Fulerenos

Até 1985, somente a grafite, o diamante e o carvão eram conhecidos como formas alotrópicas do carbono (alotropia é o fenômeno que ocorre quando um elemento químico forma duas ou mais substâncias simples diferentes). No entanto, em setembro deste mesmo ano, um grupo de cientistas liderados por H. W. Kroto e R. E. Smalley lançaram laser em grafite a mais de 104 °C e verificaram em espectrometria de massa que o produto continha uma série de moléculas com número de átomos de carbono de 44 a 90. A concentração de moléculas variava, mas a de 60 carbonos era a de maior destaque.
Este experimento mostrou a descoberta da nova forma alotrópica do carbono. Graças a este experimento, em 1996 Kroto, Smalley e Curl ganharam o prêmio Nobel de química.
Em 1990, Wofgang Kratschmer, Nonal Huffman e outros, descreveram a primeira síntese e o isolamento do C₆₀.

Este novo grupo de compostos, os fulerenos, é um grupo de compostos aromáticos.
A denominação fulereno é uma homenagem ao arquiteto R. Buckminster Fuller que construiu e popularizou as cúpulas geodésicas, que usam o mesmo princípio na aparência.

Os fulerenos são moléculas estruturadas na forma de “gaiolas”, ou seja, elas têm a forma fechada em si. Os fulerenos são constituídos por uma rede formada por pentágonos e hexágonos, fechando assim a "esfera". Cada carbono de um fulereno está hibridizado em sp² e forma ligações sigma (ligação simples) com três outros átomos de carbono, restando um elétron de cada carbono, que fica deslocalizado num sistema de orbitais moleculares que atribui à molécula o caráter aromático.

Os fulerenos possuem quantidades diferentes de átomos de carbono, podendo ser formados por 20, 60, 70, 100, 180, 240 e até 540 átomos de carbono. É comumente falado do C₆₀ e também do C₇₀, pois estes foram os primeiros a serem descobertos e também são os mais comuns, mas os outros também têm importância na classe dos fulerenos.

Os fulerenos como dito anteriormente, são estruturados na forma de "gaiolas", ou esferas ocas, que são formadas por anéis de 5 e 6 átomos de carbono, sendo estas estruturas bastante estáveis, sendo possível encontrá-las na natureza, como mais uma forma alotrópica do carbono.

Estes compostos possuem a capacidade de "aprisionar" átomos ou moléculas de gases em seus interiores. Um exemplo é o aprisionamento do hélio e do argônio no interior de um tipo de fulereno, que foi encontrado, sendo que os gases guardavam todas as características dos isótopos presentes.

Para uma molécula "entrar" dentro da estrutura dos fulerenos é necessário que ela possua uma determinada quantidade de energia, pois ela tem que romper a resistência provocada pelos elétrons livres da estrutura. Quando estas moléculas estão no interior da estrutura, elas não conseguem mais sair.

Quando ocorre a penetração de átomos de metais no interior dos fulerenos, ocorre então a formação de sais, os chamados, bucketos, que possuem faces metálicas. 

Os fulerenos purificados têm uma grande atratividade no que se refere à cor. O C₆₀, por exemplo, é um sólido com cor de mostarda e quando dissolvido em solução de hidrocarbonetos aromáticos, como o benzeno, a solução possui uma coloração magenta, avermelhada. Já o C₇₀ possui uma coloração marrom avermelhada e em solução tem a cor vermelho vinho. O C₇₆, C₇₈ e C₈₄ são amarelos.

Fonte:http://www.quiprocura.net/fulerenos.htm; acesso 30 de janeiro 2009;15:50

Lei de Grahan

  DIFUSÃO:

  É o processo pela qual as moléculas gasosas movem-se através das paredes porosas ou em um outro meio. A velocidade de difusão é proporcional à velocidade molecular média. Graham encontrou que a velocidade de difusão de um gás através de um outro é inversamente proporcional à raiz quadrada da densidade do gás. 
  
  EFUSÃO: 

  É a passagem de um gás através de uma abertura de um orifício. A velocidade de efusão de uma gás é inversamente proporcional à raiz quadrada de sua densidade ou de sua massa molar. 

