percepção de uma grande maioria é que a Química está envolvida em todos os tipos de agentes poluidores e devastadores do meio ambiente, nos explosivos, nas guerras químicas, nos agrotóxicos, ou seja, em todos os malefícios da humanidade. Portanto, estas comemorações devem ser aproveitadas para aumentar a visibilidade e sensibilidade do público sobre os seus aspectos positivos e que ela pode vencer os desafios de um desenvolvimento sustentável. Os paradigmas atuais e importantes para a humanidade são as futuras fontes de energia e a produção de alimentos para a crescente população do mundo. A Química está no centro destes dois paradigmas.
As empresas químicas fazem parte do conjunto da sociedade que tem como objetivo primordial promover o bem-estar, criando soluções para os problemas que ainda não foram resolvidos e devem estar inseridos num contexto de desenvolvimento socioeconômico sustentável. É real e urgente a necessidade de processos mais limpos que utilizem novas fontes energéticas e reagentes mais baratos, menos tóxicos, com diminuição da quantidade de rejeitos gerados, mesmo que em algumas situações os processos que geram menos resíduos sejam mais caros. As políticas industriais devem estar em consonância com as questões ambientais.
A concepção de uma Química limpa e ambientalmente mais recomendável passa necessariamente pela vontade política dos países que devem associar os aspectos econômicos com educação ambiental de qualidade, substituição de combustíveis fósseis e de processos químicos ultrapassados. Porém, o mais importante de uma política industrial é que ela perceba que o lucro de alguns com degradação ambiental é prejuízo de todos.
Suzana I. Córdoba de Torresi
Vera L. Pardini
Vitor F. Ferreira
Editores de QN
segunda-feira, 22 de junho de 2009
VII EVENTO DE EDUCÃO EM QUÍMICA
VII EVEC(Evento de Educação em Química)
Materiais didáticos: Suas Aplicações e Avaliações
Data: 27 a 30 de Agosto
Local: Instituto de Química de Araraquara(UNESP), é um evento aberto para toda população e conta com:
Oficinas
Mini-cursos
Palestras
Mesas-redondas
Inscrições On Line: http://www.iq.unesp.br/EVEQ
Materiais didáticos: Suas Aplicações e Avaliações
Data: 27 a 30 de Agosto
Local: Instituto de Química de Araraquara(UNESP), é um evento aberto para toda população e conta com:
Oficinas
Mini-cursos
Palestras
Mesas-redondas
Inscrições On Line: http://www.iq.unesp.br/EVEQ
sexta-feira, 19 de junho de 2009
V ENCONTRO PAULISTA DE PESQUISA EM ENSINO DE QUÍMICA
Dados importantes sobre o Encontro acima citado:
Inscrições - Com desconto até 06/07/09
- Sem desconto de 07/07 a 03/09/09
Envio de de Trabalhos - Até 06/07/09
Informações: http://sites.ffclrp.usp.br/veppeq
PROJETO DA UNESP REDUZ EXCLUSÃO DIGITAL NAS ESCOLAS PÚBLICAS ATRAVÉS DA FÍSICA
Por meio de jogos e experimentos virtuais, iniciativa dissemina conceitos aos alunos do ensino fundamental, médio e superior através de materiais didáticos que sirvam de apoio pedagógico a professores de todo País.Esse é o projeto de extensão universitária FISICANIMADA, coordenado por Eloi Feitosa, professor do Departamento de Física do Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas da UNESP de Sâo José do Rio Preto.
O projeto consiste em tornar disponíveis, no site do grupo, jogos e experimentos virtuais selecionados pelos professores. Com isso pretende-se disseminar conceitos de Física e Matemática, tornando-os mais claros aos estudantes."A Internet contém animações de excelente qualidade e em grande quantidade para o ensino das diversas disciplinas. Por isso, diariamente o grupo de pesquisa interdisciplinar Fisicanimada seleciona e divulga jogos didáticos e experimentos virtuais, conhecidos como applets, na Web, diz Feitosa
Os pesquisadores priorizam sofwares livres que permitam ao aluno superar dificuldades de aprendizagem, e não testar conhecimentos adquiridos. Selecionamos apenas applets com elevado grau de interação aluno-software que veiculem conceitos físicos ou matemáticos que sejam coerentes. Quando realizadas corretamente, conta o professor, essas tecnologias computacionais contribuem para minimizar a exclusão digital dos alunos das escolas públicas.
Experimentos virtuais selecionados pelo grupo podem ser consultados no endereço:
http://fisicanimadablogspot.com
O projeto consiste em tornar disponíveis, no site do grupo, jogos e experimentos virtuais selecionados pelos professores. Com isso pretende-se disseminar conceitos de Física e Matemática, tornando-os mais claros aos estudantes."A Internet contém animações de excelente qualidade e em grande quantidade para o ensino das diversas disciplinas. Por isso, diariamente o grupo de pesquisa interdisciplinar Fisicanimada seleciona e divulga jogos didáticos e experimentos virtuais, conhecidos como applets, na Web, diz Feitosa
Os pesquisadores priorizam sofwares livres que permitam ao aluno superar dificuldades de aprendizagem, e não testar conhecimentos adquiridos. Selecionamos apenas applets com elevado grau de interação aluno-software que veiculem conceitos físicos ou matemáticos que sejam coerentes. Quando realizadas corretamente, conta o professor, essas tecnologias computacionais contribuem para minimizar a exclusão digital dos alunos das escolas públicas.
Experimentos virtuais selecionados pelo grupo podem ser consultados no endereço:
http://fisicanimadablogspot.com
quarta-feira, 10 de junho de 2009
ELETRÓLISE
Eletrólise em solução aquosa
Clique na imagem para ampliá-la. Uma substância qualquer pode gerar íons em solução aquosa. Neste caso, os íons que podem vir a sofrer eletrólise podem se originar dessa substância ou da própria auto-ionização da água. Apesar da auto-ionização da água ocorrer em baixa extensão, ela oferece esta possibilidade de um ou outro íon vir a se descarregar.
Apenas uma espécie de íon positivo ou negativo descarrega por vez. Cada íon possui uma voltagem adequada para se descarregar. O par cátion/ânion de apresentar menor voltagem para descarregar será o que vai descarregar primeiro.
A auto-ionização da água fornece os íons H1+ (H3O1+) e OH1-.
H20 => H1+ + OH1-
ou ainda
2 H2O => H2O + H1+ + OH1- => H3O1+ + OH1-
No caso dos cátions, metais pouco reativos descarregam primeiro, pois possuem maior tendência a aceitar os eletrons de volta e se descarregar. Metais altamente reativos como metais alcalinos e alcalino terrosos se descarregam depois. A ordem de prioridade é a seguinte:
O H1+ ou H3O1+ se descarrega antes alumínio, de metais alcalinos e alcalinos terrosos. Mas perde em prioridade de descarga para os demais cátions.
Quanto menor for a eletronegatividade do ânion para prender o elétron, maior a facilidade de descarga do mesmo.
O OH1- se descarrega antes dos ânions oxigenados e do F1-. Mas perde em prioridade de descarga para os ânions não oxigenados e o HSO41-. As reações que os íons resultantes da auto-ionização da água são mostradas abaixo:
A eletrólise do NaCl em solução aquosa é um exemplo em que participam da eletrólise o cátion oriundo da auto-ionização da água e o ânion do sal.
Nota-se pela reação global que a eletrólise do NaCl é método de obtenção de H2, Cl2 e de soda cáustica (NaOH).
Na eletrólise do HCl, somente os íons do soluto participam da eletrólise. Isto ocorre pelo fato de ambos os íons oriundos do soluto apresentarem prioridade de descarga em relação aos íons gerados pela auto-ionização da água.
O pH da solução se torna progressivamente mais alcalino já que o HCl é consumido na eletrólise.
Na eletrólise do Zn(NO3)2 em solução aquosa, participam da eletrólise o ânion oriundo da auto-ionização da água e o cátion do sal.
O pH da solução diminui, já que os íons H1+ gerados pela auto-dissociação da água não são consumidos na eletrólise.
Na eletrólise do Na2SO4 em solução aquosa, ambos os íons oriundos da dissociação da água têm prioridade na eletrólise.
Como as moléculas de água são consumidas na eletrólise, a solução vai ficando progressivamente mais concentrada em sulfato de sódio.
Clique na imagem para ampliá-la. Uma substância qualquer pode gerar íons em solução aquosa. Neste caso, os íons que podem vir a sofrer eletrólise podem se originar dessa substância ou da própria auto-ionização da água. Apesar da auto-ionização da água ocorrer em baixa extensão, ela oferece esta possibilidade de um ou outro íon vir a se descarregar.
Apenas uma espécie de íon positivo ou negativo descarrega por vez. Cada íon possui uma voltagem adequada para se descarregar. O par cátion/ânion de apresentar menor voltagem para descarregar será o que vai descarregar primeiro.
A auto-ionização da água fornece os íons H1+ (H3O1+) e OH1-.
H20 => H1+ + OH1-
ou ainda
2 H2O => H2O + H1+ + OH1- => H3O1+ + OH1-
No caso dos cátions, metais pouco reativos descarregam primeiro, pois possuem maior tendência a aceitar os eletrons de volta e se descarregar. Metais altamente reativos como metais alcalinos e alcalino terrosos se descarregam depois. A ordem de prioridade é a seguinte:
O H1+ ou H3O1+ se descarrega antes alumínio, de metais alcalinos e alcalinos terrosos. Mas perde em prioridade de descarga para os demais cátions.
Quanto menor for a eletronegatividade do ânion para prender o elétron, maior a facilidade de descarga do mesmo.
O OH1- se descarrega antes dos ânions oxigenados e do F1-. Mas perde em prioridade de descarga para os ânions não oxigenados e o HSO41-. As reações que os íons resultantes da auto-ionização da água são mostradas abaixo:
A eletrólise do NaCl em solução aquosa é um exemplo em que participam da eletrólise o cátion oriundo da auto-ionização da água e o ânion do sal.