   A velocidade de efusão é inversamente proporcional ao tempo que uma dada quantidade de gás requer para escapar. 

    A simples expressão acima explica porque plantas de separação de isótopo usada para enriquecer uranio para reator nuclear são tão grandes. Geração de energia nuclear depende da habilidade de separar urânio-235 a partir do urânio 238, mais abundante. Um processo usa uma série de reações para converter o urânio em um sólido volátil, hexafluoreto de urânio. O vapor de UF6 experimenta então a efusão através de uma série de
barreiras porosas. As moléculas de UF6 contendo urânio-235, que é mais leve que aquelas contendo urânio-238, experimentam a efusão mais rapidamente podendo assim ser separado do resto. Entretanto, a razão entre o tempo que a mesma quantidade de 235UF6 e 238UF6 requerido para efusão é somente 1,004, assim uma separação muito pequena ocorre. Para melhorar a separação, o vapor é passado através de vários estágios de efusão, conseqüentemente, a planta deve ser muito grande. A planta original de Oak Ridge, Tennessee, usa 4000 estágios e cobre uma área de 43 acres. Você pode ver porque tais plantas, vitais para defesa nuclear e geração de energia nuclear, são difíceis de se esconder das forças estrangeiras que querem monitorar capacidade nuclear alheios. 

   

  MATERIAL UTILIZADO:


- Papel de pesagem.
- Provetas de 50 e 250 mL.
- Erlenmeyer de 125 mL.
- Carbonato de Sódio NaCO3.
- HCl 1 mol/L.
- Becker de 250 mL.
- Conexão.
- Tubo de ensaio.
- Bico de Bünsen.


  PROCEDIMENTO:

  

1 - Preparar um tubo de vidro de de 70 cm de comprimento por 8 mm de diâmetro colocando-o num suporte contendo medidas;

2 - Preparar duas porções de algodão que caibam dentro do tubo e duas tampas com tamanho adequado para fechar as extremidades do tubo;

3 - Identificar ou marcar as extremidades (amônia e HCl) com uma caneta para retroprojetor;

4 - Embeber uma das porções de algodão com amônia líquida e a outra com solução de HCl, ambas de maneira que não formem poças de solução quando colocadas no interior dos tubos;

5 - Colocar os algodões dos tubos nas extremidades identificadas no item 3 e tampar. Acionar imediatamente o cronômetro;

6 - Deixar os gases difundirem ao longo do tubo;

7 - Ao observar a formação de um anel branco, marcar o tempo e o ponto que se formou;

8 - Calcular a relação de massa molar das duas substâncias e comparar com o valor teórico. Calcular, também, a razão entre velocidades de difusão e efusão.



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  DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DO DIÓXIDO DE CARBONO:


  PROCEDIMENTO:


1 - Montar o sistema de coleta de gases.
2 - Pesar com precisão (± 0,1mg) entre 1,0000 e 1,1000g de carbonato de sódio, anotar a massa do papel mais o carbonato e dobrar o papel de pesagem sem tocar diretamente com as mãos. Esta massa de carbonato é suficiente para colher o CO2 numa proveta de 250mL. Caso queira usar outra proveta de volume menor ou maior, testar qual massa apresentará os melhores resultados. 

3 - Medir numa proveta cerca de 30 mL de HCl 1mol/L e transferir para um erlenmeyer de 125mL. 

4 - Pesar o Erlenmeyer com HCl e anotar a massa. 

5 - Introduzir o papel com o carbonato no Erlenmeyer com HCl, tampar, imediatamente, e agitar evitanto tocar o erlenmeyer diretamente com as mãos. Anotar o volume de CO2 produzido e pesar todo conjunto após a evolução do gás. 


6 - Consultar os valores de pressão atmosférica e temperatura no dia e hora da experiência. Anotar os resultados. Comparar o valor da densidade do CO2 com o da literatura. 

7 - Descartar a solução final. 

 

Segurança no Laboratório

Algumas dicas de como evitar acidentes em um laboratório de química.

1- Consulte a lista de segurança geral no item SEGURANÇA;

2 - Use sempre o avental, de algodão e com mangas compridas; 

3 - Use calças e sapatos fechados;

4 - Não use relógio, anéis ou pulseiras;

5 - Em caso de acidente, mantenha a calma e chame o professor ou técnico;  

6 - Não fume, não beba e não coma no laboratório;  

7 - Use a capela sempre que trabalhar com solventes voláteis, reações perigosas, explosivas ou tóxicas;  

8 - NUNCA jogue reagentes ou resíduos de reações na pia, localize os frascos apropriados para descarte;  

9 - Para trabalhar com produtos corrosivos, utilizar as luvas de proteção adequadas; 

10 - Nas pissetas usar somente água destilada;

11 - Sempre identificar soluções preparadas com: Nome do reagente, data de preparo, concentração, nome do preparador e fornecedor;

12 - Sempre use equipamentos de proteção individual;

DETERMINAÇÃO DE ÁLCOOL NA GASOLINA

MATERIAL

Um copo 
Água 
Uma régua de 30cm 
Gasolina 

PROCEDIMENTO
1. Adicione um volume de água em um de gasolina (solução 1/1);
2. Agite o sistema e meça o volume inicial e final da gasolina antes e após a agitação;
3. Calcule o volume de álcool que estava dissolvido na gasolina pela subtração:

Válcool dissolvido = Vinicial de gasolina - Vfinal da gasolina

Desta maneira você poderá ser capaz de determinar a porcentagem do álcool na amostra da gasolina pela relação abaixo :

Vinicial de gasolina ------------------------------------------- 100%
Válcool dissolvido ---------------------------------------------- X

Onde X é o valor de álcool na gasolina a ser determinado

Fazendo sabão

Materiais utilizados:

  - NaOH (soda cáustica), filtro de papel,copos descartáveis, água, perfume ou álcool, sal de cozinha e gordura (óleo vegetal, óleo de cozinha).

Procedimentos:

Prepare uma solução de hidróxido de sódio aquosa, para isso, dissolva um pouco de soda cáustica em um 100 mL de água. A solução aquecerá, por isso deve-se tomar cuidado. Quando estiver adicionando a soda cáustica a água, faça isso, adicionando pequenas quantidades de soda à água, para evitar aquecimento acelerado. 
Filtre a solução, utilizando um filtro de papel, que depois será descartado. 
Adicione a solução de hidróxido de sódio em uma vasilha que possa ir ao fogo, coloque a gordura vegetal dentro da mesma vasilha. Aqueça a mistura por alguns minutos. A aparência da mistura se modificará. 
Pare o aquecimento. 
Adicione uma colher de sal de cozinha e um pouco de perfume ou álcool à solução e misture. 
Espere a solução resfriar. 
Formará uma camada na parte de cima do líquido, recolha esta camada sólida, ela é o sabão. 
O sabão formado é a parte sobrenadante, depois de retirá-la, experimente-a, ou seja, utilize o sabão para verificar a sua utilidade. 
O sabão é um bom meio de limpeza, pois ele possui uma parte de sua molécula polar e uma outra apolar , sendo a sujeira também apolar, então as partes apolares se unirão e a sujeira sairá, a parte polar do sabão se unirá à água que também é polar.

3.2 Produção de Chocolate

Após a secagem, as amêndoas são submetidas ao processo de limpeza que inclui a remoção de metais e pedras, ou outros materias estranhos que possam contaminar o produto. Em seguida, são torradas para que novos sabores e odores sejam desenvolvidos e também para facilitar a remoção posterior das cascas. A presença de cascas no chocolate é indesejável por prejudicar o sabor e provocar excessivo desgaste das máquinas.
Depois de descascadas, as amêndoas são moídas até que sejam obtidas particulas com tamanho inferior a 40 um. A pasta resultante dessa moagem e chamada de " líquor" e contém os solidos do cacau, além da fração gordurosa(manteiga). Quando submetida à prensagem, as duas frações serão separadas, obtendo-se a torta e a manteiga. Ambos os produtos da prensagem passarão por etapas posteriores de tratamento para que possam ser utilizados em chocolates ou seus derivados.
Os chocolates resultam de misturas envolvendo o líquor, manteiga de cacau, açúcar, leite(apenas alguns tipo), emulsificantes e aromatizantes.