Nota-se pela reação global que a eletrólise do NaCl é método de obtenção de H2, Cl2 e de soda cáustica (NaOH).
Na eletrólise do HCl, somente os íons do soluto participam da eletrólise. Isto ocorre pelo fato de ambos os íons oriundos do soluto apresentarem prioridade de descarga em relação aos íons gerados pela auto-ionização da água.
O pH da solução se torna progressivamente mais alcalino já que o HCl é consumido na eletrólise.
Na eletrólise do Zn(NO3)2 em solução aquosa, participam da eletrólise o ânion oriundo da auto-ionização da água e o cátion do sal.
O pH da solução diminui, já que os íons H1+ gerados pela auto-dissociação da água não são consumidos na eletrólise.
Na eletrólise do Na2SO4 em solução aquosa, ambos os íons oriundos da dissociação da água têm prioridade na eletrólise.
Como as moléculas de água são consumidas na eletrólise, a solução vai ficando progressivamente mais concentrada em sulfato de sódio.
sexta-feira, 29 de maio de 2009
FÍSICA QUÂNTICA
Há pouco mais de cem anos, o físico Max Planck, considerado conservador,tentando compreender a energia irradiada pelo espectro da radiação térmica, expressa como ondas eletromagnéticas produzidas por qualquer organismo emissor de calor, a uma temperatura x, chegou, depois de muitas experiências e cálculos, à revolucionária ‘constante de Planck’, que subverteu os princípios da física clássica.
Este foi o início da trajetória da Física ou Mecânica Quântica, que estuda os eventos que transcorrem nas camadas atômicas e sub-atômicas, ou seja, entre as moléculas, átomos, elétrons, prótons, pósitrons, e outras partículas. Planck criou uma fórmula que se interpunha justamente entre a Lei de Wien – para baixas freqüências – e a Lei de Rayleight – para altas freqüências -, ao contrário das experiências tentadas até então por outros estudiosos.
Albert Einsten, criador da Teoria da Relatividade, foi o primeiro a utilizar a expressão quantum para a constante de Planck E = hv, em uma pesquisa publicada em março de 1905 sobre as conseqüências dos fenômenos fotoelétricos, quando desenvolveu o conceito de fóton. Este termo se relaciona a um evento físico muito comum, a quantização – um elétron passa de uma energia mínima para o nível posterior, se for aquecido, mas jamais passará por estágios intermediários, proibidos para ele, neste caso a energia está quantizada, a partícula realizou um salto energético de um valor para outro. Este conceito é fundamental para se compreender a importância da física quântica.
Seus resultados são mais evidentes na esfera macroscópica do que na microscópica, embora os efeitos percebidos no campo mais visível dependam das atitudes quânticas reveladas pelos fenômenos que ocorrem nos níveis abaixo da escala atômica. Esta teoria revolucionou a arena das idéias não só no âmbito das Ciências Exatas, mas também no das discussões filosóficas vigentes no século XX.
No dia-a-dia, mesmo sem termos conhecimento sobre a Física Quântica, temos em nossa esfera de consumo muitos de seus resultados concretos, como o aparelho de CD, o controle remoto, os equipamentos hospitalares de ressonância magnética, até mesmo o famoso computador.
A Física Quântica envolve conceitos como os de partícula – objeto com uma mínima dimensão de massa, que compõe corpos maiores - e onda – a radiação eletromagnética, invisível para nós, não necessita de um ambiente material para se propagar, e sim do espaço vazio. Enquanto as partículas tinham seu movimento analisado pela mecânica de Newton, as radiações das ondas eletromagnéticas eram descritas pelas equações de Maxwell. No início do século XX, porém, algumas pesquisas apresentaram contradições reveladoras, demonstrando que os comportamentos de ambas podem não ser assim tão diferentes uns dos outros. Foram essas idéias que levaram Max Planck à descoberta dos mecanismos da Física Quântica, embora ele não pretendesse se desligar dos conceitos da Física Clássica.
A conexão da Mecânica Quântica com conceitos como a não-localidade e a causalidade, levou esta disciplina a uma ligação mais profunda com conceitos filosóficos, psicológicos e espirituais. Hoje há uma forte tendência em unir os conceitos quânticos às teorias sobre a Consciência. Físicos como o indiano Amit Goswami se valem dos conceitos da Física moderna para apresentar provas científicas da existência da imortalidade, da reencarnação e da vida após a morte. Professor titular da Universidade de Física de Oregon, Ph.D em física quântica, físico residente no Institute of Noetic Sciences, suas idéias aparecem no filme Quem somos nós? e em obras como A Física da Alma, O Médico Quântico, entre outras. Ele defende a conciliação entre física quântica, espiritualidade, medicina, filosofia e estudos sobre a consciência. Seus livros estão repletos de descrições técnicas, objetivas, científicas, o que tem silenciado seus detratores.
Fritjof Capra, Ph.D., físico e teórico de sistemas, revela a importância do observador na produção dos fenômenos quânticos. Ele não só testemunha os atributos do evento físico, mas também influencia na forma como essas qualidades se manifestarão. A consciência do sujeito que examina a trajetória de um elétron vai definir como será seu comportamento. Assim, segundo o autor, a partícula é despojada de seu caráter específico se não for submetida à análise racional do observador, ou seja, tudo se interpenetra e se torna interdependente, mente e matéria, o indivíduo que observa e o objeto sob análise. Outro renomado físico, prêmio Nobel de Física, Eugen Wingner, atesta igualmente que o papel da consciência no âmbito da teoria quântica é imprescindível.
Este foi o início da trajetória da Física ou Mecânica Quântica, que estuda os eventos que transcorrem nas camadas atômicas e sub-atômicas, ou seja, entre as moléculas, átomos, elétrons, prótons, pósitrons, e outras partículas. Planck criou uma fórmula que se interpunha justamente entre a Lei de Wien – para baixas freqüências – e a Lei de Rayleight – para altas freqüências -, ao contrário das experiências tentadas até então por outros estudiosos.
Albert Einsten, criador da Teoria da Relatividade, foi o primeiro a utilizar a expressão quantum para a constante de Planck E = hv, em uma pesquisa publicada em março de 1905 sobre as conseqüências dos fenômenos fotoelétricos, quando desenvolveu o conceito de fóton. Este termo se relaciona a um evento físico muito comum, a quantização – um elétron passa de uma energia mínima para o nível posterior, se for aquecido, mas jamais passará por estágios intermediários, proibidos para ele, neste caso a energia está quantizada, a partícula realizou um salto energético de um valor para outro. Este conceito é fundamental para se compreender a importância da física quântica.
Seus resultados são mais evidentes na esfera macroscópica do que na microscópica, embora os efeitos percebidos no campo mais visível dependam das atitudes quânticas reveladas pelos fenômenos que ocorrem nos níveis abaixo da escala atômica. Esta teoria revolucionou a arena das idéias não só no âmbito das Ciências Exatas, mas também no das discussões filosóficas vigentes no século XX.
No dia-a-dia, mesmo sem termos conhecimento sobre a Física Quântica, temos em nossa esfera de consumo muitos de seus resultados concretos, como o aparelho de CD, o controle remoto, os equipamentos hospitalares de ressonância magnética, até mesmo o famoso computador.
A Física Quântica envolve conceitos como os de partícula – objeto com uma mínima dimensão de massa, que compõe corpos maiores - e onda – a radiação eletromagnética, invisível para nós, não necessita de um ambiente material para se propagar, e sim do espaço vazio. Enquanto as partículas tinham seu movimento analisado pela mecânica de Newton, as radiações das ondas eletromagnéticas eram descritas pelas equações de Maxwell. No início do século XX, porém, algumas pesquisas apresentaram contradições reveladoras, demonstrando que os comportamentos de ambas podem não ser assim tão diferentes uns dos outros. Foram essas idéias que levaram Max Planck à descoberta dos mecanismos da Física Quântica, embora ele não pretendesse se desligar dos conceitos da Física Clássica.
A conexão da Mecânica Quântica com conceitos como a não-localidade e a causalidade, levou esta disciplina a uma ligação mais profunda com conceitos filosóficos, psicológicos e espirituais. Hoje há uma forte tendência em unir os conceitos quânticos às teorias sobre a Consciência. Físicos como o indiano Amit Goswami se valem dos conceitos da Física moderna para apresentar provas científicas da existência da imortalidade, da reencarnação e da vida após a morte. Professor titular da Universidade de Física de Oregon, Ph.D em física quântica, físico residente no Institute of Noetic Sciences, suas idéias aparecem no filme Quem somos nós? e em obras como A Física da Alma, O Médico Quântico, entre outras. Ele defende a conciliação entre física quântica, espiritualidade, medicina, filosofia e estudos sobre a consciência. Seus livros estão repletos de descrições técnicas, objetivas, científicas, o que tem silenciado seus detratores.
Fritjof Capra, Ph.D., físico e teórico de sistemas, revela a importância do observador na produção dos fenômenos quânticos. Ele não só testemunha os atributos do evento físico, mas também influencia na forma como essas qualidades se manifestarão. A consciência do sujeito que examina a trajetória de um elétron vai definir como será seu comportamento. Assim, segundo o autor, a partícula é despojada de seu caráter específico se não for submetida à análise racional do observador, ou seja, tudo se interpenetra e se torna interdependente, mente e matéria, o indivíduo que observa e o objeto sob análise. Outro renomado físico, prêmio Nobel de Física, Eugen Wingner, atesta igualmente que o papel da consciência no âmbito da teoria quântica é imprescindível.
CHUVA ÁCIDA
O que é chuva ácida ?
Chuva ácida refere-se à deposição úmida de constituintes ácidos, os quais se dissolvem nas nuvens e nas gotas de chuva para formar uma solução com pH inferior a 5,6. Apesar do termo chuva ácida ter-se generalizado para abranger também a deposição seca de poluentes ácidos gasosos e particulados, a tendência atual é usar a expressão "deposição ácida" para incluir ambas as formas de deposição, ficando o termo chuva ácida realmente limitado à deposição úmida dos compostos ácidos
A água de chuva já é naturalmente ácida ?
Sim. O gás carbônico (CO2) atmosférico dissolve-se nas nuvens e na chuva para formar um ácido fraco: o ácido carbônico (H2CO3). Este ácido confere à chuva um pH de 5,6. Este valor de pH, resultante da contribuição de um gás naturalmente presente na atmosfera, indica que a água de chuva já é levemente ácida. Entretanto, valores de pH inferiores a 5,6 indicam frequentemente que a chuva encontra-se poluída com ácidos fortes como o ácido sulfúrico (H2SO4) e o ácido nítrico (HNO3) e, eventualmente, com outros tipos de ácidos como o clorídrico (HCl) e os ácidos orgânicos.
O que causa a deposição ácida ?
A deposição ácida é causada principalmente pelas emissões de dióxido de enxofre (SO2) e dos óxidos de nitrogênio (NOx = NO e NO2), já que estes gases são as espécies formadoras de ácidos fortes mais frequentemente emitidas pela atividade antropogênica. Estes poluentes primários do ar são gerados pela queima de combustíveis fósseis - petróleo e carvão mineral - em veículos e indústrias, notadamente nas usinas termelétricas, refinarias de petróleo e indústrias siderúrgicas e, ainda, no processo de fabricação de ácido sulfúrico, ácido nítrico, celulose, fertilizantes e na metalurgia dos minerais não metálicos, entre outros. Uma vez liberados na atmosfera, estes gases podem ser convertidos quimicamente em poluentes secundários, como os ácidos sulfúrico e nítrico.
A chuva ácida pode ter uma causa natural ?
Sim, em algumas regiões localizadas, a chuva pode ser acidificada por emissões naturais provenientes da atividade geotérmica (vulcões e fontes termais), da queima de biomassa e através de processos metabólicos em algas, fitoplâncton e em algumas plantas presentes em ambientes marinhos, costeiros e continentais. Os oceanos e os litorais formados de pântanos salgados e manguezais são fontes expressivas de liberação de compostos ácidos para a atmosfera.
E como são formados os ácidos sulfúrico e nítrico?
Estes ácidos são formados na atmosfera através da oxidação fotoquímica dos gases SO2, NO e NO2 com radicais livres (principalmente o radical hidroxila-OH·) ou através da oxidação destes gases ácidos com o peróxido de hidrogênio (H2O2), com o ozônio (O3) ou com o oxigênio dissolvido no interior das nuvens, neblinas e na chuva, neste último caso, uma reação catalisada por metais traço com o Mn2+ , Fe2+ e Fe3+.
O alcance da chuva ácida
O dióxido de enxofre e os óxidos de nitrogênio, que são os principais gases formadores da chuva ácida, podem ser transportados até cerca de 3000 km de distância, dependendo do vento, da altura das chaminés das fábricas, da freqüência das chuvas e das condições da atmosfera. A exportação das chuvas ácidas para regiões não produtoras de poluição foi a causa imediata para que o problema fosse avaliado à nível internacional. O Brasil pode estar levando chuva ácida para o Uruguai, assim como os países da Europa Ocidental exportam acidez para a remota Escandinávia.
Chuva ácida é um fenômeno recente ?
Não. O termo chuva ácida foi cunhado por um químico, Robert Angus Smith, quando descrevia a poluição em Manchester, Inglaterra, há mais de um século. Entretanto, a nível mundial, a percepção da acidez da chuva só ocorreu a partir da década de 1950, quando diversos ecossistemas (lagos e florestas, principalmente) já estavam seriamente comprometidos. Esta percepção tardia deve-se ao fato de que os ambientes naturais possuem um longo tempo de resposta a agressões como a acidificação. A água e o solo possuem a capacidade de neutralizar adições de ácidos e bases, e só depois de esgotada esta capacidade é que o pH destes ambientes sofre mudanças bruscas e acentuadas.
Todas as regiões têm a mesma capacidade de neutralizar os ácidos ?
Não. Os ecossistemas terrestres e aquáticos possuem diferentes graus de sensitividade à deposição ácida. Esta vulnerabilidade depende da geologia do leito de rochas, do tipo de solo, do uso do solo e da precipitação que ocorre naquela área. Rochas como o calcário, fornecem altos níveis de alcalinidade e, portanto, uma grande capacidade para neutralizar níveis acentuados de acidez. Por outro lado, áreas sustentadas por rochas altamente silicosas como o granito, alguns gnaisses, quartzito e arenito possuem menor alcalinidade, sendo, portanto muito mais sensíveis ou vulneráveis às cargas ácidas.
O que acontece quando esta capacidade de neutralização é esgotada?
Quando o ambiente não consegue mais neutralizar a acidez que vem com a chuva, inicia-se um processo de degradação ambiental que vai desde a acidificação das águas e do solo, com sérios problemas de redução da biodiversidade e de alterações físico- químicas nestes ambientes, até a ocorrência de declínio de florestas e prejuízos à agricultura e à pesca. Além disso, a chuva ácida acelera a corrosão e desgaste de materiais e, no homem, o organismo pode ter suas funções comprometidas pelo acúmulo de metais pesados dissolvidos, trazidos pelas águas de chuva acidificadas.
Prejuízos e Efeitos
Segundo o Fundo Mundial para a Natureza, cerca de 35% dos ecossistemas europeus já estão seriamente alterados e cerca de 50% das florestas da Alemanha e da Holanda estão destruídas pela acidez da chuva. Na costa do Atlântico Norte, a água do mar está entre 10% e 30% mais ácida que nos últimos vinte anos. Nos EUA, onde as usinas termoelétricas são responsáveis por quase 65% do dióxido de enxofre lançado na atmosfera, o solo dos Montes Apalaches também está alterado: tem uma acidez dez vezes maior que a das áreas vizinhas, de menor altitude, e cem vezes maior que a das regiões onde não há esse tipo de poluição.
Monumentos históricos também estão sendo corroídos: a Acrópole, em Atenas; o Coliseu, em Roma; o Taj Mahal, na Índia; as catedrais de Notre Dame, em Paris e de Colônia, na Alemanha. Em Cubatão, São Paulo, as chuvas ácidas contribuem para a destruição da Mata Atlântica e desabamentos de encostas. A usina termoelétrica de Candiota, em Bagé, no Rio Grande do Sul, provoca a formação de chuvas ácidas no Uruguai. Outro efeito das chuvas ácidas é a formação de cavernas.
Prejuízos para o homem
SAÚDE: A chuva ácida libera metais tóxicos que estavam no solo. Esses metais podem alcançar rios e serem utilizados pelo homem causando sérios problemas de saúde.
PRÉDIOS, CASAS, ARQUITETURA: a chuva ácida também ajuda a corroer os materiais usados nas construções como casas, edifícios e arquitetura, destruindo represas, turbinas hidrelétricas, etc.
Prejuízos para o meio ambiente
LAGOS: os lagos podem ser os mais prejudicados com o efeito da chuva ácida, pois podem ficar totalmente acidificados, perdendo toda a sua vida.
DESMATAMENTOS: a chuva ácida faz clareiras, matando duas ou três árvores. Imagine uma floresta com muitas árvores utilizando mutuamente, agora duas árvores são atingidas pela chuva ácida e morrem, algum tempo após muitas plantas que se utilizavam da sombra destas árvores morrem e assim vão indo até formar uma clareira. Essas reações podem destruir florestas.
AGRICULTURA: a chuva ácida afeta as planações quase do mesmo jeito que das florestas, só que é destruída mais rápido já que as plantas são do mesmo tamanho, tendo assim mais áreas atingidas.
As soluções
* Incentivar o transporte coletivo.
* Utilizar metrôs em substituição à frota de ônibus a diesel.
* Incentivar a descentralização industrial.
* Dessulfurar os combustíveis com alto teor de enxofre antes da sua distribuição e consumo.
* Dessulfurar os gases de combustão nas indústrias antes do seu lançamento na atmosfera.
* Subsidiar a utilização de combustíveis limpos (gás natural, energia elétrica de origem hidráulica,energia solar e energia eólica) em fontes de poluição tipicamente urbanas como hospitais, lavanderias e restaurantes.
* Utilizar combustíveis limpos em veículos, indústrias e caldeiras.
Chuva ácida refere-se à deposição úmida de constituintes ácidos, os quais se dissolvem nas nuvens e nas gotas de chuva para formar uma solução com pH inferior a 5,6. Apesar do termo chuva ácida ter-se generalizado para abranger também a deposição seca de poluentes ácidos gasosos e particulados, a tendência atual é usar a expressão "deposição ácida" para incluir ambas as formas de deposição, ficando o termo chuva ácida realmente limitado à deposição úmida dos compostos ácidos
A água de chuva já é naturalmente ácida ?
Sim. O gás carbônico (CO2) atmosférico dissolve-se nas nuvens e na chuva para formar um ácido fraco: o ácido carbônico (H2CO3). Este ácido confere à chuva um pH de 5,6. Este valor de pH, resultante da contribuição de um gás naturalmente presente na atmosfera, indica que a água de chuva já é levemente ácida. Entretanto, valores de pH inferiores a 5,6 indicam frequentemente que a chuva encontra-se poluída com ácidos fortes como o ácido sulfúrico (H2SO4) e o ácido nítrico (HNO3) e, eventualmente, com outros tipos de ácidos como o clorídrico (HCl) e os ácidos orgânicos.
O que causa a deposição ácida ?
A deposição ácida é causada principalmente pelas emissões de dióxido de enxofre (SO2) e dos óxidos de nitrogênio (NOx = NO e NO2), já que estes gases são as espécies formadoras de ácidos fortes mais frequentemente emitidas pela atividade antropogênica. Estes poluentes primários do ar são gerados pela queima de combustíveis fósseis - petróleo e carvão mineral - em veículos e indústrias, notadamente nas usinas termelétricas, refinarias de petróleo e indústrias siderúrgicas e, ainda, no processo de fabricação de ácido sulfúrico, ácido nítrico, celulose, fertilizantes e na metalurgia dos minerais não metálicos, entre outros. Uma vez liberados na atmosfera, estes gases podem ser convertidos quimicamente em poluentes secundários, como os ácidos sulfúrico e nítrico.