3.1 Produção de Chocolate

A obtenção de chocolate envolve várias etapas, desde a fermentação das sementes de cacau até a conchagem, que é o processo que dá a característica final do chocolate. Esta característica consiste, particularmente na exigência de que o chocolate seja sólido à temperatura ambiente(25°) e , por outro lado, possa fundir rapidamente na boca a 37°, produzindo um líquido que seja suaveà lingua. O processamento do chocolate está condicionado ao atendimento destas caracteristicas.


Existem muitos métodos diferentes de beneficiamento do fruto do cacau, mas os mais tradicionais se baseiam no processo mostrado na descrição abaixo, que representa a fase inicial do beneficiamento até obtenção da torta e da manteiga.



Colheita --> Partido --> Extração da polpa --> Fermentação --> Secagem natural ( umidade inicial 30- 40%, umidade final 6-7% ) --> Limpeza --> Torrefação --> Amêndo torrada --> Moagem e Descascamento --> Liquor( pasta de cacau) --> Prensagem --> Manteiga e Torta

Depois de colhido, o cacau é submetido a um corte ( partido), de forma que a polpa seja removida, e as amêndoas são entãocolocadas para fermentar. Durante a fermentação, ocorrem várias transformaçõesno interior das amêndoas e alguns componentes químicos precursores do flavour do chocolate são formados. A etapa seguinte é a secagem, que também irá influenciar na qualidade de aroma e sabor final do chocolate. Uma secagem deficiente poderá favorecer o desenvolvimento de fungos que irão produzir sabor desagradavel no produto.

2.0 Tipos de chocolates

O chocolate é um alimento popular que tem conhecido diversas formas de apresentação. Pode ser bebido( chocolate em pó) com leite, ou em tabletes. Neste caso é apresentado em muitas versões: ao leite, branco, meio amargo, com amêndoas ou avelãs, com ou sem recheio, etc, variando em função do acréscimo em partes diferentes de seus componentes individuais e assim, varia também seu valor calórico, que em qualquer dos casos é elevado.

• Chocolate amargo- feito com grãos de cacau torrados sem adição de leite, e algumas versões permitem a sua utilização como base para sobremesas, bolos e bolachas.
• Chocolate preto- deve ser usado um mínimo de 35% de cacau, segundo as normas europeias.
• Chocolate ao leite - leva na sua confecção leite ou leite em pó. As normas europeias estabelecem um mínimo de 25% de cacau
• Couverture- chocolate rico em manteiga de cacau, utilizado pelos profissionais chocolateiros, com mais de 70% de cacau, e gordura de cerca de 40%.
• Chocolate branco- feito com manteiga de cacau, leite, açúcar e lecitina, podendo ser acrescentados aromas como o de baunilha.
• Chocolate em pó- usado em receitas, trata-se de amêndoa de cacau ralada e destituída da manteiga de cacau. Pode ser amargo(recebe o nome de cacau em pó),meio amargo e doce.
• Achocolatado- usado para misturar com leite, é composto basicamente por chocolate, leite em pó e açúcar.
• Chocolate para cobertura- concentrado em manteiga de cacau, que lhe dá a propriedade de derreter com facilidade e que facilita o acabamento e o brilho nas coberturas. São comercializados em três tipos:meio amargo, branco e comum(ao leite).
  

1.4 Teobromina

A Teobromina é um alcalóide da familia das metilxantinas, que inclui também a cafeína. Difere desta apenas na posição do grupo metila. As metilxantinas são encontradas no cacau e no chocolate e podem ser consumidas pelos humanos em grande quantidade, não constituindo grande perigo para a saúde. Contudo podem ser letais para animais como cães e cavalos, devido à menor velocidade de metabolização. Ambas são estimulantes pelo fato de, no cérebro, competirem com a adenosina, bloqueando seu receptor. A teobromina parece promover efeitos congruentes aos da cafeína, mesmo que seja menos estimulante e que o tempo para indução do pico de seu efeito farmacológico seja maior. A teobromina possui propriedades diuréticas e vasodilatadoras, sendo ainda um estimulante cardíaco.