A chuva ácida pode ter uma causa natural ?
Sim, em algumas regiões localizadas, a chuva pode ser acidificada por emissões naturais provenientes da atividade geotérmica (vulcões e fontes termais), da queima de biomassa e através de processos metabólicos em algas, fitoplâncton e em algumas plantas presentes em ambientes marinhos, costeiros e continentais. Os oceanos e os litorais formados de pântanos salgados e manguezais são fontes expressivas de liberação de compostos ácidos para a atmosfera.
E como são formados os ácidos sulfúrico e nítrico?
Estes ácidos são formados na atmosfera através da oxidação fotoquímica dos gases SO2, NO e NO2 com radicais livres (principalmente o radical hidroxila-OH·) ou através da oxidação destes gases ácidos com o peróxido de hidrogênio (H2O2), com o ozônio (O3) ou com o oxigênio dissolvido no interior das nuvens, neblinas e na chuva, neste último caso, uma reação catalisada por metais traço com o Mn2+ , Fe2+ e Fe3+.
O alcance da chuva ácida
O dióxido de enxofre e os óxidos de nitrogênio, que são os principais gases formadores da chuva ácida, podem ser transportados até cerca de 3000 km de distância, dependendo do vento, da altura das chaminés das fábricas, da freqüência das chuvas e das condições da atmosfera. A exportação das chuvas ácidas para regiões não produtoras de poluição foi a causa imediata para que o problema fosse avaliado à nível internacional. O Brasil pode estar levando chuva ácida para o Uruguai, assim como os países da Europa Ocidental exportam acidez para a remota Escandinávia.
Chuva ácida é um fenômeno recente ?
Não. O termo chuva ácida foi cunhado por um químico, Robert Angus Smith, quando descrevia a poluição em Manchester, Inglaterra, há mais de um século. Entretanto, a nível mundial, a percepção da acidez da chuva só ocorreu a partir da década de 1950, quando diversos ecossistemas (lagos e florestas, principalmente) já estavam seriamente comprometidos. Esta percepção tardia deve-se ao fato de que os ambientes naturais possuem um longo tempo de resposta a agressões como a acidificação. A água e o solo possuem a capacidade de neutralizar adições de ácidos e bases, e só depois de esgotada esta capacidade é que o pH destes ambientes sofre mudanças bruscas e acentuadas.
Todas as regiões têm a mesma capacidade de neutralizar os ácidos ?
Não. Os ecossistemas terrestres e aquáticos possuem diferentes graus de sensitividade à deposição ácida. Esta vulnerabilidade depende da geologia do leito de rochas, do tipo de solo, do uso do solo e da precipitação que ocorre naquela área. Rochas como o calcário, fornecem altos níveis de alcalinidade e, portanto, uma grande capacidade para neutralizar níveis acentuados de acidez. Por outro lado, áreas sustentadas por rochas altamente silicosas como o granito, alguns gnaisses, quartzito e arenito possuem menor alcalinidade, sendo, portanto muito mais sensíveis ou vulneráveis às cargas ácidas.
O que acontece quando esta capacidade de neutralização é esgotada?
Quando o ambiente não consegue mais neutralizar a acidez que vem com a chuva, inicia-se um processo de degradação ambiental que vai desde a acidificação das águas e do solo, com sérios problemas de redução da biodiversidade e de alterações físico- químicas nestes ambientes, até a ocorrência de declínio de florestas e prejuízos à agricultura e à pesca. Além disso, a chuva ácida acelera a corrosão e desgaste de materiais e, no homem, o organismo pode ter suas funções comprometidas pelo acúmulo de metais pesados dissolvidos, trazidos pelas águas de chuva acidificadas.
Prejuízos e Efeitos
Segundo o Fundo Mundial para a Natureza, cerca de 35% dos ecossistemas europeus já estão seriamente alterados e cerca de 50% das florestas da Alemanha e da Holanda estão destruídas pela acidez da chuva. Na costa do Atlântico Norte, a água do mar está entre 10% e 30% mais ácida que nos últimos vinte anos. Nos EUA, onde as usinas termoelétricas são responsáveis por quase 65% do dióxido de enxofre lançado na atmosfera, o solo dos Montes Apalaches também está alterado: tem uma acidez dez vezes maior que a das áreas vizinhas, de menor altitude, e cem vezes maior que a das regiões onde não há esse tipo de poluição.
Monumentos históricos também estão sendo corroídos: a Acrópole, em Atenas; o Coliseu, em Roma; o Taj Mahal, na Índia; as catedrais de Notre Dame, em Paris e de Colônia, na Alemanha. Em Cubatão, São Paulo, as chuvas ácidas contribuem para a destruição da Mata Atlântica e desabamentos de encostas. A usina termoelétrica de Candiota, em Bagé, no Rio Grande do Sul, provoca a formação de chuvas ácidas no Uruguai. Outro efeito das chuvas ácidas é a formação de cavernas.
Prejuízos para o homem
SAÚDE: A chuva ácida libera metais tóxicos que estavam no solo. Esses metais podem alcançar rios e serem utilizados pelo homem causando sérios problemas de saúde.
PRÉDIOS, CASAS, ARQUITETURA: a chuva ácida também ajuda a corroer os materiais usados nas construções como casas, edifícios e arquitetura, destruindo represas, turbinas hidrelétricas, etc.
Prejuízos para o meio ambiente
LAGOS: os lagos podem ser os mais prejudicados com o efeito da chuva ácida, pois podem ficar totalmente acidificados, perdendo toda a sua vida.
DESMATAMENTOS: a chuva ácida faz clareiras, matando duas ou três árvores. Imagine uma floresta com muitas árvores utilizando mutuamente, agora duas árvores são atingidas pela chuva ácida e morrem, algum tempo após muitas plantas que se utilizavam da sombra destas árvores morrem e assim vão indo até formar uma clareira. Essas reações podem destruir florestas.
AGRICULTURA: a chuva ácida afeta as planações quase do mesmo jeito que das florestas, só que é destruída mais rápido já que as plantas são do mesmo tamanho, tendo assim mais áreas atingidas.
As soluções
* Incentivar o transporte coletivo.
* Utilizar metrôs em substituição à frota de ônibus a diesel.
* Incentivar a descentralização industrial.
* Dessulfurar os combustíveis com alto teor de enxofre antes da sua distribuição e consumo.
* Dessulfurar os gases de combustão nas indústrias antes do seu lançamento na atmosfera.
* Subsidiar a utilização de combustíveis limpos (gás natural, energia elétrica de origem hidráulica,energia solar e energia eólica) em fontes de poluição tipicamente urbanas como hospitais, lavanderias e restaurantes.
* Utilizar combustíveis limpos em veículos, indústrias e caldeiras.
quinta-feira, 28 de maio de 2009
TERMO QUÍMICA
O que é Termoquímica ?
Termoquímica 1 Termoquímica é o ramo da termodinâmica que se preocupa com os calores das reações (H) e com as trocas de energia entre as reações e o meio onde ocorrem. Conceitos importantes 1. Energia Interna (U ou Q) – É a soma de duas outras modalidades de energia: a energia química e a térmica . U = EQ + ET a) Energia química – É proveniente das ligações entre os átomos e da coesão entre as moléculas. b) Energia térmica – É proveniente dos movimentos de rotação e translação e da vibração de átomos e moléculas. 2. Entalpia – É o conteúdo energético global de um sistema, ou seja, a soma da energia química e da energia térmica. Observação 1 – A única diferença entre energia interna e entalpia é o meio onde ocorre a reação. Observação 2 – Sistema adiabático é hermeticamente fechado (vedado), não permitindo trocas de calor entre o meio interno e o meio externo. Principais unidades de calor (energia): a) Caloria (cal); b) Quilocaloria (kcal); c) Joule (J); d) Quilojoule (kJ). Caloria – Uma caloria é a quantidade de calor fornecida a 1g de água para elevar sua temperatura em 1°C. 1cal = 4,185J Classificação das reações termoquímicas: a) Reação endotérmica ou endergônica; b) Reação exotérmica ou exergônica. Reação endortérmica
– É aquela que se processa com absorção de calor, ocorre resfriamento do sistema. Exemplo: cozinhar alimentos. Aplicação Assinale a alternativa que traz a(s) substância(s) que, por convenção, possui(em) entalpia zero. a) O3(g) b) Diamante c) Enxofre monoclínico d) Agua líquida e) O2(g) e H2(g) Solução: Por convenção, no estado padrão, o O2(g) e o H2(g) possuem entalpia igual a zero. Representação: 1) A + B + Calor AB 2) A + B AB – Calor 3) A + B AB ( H > 0) Gráfico da cinética da reação endotérmica: Reação exotérmica – É aquela que se processa com liberação de calor, Hp <>
Termoquímica 1 Termoquímica é o ramo da termodinâmica que se preocupa com os calores das reações (H) e com as trocas de energia entre as reações e o meio onde ocorrem. Conceitos importantes 1. Energia Interna (U ou Q) – É a soma de duas outras modalidades de energia: a energia química e a térmica . U = EQ + ET a) Energia química – É proveniente das ligações entre os átomos e da coesão entre as moléculas. b) Energia térmica – É proveniente dos movimentos de rotação e translação e da vibração de átomos e moléculas. 2. Entalpia – É o conteúdo energético global de um sistema, ou seja, a soma da energia química e da energia térmica. Observação 1 – A única diferença entre energia interna e entalpia é o meio onde ocorre a reação. Observação 2 – Sistema adiabático é hermeticamente fechado (vedado), não permitindo trocas de calor entre o meio interno e o meio externo. Principais unidades de calor (energia): a) Caloria (cal); b) Quilocaloria (kcal); c) Joule (J); d) Quilojoule (kJ). Caloria – Uma caloria é a quantidade de calor fornecida a 1g de água para elevar sua temperatura em 1°C. 1cal = 4,185J Classificação das reações termoquímicas: a) Reação endotérmica ou endergônica; b) Reação exotérmica ou exergônica. Reação endortérmica
– É aquela que se processa com absorção de calor, ocorre resfriamento do sistema. Exemplo: cozinhar alimentos. Aplicação Assinale a alternativa que traz a(s) substância(s) que, por convenção, possui(em) entalpia zero. a) O3(g) b) Diamante c) Enxofre monoclínico d) Agua líquida e) O2(g) e H2(g) Solução: Por convenção, no estado padrão, o O2(g) e o H2(g) possuem entalpia igual a zero. Representação: 1) A + B + Calor AB 2) A + B AB – Calor 3) A + B AB ( H > 0) Gráfico da cinética da reação endotérmica: Reação exotérmica – É aquela que se processa com liberação de calor, Hp <>
EQUILÍBRIO QUÍMICO
Equilíbrio químico
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Um equilíbrio químico é a situação em que a proporção entre as quantidades de reagentes e produtos em uma reação química se mantém constante ao longo do tempo.
Ao menos teoricamente, toda a reação química ocorre nos dois sentidos: de reagentes se transformando em produtos e de produtos se transformando de volta em reagentes. Contudo em certas reações, como a de combustão, virtualmente 100% dos reagentes são convertidos em produtos, e não se observa o contrário ocorrer (ou pelo menos não em escala mensurável); tais reações são chamadas de irreversíveis. Há também uma série de reações nas quais logo que uma certa quantidade de produto(s) é formada, este(s) torna(m) a dar origem ao(s) reagente(s); essas reações possuem o nome de reversíveis. O conceito de equilíbrio químico praticamente restringe-se às reações reversíveis.
Índice[esconder]
1 Reversibilidade de reações químicas
2 Constante de equilíbrio
2.1 Constante para a soma de reações
2.2 Relação entre a velocidade da reação e a constante de equilíbrio
3 Equilíbrio heterogêneo
4 Equilíbrio gasoso
4.1 Adição ou remoção de reagentes (Não serve para sólidos)
4.2 Compressão
4.3 Temperatura
4.4 Catalisador
4.5 Relação entre as constantes Kp e Kc
5 Aplicações
//
[editar] Reversibilidade de reações químicas
Um exemplo de reação reversível é a da produção da amônia (NH3), a partir do gás hidrogênio (H2) e do gás nitrogênio (N2) — que faz parte do Processo de Haber:
N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
Note-se que a seta dupla (⇌) significa que a reação ocorre nos dois sentidos, e que o subscrito (g) indica que a substância se encontra na fase gasosa.
Nesta reação, quando as moléculas de nitrogênio e as de hidrogênio colidem entre si há uma certa chance da reação entre elas ocorrer, assim como quando moléculas de amônia colidem entre si há uma certa chance de elas se dissociarem e de se reorganizarem em H2 e N2.
No início do processo, quando há apenas uma mistura de hidrogênio e nitrogênio, as chances das moléculas dos reagentes (H2 e N2) colidirem umas com as outras é a máxima de toda a reação, o que fará com que a taxa (ou velocidade) com que a reação ocorre também o seja. Porém à medida com que a reação se processa o número de moléculas de hidrogênio e de nitrogênio diminui, reduzindo dessa forma as chances de elas colidirem entre si e, conseqüêntemente, a velocidade desse sentido da reação. Por outro lado, com o avançar da reação, o número de moléculas de amônia vai aumentando, o que faz com que cresçam as chances de elas colidirem e de se voltar a formar hidrogênio e nitrogênio, elevando assim a velocidade desse sentido da reação. Por fim chegará um momento em que tanto a velocidade de um dos sentidos quanto a do outro serão idênticas, nesse ponto nenhuma das velocidades variará mais (se forem mantidas as condições do sistema onde a reação se processa) e ter-se-á atingido o equilíbrio químico, conforme ilustrado nas figuras abaixo:
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Um equilíbrio químico é a situação em que a proporção entre as quantidades de reagentes e produtos em uma reação química se mantém constante ao longo do tempo.
Ao menos teoricamente, toda a reação química ocorre nos dois sentidos: de reagentes se transformando em produtos e de produtos se transformando de volta em reagentes. Contudo em certas reações, como a de combustão, virtualmente 100% dos reagentes são convertidos em produtos, e não se observa o contrário ocorrer (ou pelo menos não em escala mensurável); tais reações são chamadas de irreversíveis. Há também uma série de reações nas quais logo que uma certa quantidade de produto(s) é formada, este(s) torna(m) a dar origem ao(s) reagente(s); essas reações possuem o nome de reversíveis. O conceito de equilíbrio químico praticamente restringe-se às reações reversíveis.
Índice[esconder]
1 Reversibilidade de reações químicas
2 Constante de equilíbrio
2.1 Constante para a soma de reações
2.2 Relação entre a velocidade da reação e a constante de equilíbrio
3 Equilíbrio heterogêneo
4 Equilíbrio gasoso
4.1 Adição ou remoção de reagentes (Não serve para sólidos)
4.2 Compressão
4.3 Temperatura
4.4 Catalisador
4.5 Relação entre as constantes Kp e Kc
5 Aplicações
//
[editar] Reversibilidade de reações químicas
Um exemplo de reação reversível é a da produção da amônia (NH3), a partir do gás hidrogênio (H2) e do gás nitrogênio (N2) — que faz parte do Processo de Haber:
N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
Note-se que a seta dupla (⇌) significa que a reação ocorre nos dois sentidos, e que o subscrito (g) indica que a substância se encontra na fase gasosa.
Nesta reação, quando as moléculas de nitrogênio e as de hidrogênio colidem entre si há uma certa chance da reação entre elas ocorrer, assim como quando moléculas de amônia colidem entre si há uma certa chance de elas se dissociarem e de se reorganizarem em H2 e N2.
No início do processo, quando há apenas uma mistura de hidrogênio e nitrogênio, as chances das moléculas dos reagentes (H2 e N2) colidirem umas com as outras é a máxima de toda a reação, o que fará com que a taxa (ou velocidade) com que a reação ocorre também o seja. Porém à medida com que a reação se processa o número de moléculas de hidrogênio e de nitrogênio diminui, reduzindo dessa forma as chances de elas colidirem entre si e, conseqüêntemente, a velocidade desse sentido da reação. Por outro lado, com o avançar da reação, o número de moléculas de amônia vai aumentando, o que faz com que cresçam as chances de elas colidirem e de se voltar a formar hidrogênio e nitrogênio, elevando assim a velocidade desse sentido da reação. Por fim chegará um momento em que tanto a velocidade de um dos sentidos quanto a do outro serão idênticas, nesse ponto nenhuma das velocidades variará mais (se forem mantidas as condições do sistema onde a reação se processa) e ter-se-á atingido o equilíbrio químico, conforme ilustrado nas figuras abaixo:
Velocidade das reações direta e inversa em função do tempo
Concentração das substâncias envolvidas em função do tempo
Um raciocínio similar, em princípio, pode ser aplicado para qualquer equilíbrio.
Deve-se salientar que quando uma reação atinge o equilíbrio ela não pára. Ela continua se processando, porém tanto a reação direta como a inversa ocorrem à mesma velocidade, e desse jeito a proporção entre os reagentes e os produtos não varia . Por outras palavras, estamos na presença de um equilíbrio dinâmico (e não de um equilíbrio estático).
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Concentração das substâncias envolvidas em função do tempo
Um raciocínio similar, em princípio, pode ser aplicado para qualquer equilíbrio.
Deve-se salientar que quando uma reação atinge o equilíbrio ela não pára. Ela continua se processando, porém tanto a reação direta como a inversa ocorrem à mesma velocidade, e desse jeito a proporção entre os reagentes e os produtos não varia . Por outras palavras, estamos na presença de um equilíbrio dinâmico (e não de um equilíbrio estático).
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terça-feira, 26 de maio de 2009
MECÂNICA DO UNIVERSO
Leis de Kepler
1a Lei de Kepler: Qualquer planeta gira em torno do Sol, descrevendo uma forma elíptica da qual o Sol ocupa um dos focos (fig. 7.3).
1a Lei de Kepler: Qualquer planeta gira em torno do Sol, descrevendo uma forma elíptica da qual o Sol ocupa um dos focos (fig. 7.3).
Figura 7.3 - 1a Lei de Kepler - O Sol ocupa um dos focos da elipse e a órbita do planeta é elíptica.
2a Lei de Kepler: A reta que une um planeta ao Sol "varre" áreas iguais em tempos iguais (fig. 7.4).
Figura 7.4 - 2a Lei de Kepler - As áreas A1 e A2 são iguais.
Nestes desenhos exageramos a excentricidade das elipses para facilitar a compreensão.
Da fig. 7.4 você pode observar que:
As áreas A1 e A2 são iguais considerando que os tempos para o planeta ir de A a B e de C a D são iguais.
O planeta se move com maior velocidade perto do Sol (arco AB) do que quando está mais afastado do Sol (arco CD). Isto acontece porque o planeta, estando mais próximo do Sol, sofre uma força de atração maior (comprovado mais tarde por Newton).
Observação: A 2a Lei de Kepler é válida para qualquer movimento em que haja atuação de forças dirigidas para um único ponto. Assim, no movimento circular, por exemplo, vale a 2a Lei de Kepler.
3a Lei de Kepler: Os quadrados dos períodos de revolução dos planetas são proporcionais aos cubos dos raios de suas órbitas.
Expressão:
T2 / R3 = K (constante)
(7.1)
Onde:
T: período de revolução do planeta
R: raio da órbita do planeta
A terceira lei de Kepler nos diz que quanto mais afastado estiver o planeta do Sol, maior o tempo que leva para dar uma volta completa (maior o período), e vice-versa.
Só para você ter uma idéia: "A Terra leva um ano para dar uma volta ao redor do Sol e o raio de sua órbita é igual á 1,000 u.a. (uma unidade astronômica), enquanto Plutão, que é o planeta mais afastado do Sol, leva 248 anos para dar uma volta completa e o raio da sua órbita é igual à 39,4 u.a."
Lei da Gravitação Universal
(Isaac Newton - sec XVII)
Mais tarde, Newton, apoiado nas idéias de Kepler, observou que os planetas deviam estar sujeitos a uma força centrípeta, pois não sendo assim, suas trajetórias não seriam curvas (fig. 7.5).
Logo Newton concluiu que essa força era devida à atração do Sol sobre os planetas, deduzindo as Leis de Kepler, que antes disso eram baseadas apenas em observações.
A Lei da Gravitação Universal é uma expressão matemática baseada na força de atração do Sol nos planetas cujo enunciado é:
"Dois corpos quaisquer se atraem com uma força proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles."
Expressão:
F = (Gm1m2) / d2
(7.2)
Onde:
F: força de atração
G: constante de gravitação universal
m1 e m2: massas dos corpos estudados
d: distância entre os corpos
Esta lei estabelece duas relações importantes:
Quanto maior a distância entre dois corpos, menor a força de atração, e vice-versa.
Quanto maior as massas dos corpos, maior a força de atração, e vice-versa.
Da fig. 5 temos que a força F1 de atração que o Sol exerce sobre o planeta é maior que F2 porque a distância que o planeta está do Sol na posição 1 é menor que a distância na posição 2.
Figura 7.5- A força de atração F1é maior do que a força F2 (Lei da Gravitação Universal - Newton).
Pequena biografia dos mestres da astronomia
Aristóteles
Filósofo grego, Aristóteles nasceu em Estagir, Macedônia, em 384 a.C. Foi discípulo de Platão durante 20 anos, e após a morte deste, foi mestre de Alexandre, o Grande.
O cosmos aristotélico é apresentado como um círculo gigantesco, porém finito, no qual se verifica uma rigorosa subordinação das novas esferas girando em torno da Terra, que se mantém imóvel no centro do sistema.
Os corpos celestes não seriam formados por nenhum dos chamados quatro elementos transformáveis (terra, água, ar e fogo), mas por um elemento não transformável designado "quinta essência". Os movimentos circulares dos objetos celestes seriam, além de naturais, eternos.
Claudius Ptolemaeus (120-189)
Ptolomeu viveu na Alexandria, observou milhares de estrelas e agrupou-as em 48 constelações conhecidas até hoje. é chamado "O Príncipe dos Astrônomos" e seu trabalho recebeu modificações feitas pelos europeus no séculos XVI.
Nicolau Copérnico (1473-1543)
Nascido na Polônia, além de astrônomo e matemático, destacou-se também como sacerdote, médico, economista, jurista, administrador e diplomata. Parte de seus estudos foram feitos na Itália, onde aprendeu grego, podendo assim ler os originais das obras dos grandes astrônomos e filósofos da antigüidade. Apresentou sua teoria heliocêntrica, na qual sugere que a Terra gira em torno de si mesma e orbita ao redor do Sol: no livro "De Revolutionibus Orbium Coelestuim" - Sobre as Revoluções das Estrelas Celestes -, abrindo uma visão completamente nova do Universo. A obra só foi publicada em 1543, quando Copérnico já estava morto. Ganhou o título de Pai da Astronomia Moderna.
Johannes Kepler (1571-1630)
Astrônomo alemão, publicou sua primeira obra, "Mysterium Cosmographicum", em 1596, na qual se manifesta pela primeira vez a favor da teoria heliocêntrica de Copérnico.
Durante 17 anos analisou e pesquisou os dados deixados pelo grande astrônomo dinamarquês Tycho Brahe, tendo conseguido descobrir as três leis do movimento dos planetas, que deram origem à mecânica celeste.
POLÍMEROS
Polímeros
(do gredo: muitas unidades) Polímeros são moléculas maiores formadas pela união de moléculas menores (monômeros.) Suas moléculas são chamadas de macromoléculas. A reação que forma um polímero é chamada polimerização.
[editar] Reações Polimerização
A polimerização é uma reação em que as moléculas menores (monómeros) se combinam quimicamente (por valências principais) para formar moléculas longas, mais ou menos ramificadas com a mesma composição centesimal. Estes podem formar-se por reação em cadeia ou por meio de reações de poliadição ou policondensação. A polimerização pode ser reversível ou não e pode ser espontânea ou provocada (por calor ou reagentes).[1]
Exemplo: O etileno é um gás que pode polimerizar-se por reação em cadeia, a temperatura e pressão elevadas e em presença de pequenas quantidades de oxigênio gasoso resultando uma substância sólida, o polietileno. A polimerização do etileno e outros monómeros pode efetuar-se à pressão normal e baixa temperatura mediante catalisadores. Assim, é possível obter polímeros com cadeias moleculares de estrutura muito uniforme.
Na indústria química, muitos polímeros são produzidos através de reações em cadeia. Nestas reações de polimerização, os radicais livres necessários para iniciar a reação são produzidos por um iniciador que é uma molécula capaz de formar radicais livres a temperaturas relativamente baixas. Um exemplo de um iniciador é o peróxido de benzoíla que se decompõe com facilidade em radicais fenilo. Os radicais assim formados vão atacar as moléculas do monómero dando origem à reação de polimerização.
[editar] Características
Uma das principais e mais importantes características dos polímeros são as mecânicas. Segundo ela os polímeros podem ser divididos em termoplásticos, termoendurecíveis (termofixos) e elastômeros (borrachas).
[editar] Termoplásticos
Termoplástico é um dos tipos de plásticos mais encontrados no mercado. Pode ser fundido diversas vezes, alguns podem até dissolver-se em vários solventes. Logo, sua reciclagem é possível, característica bastante desejável atualmente.
[editar] Termorrígidos (Termofixos)
São rígidos e frágeis, sendo muito estáveis a variações de temperatura. Uma vez prontos, não mais se fundem. O aquecimento do polímero acabado promove decomposição do material antes de sua fusão, tornando sua reciclagem complicada.
[editar] Elastômeros (Borrachas)
Classe intermediária entre os termoplásticos e os termorrígidos: não são fusíveis, mas apresentam alta elasticidade, não sendo rígidos como os termofixos. Reciclagem complicada pela incapacidade de fusão.
[editar] Aplicações
O plástico é um dos materiais que pertence à família dos polímeros, e provavelmente o mais popular. É um material cada vez mais dominante em nossa era e o encontramos frequentemente em nosso dia a dia.
Por exemplo Na maioria das vezes não se faz uma polimerização direta, mas com terminais de extremidades para a descaregação de energia total. Mesmo que o polímero não se decomponha facilmente ( geralmente levam décadas para isso), os polímeros são bastante usados nos afazeres de casa, nas construções, nas indústrias e etc.
Por que há balde em plástico e não de chapa metálica ou madeira, como antigamente? Resposta: O plástico é mais leve que os outros materiais. Os compósitos poliméricos são usados em aplicações estruturais devido a uma combinação favorável de baixa massa específica e desempenho mecânico elevado. Para que carregar um pesado balde metálico se o plástico torna o balde leve e estável o suficiente para transportar água?
Por que os fios elétricos são revestidos de plástico e não mais de porcelana ou tecido isolante, como antigamente? Resposta: O revestimento plástico é mais flexível que a porcelana. Também é bem mais robusto e resistente às intempéries do que os tecidos. E tudo isso sem prejudicar o isolamento elétrico que é absolutamente vital neste caso.
Por que as geladeiras são revestidas internamente com plástico? Resposta: O plástico é robusto o suficiente e é um ótimo isolante térmico, exigindo menor esforço do compressor para manter os alimentos congelados.
Por que o CD é feito de plástico? Resposta: O plástico utilizado neste caso – policarbonato (ou, abreviadamente, PC) - é tão transparente quanto o vidro, ao mesmo tempo que é mais leve e é bem menos frágil.
[editar] Exemplos
Polímeros termoplásticos (Polímeros de adiçao)
PC - Policarbonato
Aplicações: Cd´s, garrafas, recipientes para filtros, componentes de interiores de aviões, coberturas translúcidas, divisórias, vitrines, etc.
PU – Poliuretano
Aplicações: Esquadrias, chapas, revestimentos, molduras, filmes, estofamento de automóveis, em móveis, isolamento térmico em roupas impermeáveis, isolamento em refrigeradores industriais e domésticos, polias e correias.
PVC - Poli Cloreto de Vinila
Aplicações: Telhas translúcidas, portas sanfonadas, divisórias, persianas, perfis, tubos e conexões para esgoto e ventilação, esquadrias, molduras para teto e parede.
PS - Poliestireno
Aplicações: Grades de ar condicionado, gaiútas de barcos (imitação de vidro), peças de máquinas e de automóveis, fabricação de gavetas de geladeira, brinquedos, isolante térmico, matéria prima do isopor.
PP - Polipropileno
Aplicações: Brinquedos;Recipientes para alimentos, remédios, produtos químicos; Carcaças para eletrodomésticos; Fibras; Sacarias (ráfia); Filmes orientados; Tubos para cargas de canetas esferográficas; Carpetes; Seringas de injeção; Material hospitalar esterilizável; Autopeças (pára-choques, pedais, carcaças de baterias, lanternas, ventoinhas, ventiladores, peças diversas no habitáculo); Peças para máquinas de lavar.
Polietileno Tereftalato - PET
Aplicações: Embalagens para bebidas, refrigerantes, água mineral, alimentos, produtos de limpeza, condimentos; reciclado, presta-se a inúmeras finalidades: tecidos, fios, sacarias, vassouras.
[editar] Polímeros termoendureciveis (termofixos) (polimeros de condensaçao)
Baquelite: usada em tomadas, telefones antigos e no embutimento de amostras metalográficas.
Poliéster: usado em carrocerias, caixas d'água, piscinas, dentre outros, na forma de plástico reforçado (fiberglass).
[editar] Elastômeros (borrachas)(Copolímeros)
Aplicações: pneus, vedações, mangueiras de borracha.
[editar] Reciclagem
Alguns polímeros, como termofixos e borrachas, não podem ser reciclados de forma direta, pois não existe uma forma de refundí-los ou depolimerizá-los.
Na maioria das vezes a reciclagem de termoplásticos não é economicamente viável devido ao seu baixo preço e baixa densidade. Somente plásticos consumidos em massa, como o PE e PET, apresentam bom potencial econômico. Outro problema é o fato de os plásticos reciclados serem encarados como material de segunda classe.
Quando a reciclagem não é possível a alternativa é queimar os plásticos, transformando-os em energia. Porém os que apresentam halogênio, como o PVC e o PTFE, geram gases tóxicos na queima. Para que isso não ocorra esse material deve ser encaminhado para dehalogenação antes da queima.
Referências
↑ A polimerização é um tipo particular de reação química. Quando são utilizados monômeros difuncionais obtêm-se uma estrutura linear. No caso de pelo menos um monômero ter mais de dois grupos funcionais é obtido um polímero contendo ligações cruzadas e uma estrutura ramificada.
(do gredo: muitas unidades) Polímeros são moléculas maiores formadas pela união de moléculas menores (monômeros.) Suas moléculas são chamadas de macromoléculas. A reação que forma um polímero é chamada polimerização.
[editar] Reações Polimerização
A polimerização é uma reação em que as moléculas menores (monómeros) se combinam quimicamente (por valências principais) para formar moléculas longas, mais ou menos ramificadas com a mesma composição centesimal. Estes podem formar-se por reação em cadeia ou por meio de reações de poliadição ou policondensação. A polimerização pode ser reversível ou não e pode ser espontânea ou provocada (por calor ou reagentes).[1]
Exemplo: O etileno é um gás que pode polimerizar-se por reação em cadeia, a temperatura e pressão elevadas e em presença de pequenas quantidades de oxigênio gasoso resultando uma substância sólida, o polietileno. A polimerização do etileno e outros monómeros pode efetuar-se à pressão normal e baixa temperatura mediante catalisadores. Assim, é possível obter polímeros com cadeias moleculares de estrutura muito uniforme.
Na indústria química, muitos polímeros são produzidos através de reações em cadeia. Nestas reações de polimerização, os radicais livres necessários para iniciar a reação são produzidos por um iniciador que é uma molécula capaz de formar radicais livres a temperaturas relativamente baixas. Um exemplo de um iniciador é o peróxido de benzoíla que se decompõe com facilidade em radicais fenilo. Os radicais assim formados vão atacar as moléculas do monómero dando origem à reação de polimerização.
[editar] Características
Uma das principais e mais importantes características dos polímeros são as mecânicas. Segundo ela os polímeros podem ser divididos em termoplásticos, termoendurecíveis (termofixos) e elastômeros (borrachas).
[editar] Termoplásticos
Termoplástico é um dos tipos de plásticos mais encontrados no mercado. Pode ser fundido diversas vezes, alguns podem até dissolver-se em vários solventes. Logo, sua reciclagem é possível, característica bastante desejável atualmente.
[editar] Termorrígidos (Termofixos)
São rígidos e frágeis, sendo muito estáveis a variações de temperatura. Uma vez prontos, não mais se fundem. O aquecimento do polímero acabado promove decomposição do material antes de sua fusão, tornando sua reciclagem complicada.
[editar] Elastômeros (Borrachas)
Classe intermediária entre os termoplásticos e os termorrígidos: não são fusíveis, mas apresentam alta elasticidade, não sendo rígidos como os termofixos. Reciclagem complicada pela incapacidade de fusão.
[editar] Aplicações
O plástico é um dos materiais que pertence à família dos polímeros, e provavelmente o mais popular. É um material cada vez mais dominante em nossa era e o encontramos frequentemente em nosso dia a dia.
Por exemplo Na maioria das vezes não se faz uma polimerização direta, mas com terminais de extremidades para a descaregação de energia total. Mesmo que o polímero não se decomponha facilmente ( geralmente levam décadas para isso), os polímeros são bastante usados nos afazeres de casa, nas construções, nas indústrias e etc.
Por que há balde em plástico e não de chapa metálica ou madeira, como antigamente? Resposta: O plástico é mais leve que os outros materiais. Os compósitos poliméricos são usados em aplicações estruturais devido a uma combinação favorável de baixa massa específica e desempenho mecânico elevado. Para que carregar um pesado balde metálico se o plástico torna o balde leve e estável o suficiente para transportar água?
Por que os fios elétricos são revestidos de plástico e não mais de porcelana ou tecido isolante, como antigamente? Resposta: O revestimento plástico é mais flexível que a porcelana. Também é bem mais robusto e resistente às intempéries do que os tecidos. E tudo isso sem prejudicar o isolamento elétrico que é absolutamente vital neste caso.
Por que as geladeiras são revestidas internamente com plástico? Resposta: O plástico é robusto o suficiente e é um ótimo isolante térmico, exigindo menor esforço do compressor para manter os alimentos congelados.
Por que o CD é feito de plástico? Resposta: O plástico utilizado neste caso – policarbonato (ou, abreviadamente, PC) - é tão transparente quanto o vidro, ao mesmo tempo que é mais leve e é bem menos frágil.
[editar] Exemplos
Polímeros termoplásticos (Polímeros de adiçao)
PC - Policarbonato
Aplicações: Cd´s, garrafas, recipientes para filtros, componentes de interiores de aviões, coberturas translúcidas, divisórias, vitrines, etc.
PU – Poliuretano
Aplicações: Esquadrias, chapas, revestimentos, molduras, filmes, estofamento de automóveis, em móveis, isolamento térmico em roupas impermeáveis, isolamento em refrigeradores industriais e domésticos, polias e correias.
PVC - Poli Cloreto de Vinila
Aplicações: Telhas translúcidas, portas sanfonadas, divisórias, persianas, perfis, tubos e conexões para esgoto e ventilação, esquadrias, molduras para teto e parede.
PS - Poliestireno
Aplicações: Grades de ar condicionado, gaiútas de barcos (imitação de vidro), peças de máquinas e de automóveis, fabricação de gavetas de geladeira, brinquedos, isolante térmico, matéria prima do isopor.
PP - Polipropileno
Aplicações: Brinquedos;Recipientes para alimentos, remédios, produtos químicos; Carcaças para eletrodomésticos; Fibras; Sacarias (ráfia); Filmes orientados; Tubos para cargas de canetas esferográficas; Carpetes; Seringas de injeção; Material hospitalar esterilizável; Autopeças (pára-choques, pedais, carcaças de baterias, lanternas, ventoinhas, ventiladores, peças diversas no habitáculo); Peças para máquinas de lavar.
Polietileno Tereftalato - PET
Aplicações: Embalagens para bebidas, refrigerantes, água mineral, alimentos, produtos de limpeza, condimentos; reciclado, presta-se a inúmeras finalidades: tecidos, fios, sacarias, vassouras.
[editar] Polímeros termoendureciveis (termofixos) (polimeros de condensaçao)
Baquelite: usada em tomadas, telefones antigos e no embutimento de amostras metalográficas.
Poliéster: usado em carrocerias, caixas d'água, piscinas, dentre outros, na forma de plástico reforçado (fiberglass).
[editar] Elastômeros (borrachas)(Copolímeros)
Aplicações: pneus, vedações, mangueiras de borracha.
[editar] Reciclagem
Alguns polímeros, como termofixos e borrachas, não podem ser reciclados de forma direta, pois não existe uma forma de refundí-los ou depolimerizá-los.
Na maioria das vezes a reciclagem de termoplásticos não é economicamente viável devido ao seu baixo preço e baixa densidade. Somente plásticos consumidos em massa, como o PE e PET, apresentam bom potencial econômico. Outro problema é o fato de os plásticos reciclados serem encarados como material de segunda classe.
Quando a reciclagem não é possível a alternativa é queimar os plásticos, transformando-os em energia. Porém os que apresentam halogênio, como o PVC e o PTFE, geram gases tóxicos na queima. Para que isso não ocorra esse material deve ser encaminhado para dehalogenação antes da queima.
Referências
↑ A polimerização é um tipo particular de reação química. Quando são utilizados monômeros difuncionais obtêm-se uma estrutura linear. No caso de pelo menos um monômero ter mais de dois grupos funcionais é obtido um polímero contendo ligações cruzadas e uma estrutura ramificada.
segunda-feira, 25 de maio de 2009
RADIOATIVIDADE
A radioatividade ou radiatividade é a capacidade que alguns elementos fisicamente instáveis possuem de emitir energia sob forma de partículas ou radiação eletromagnética.
Descoberta da radiação
A radioatividade foi descoberta no século XIX, até esse momento predominava a idéia de que os átomos eram as menores partículas de qualquer matéria. Com a descoberta da radiação, os cientistas descobriram que existiam partículas ainda menores, tais como: próton, nêutron, elétron e que os átomos não são todos iguais, por exemplo: - O Hidrogênio possui apenas um próton e um elétron, já o átomo de urânio-235, conta com 95 prótons e 143 nêutrons. No ano de 1896, um físico francês Antoine-Henri Becquerel (1852-1908) observou que um sal de urânio possuía a capacidade de sensibilizar um filme fotográfico, recoberto por uma fina lâmina de metal. Já em 1897, a cientista polonesa Marie Sklodowska Curie (1867-1934) provou que a intensidade da radiação é sempre proporcional a quantidade do urânio empregado na amostra, concluindo que a radioatividade era um fenômeno atômico. Alguns elementos como urânio-235, césio-137, cobalto-60, tório-232, são fisicamente instáveis ou radiativos possuindo uma constante e lenta desintegração, liberando energia através de ondas eletromagnéticas (raio gama) ou partículas subatômicas em alta velocidade. A radioatividade é bastante utilizada hoje em várias áreas diferentes. Na medicina, ela é utilizada no tratamento de tumores cancerosos, na indústria, a radioatividade é utilizada para obter energia nuclear e na ciência tem a finalidade de promover o estudo da organização atômica e molecular de outros elementos.
Existem vários tipos de radiação; eis alguns exemplos:
- partículas alfa são facilmente barradas por uma folha de papel, por exemplo, apesar de ser bastante energético;- partículas beta são mais penetrantes e menos energéticos que as partículas alfa; - partículas gama são mais perigosas, quando emitidas por muito tempo podem causar malformações nas células;- nêutrons;- raio X.
As partículas alfa, ou raios alfa, possuem uma massa e carga elétrica relativamente maior que as demais, entretanto, são facilmente barradas por uma folha de papel, alumínio, mas em geral não conseguem ultrapassar as células mortas da pele. Já as partículas gama, ou raios gama, e o raio X não são tão energéticos, mas são extremamente penetrantes, podendo atravessar o corpo humano, são detidos somente por uma parede grossa de concreto ou por algum tipo de metal.
Alguns efeitos da radiação
Quando atingido pela radiação é impossível perceber imediatamente já que, diferente de uma bala de revólver, por exemplo, cujo efeito é constatado na hora, a radiação não provoca nenhuma dor ou lesão visível. Ela ataca as células do corpo individualmente, pode afetar os átomos que estão presentes nas células provocando alterações em sua estrutura.Os efeitos da radiação podem ser em longo prazo, curto prazo ou somente apresentar problemas aos seus descendentes (filhos, netos), pois uma pessoa que recebeu a radiação sofre alguma alteração genética produzida pela radioatividade.
Química Nuclear - Química - Brasil Escola
Descoberta da radiação
A radioatividade foi descoberta no século XIX, até esse momento predominava a idéia de que os átomos eram as menores partículas de qualquer matéria. Com a descoberta da radiação, os cientistas descobriram que existiam partículas ainda menores, tais como: próton, nêutron, elétron e que os átomos não são todos iguais, por exemplo: - O Hidrogênio possui apenas um próton e um elétron, já o átomo de urânio-235, conta com 95 prótons e 143 nêutrons. No ano de 1896, um físico francês Antoine-Henri Becquerel (1852-1908) observou que um sal de urânio possuía a capacidade de sensibilizar um filme fotográfico, recoberto por uma fina lâmina de metal. Já em 1897, a cientista polonesa Marie Sklodowska Curie (1867-1934) provou que a intensidade da radiação é sempre proporcional a quantidade do urânio empregado na amostra, concluindo que a radioatividade era um fenômeno atômico. Alguns elementos como urânio-235, césio-137, cobalto-60, tório-232, são fisicamente instáveis ou radiativos possuindo uma constante e lenta desintegração, liberando energia através de ondas eletromagnéticas (raio gama) ou partículas subatômicas em alta velocidade. A radioatividade é bastante utilizada hoje em várias áreas diferentes. Na medicina, ela é utilizada no tratamento de tumores cancerosos, na indústria, a radioatividade é utilizada para obter energia nuclear e na ciência tem a finalidade de promover o estudo da organização atômica e molecular de outros elementos.
Existem vários tipos de radiação; eis alguns exemplos:
- partículas alfa são facilmente barradas por uma folha de papel, por exemplo, apesar de ser bastante energético;- partículas beta são mais penetrantes e menos energéticos que as partículas alfa; - partículas gama são mais perigosas, quando emitidas por muito tempo podem causar malformações nas células;- nêutrons;- raio X.
As partículas alfa, ou raios alfa, possuem uma massa e carga elétrica relativamente maior que as demais, entretanto, são facilmente barradas por uma folha de papel, alumínio, mas em geral não conseguem ultrapassar as células mortas da pele. Já as partículas gama, ou raios gama, e o raio X não são tão energéticos, mas são extremamente penetrantes, podendo atravessar o corpo humano, são detidos somente por uma parede grossa de concreto ou por algum tipo de metal.
Alguns efeitos da radiação
Quando atingido pela radiação é impossível perceber imediatamente já que, diferente de uma bala de revólver, por exemplo, cujo efeito é constatado na hora, a radiação não provoca nenhuma dor ou lesão visível. Ela ataca as células do corpo individualmente, pode afetar os átomos que estão presentes nas células provocando alterações em sua estrutura.Os efeitos da radiação podem ser em longo prazo, curto prazo ou somente apresentar problemas aos seus descendentes (filhos, netos), pois uma pessoa que recebeu a radiação sofre alguma alteração genética produzida pela radioatividade.
Química Nuclear - Química - Brasil Escola
sexta-feira, 22 de maio de 2009
terça-feira, 19 de maio de 2009
CAMPO UNIFORME
Partícula num Campo Uniforme Um campo magnético é uniforme quando tem mesmos módulo, direção e sentido em todos os pontos do espaço. As linhas de campo associadas a um campo magnético uniforme são retas paralelas e equidistantes umas das outras. Um campo magnético uniforme perpendicular à página é representado por um conjunto de sinais equidistantes uns dos outros, indicando os lugares onde as linhas de campo atravessam a página. Se o campo aponta para fora da página, os sinais são pontos, e se o campo aponta para dentro da página, os sinais são cruzes
Considere uma partícula de carga positiva q se deslocando numa região de campo magnético uniforme B, com velocidade v perpendicular a B.
CAMPO MAGNÉTICO
Campo Magnético O vetor campo magnético B em um dado ponto do espaço é definido a partir da força F que age sobre uma partícula de carga q que passa por esse ponto com velocidade v por: F = q v x B
O símbolo v x B (produto vetorial) significa que o vetor F é perpendicular ao plano dos vetores v e B e o seu sentido é dado (se a carga q é positiva) pela regra da mão direita. Se os dedos da mão direita são colocados na direção e no sentido do vetor v e girados para que fiquem na direção e sentido do vetor B, o polegar, que faz o papel de eixo de rotação, aponta o sentido do vetor F. O símbolo v x B significa também que o módulo da força F é dado por: F = qvB senq
Física
Física
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Este artigo ou secção não cita as suas fontes ou referências (desde Janeiro de 2009)Ajude a melhorar este artigo providenciando fontes fiáveis e independentes, inserindo-as no corpo do texto ou em notas de rodapé.
Física é a ciência que trata dos componentes fundamentais do Universo, as forças que eles exercem e os resultados destas forças. O termo vem do grego φύσις (physis), que significa natureza, pois nos seus primórdios ela estudava, indistintamente, muitos aspectos do mundo natural. A Física difere da Química, ao lidar menos com substâncias específicas e mais com a matéria exata em geral, embora existam áreas que se cruzem, como a Físico-química (intimidade da matéria). Dessa forma, os físicos estudam uma vasta gama de fenômenos físicos, em diversas escalas de comprimento: das partículas subatômicas, das quais toda a matéria é originada, até o comportamento do universo material como um todo (Cosmologia).
A Física é uma das mais antigas disciplinas académicas, talvez a mais velha de todas através da sua inclusão na astronomia.[1] Ao longo dos dois últimos milénios, a física foi considerada sinónimo de filosofia, química e certos ramos da matemática e biologia mas durante a Revolução Científica no século XVI, ela tornou-se uma ciência única e moderna por mérito próprio. Contudo, em algumas áreas como a física matemática e a química quântica, as fronteiras da física mantêm-se difícil de distinguir.
A Física é tanto significante como influente, em parte porque os avanços na sua compreensão foram muitas vezes traduzidos em novas tecnologias, mas também porque as novas ideias na física muitas vezes ressoam com as outras ciências, matemáticas e filosóficas. Por exemplo, avanços na compreensão do electromagnetismo influenciaram directamente o desenvolvimento de novos produtos que transformaram dramaticamente a sociedade moderna. (ex: televisão, computadores e electrodomésticos); avanços na termodinâmica influenciaram o desenvolvimento do transporte motorizado; e avanços na mecânica inspiraram o desenvolvimento do cálculo.
Como ciência, a Física faz uso do método científico. Baseia-se na Matemática e na Lógica para a formulação de seus conceitos.
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Física é a ciência que trata dos componentes fundamentais do Universo, as forças que eles exercem e os resultados destas forças. O termo vem do grego φύσις (physis), que significa natureza, pois nos seus primórdios ela estudava, indistintamente, muitos aspectos do mundo natural. A Física difere da Química, ao lidar menos com substâncias específicas e mais com a matéria exata em geral, embora existam áreas que se cruzem, como a Físico-química (intimidade da matéria). Dessa forma, os físicos estudam uma vasta gama de fenômenos físicos, em diversas escalas de comprimento: das partículas subatômicas, das quais toda a matéria é originada, até o comportamento do universo material como um todo (Cosmologia).
A Física é uma das mais antigas disciplinas académicas, talvez a mais velha de todas através da sua inclusão na astronomia.[1] Ao longo dos dois últimos milénios, a física foi considerada sinónimo de filosofia, química e certos ramos da matemática e biologia mas durante a Revolução Científica no século XVI, ela tornou-se uma ciência única e moderna por mérito próprio. Contudo, em algumas áreas como a física matemática e a química quântica, as fronteiras da física mantêm-se difícil de distinguir.
A Física é tanto significante como influente, em parte porque os avanços na sua compreensão foram muitas vezes traduzidos em novas tecnologias, mas também porque as novas ideias na física muitas vezes ressoam com as outras ciências, matemáticas e filosóficas. Por exemplo, avanços na compreensão do electromagnetismo influenciaram directamente o desenvolvimento de novos produtos que transformaram dramaticamente a sociedade moderna. (ex: televisão, computadores e electrodomésticos); avanços na termodinâmica influenciaram o desenvolvimento do transporte motorizado; e avanços na mecânica inspiraram o desenvolvimento do cálculo.
Como ciência, a Física faz uso do método científico. Baseia-se na Matemática e na Lógica para a formulação de seus conceitos.
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