1.3 Flavonóides e compostos fenólicos

Os flavonóides são compostos polifenólicos amplamente distribuídos nos vegetais e com propriedades antioxidantes, ou seja, previnem os danos a célula do corpo . Pesquisas recentes mostraram que o chocolate apresenta níveis elevados desses compostos e , por isso, seu consumo está sendo associado à diminuição do risco de doenças cardíacas.
Graças ao seu alto teor de flavonóides, o chocolate ajuda a proteger o coração e as artérias da oxidação. Porém, o produto perde esta propriedade quando lhe é acrescentado leite, já que este alimento inibe o poder antioxidante dos flavonóides e dificulta sua absorção pela corrente sanguínea. Isto pode ser decorrente da formação de um vinculo secundário entre os flavonóides do chocolate e as proteínas do leite, já que estas reduziram a acessibilidade biológica dos flavonóides e, portanto, as propriedades antioxidantes do chocolate.

1.2 Aminas biôgenicas

Aminas biogênicas são aminas encontradas na natureza, derivadas da descarboxilação enzimática de aminoácidos naturais. Muitas possuem poderosos efeitos fisiológicos (e.g., histamina, serotonina, epinefrina, tiramina). Aqueles derivados de aminoácidos aromáticos, além daqueles análogos sintéticos( e.g., anfetamina) são utilizados em farmacologia. A feniletilamina (PEA) é um neuromodulador estrutural e farmacologicamente similar à catecolamina e anfetamina. Inúmeros estudos têm sugerido que o PEA é um importante modulador do humor e que sua deficiência pode levar à depressão, alguns especialista supõem que a compulsão por chocolate tem como objetivo uma auto-regulação do nível de PEA no cérebro.

1.1 Lipídios

A gordura (manteiga)presente no cacau dá ao chocolate a textura característica sendo, portanto, um dos ingredientes mais importantes na sua formulação. É responsável por diversas característica de qualidade como dureza e quebra à temperatura ambiente (snap), rápida e completa fusão na boca, brilho,contração durante o desmolde e rápido desprendimento de aroma e sabor na degustação.
Os três principais ácidos graxos encontrados na composição da manteiga de cacau são: ácido palmítico(C16:0),ácido esteárico(C18:0)e ácido oléico(C18:1). Praticamente todo o ácido oléico encontra-se na posição central da molécula de glicerol, enquanto os ácidos saturados são mais encontrados nas posições 1 e 3. Esta particularidade faz com que a manteiga de cacau apresente três principais triglicerídeos semétricos: POP(1,3-dipalmito-2-oléo triacilglicerol),os quais somados podem representar mais de 75% da composição em triglicerídeos da gordura. Em razão desta simetria, a manteiga de cacau cristaliza-se em uma alta ordem estrutural,responsál pelas suas propriedades únicas de fusão e cristalização bem definidas, similares aos de uma substancia pura.
Pesquisadores mostraram que esta gordura não aumentam os níveis sanguíneos de colesterol,principalmente devido ao alto conteúdo de ácido esteárico. Uma barra de 30 gramas de chocolate ao leite possui em média 6mg de colesterol e 4mg de gorduras polinsaturadas e monoinsaturadas. Sendo assim,em relação ao colesterol no sangue, o chocolate começa a ser visto com maior benevolência e já não é tão enfaticamente contra-indicado em dietas.

1. Química do Chocolate!

O chocolate é um alimento muito nutritivo. Contém proteínas, gorduras, minerais, cálcio, ferro, zinco, caroteno e vitaminas E,B1,B3,B6,B12 e C. Estudos recentes sugerem o consumo moderado de chocolate amargo e meio-amargo,pois trazem benefícios para a saúde humana, devido à presença de ácido gálico e epicatequina,flavonóides com função cardioprotetora. O chocolate constitui ainda um alimento estimulante devido à teobromina e cafeína, substância pertencentes ao grupo das xantinas.
Possui uma capacidade incomum para interagir com a química cerebral,pois todos sabem que o desejo por chocolate é diferente da vontade de comer qualquer outro doce.
Quando o corpo descobre que existe o chocolate, que ao mesmo tempo que dá energia, relaxa as tensões, ele passa a pedir este alimento, muitas vezes de forma imperativa fazendo o desejo vencer a razão. Este sinal delata o chocólatra. O chocolate vicia devido a um dos seus componentes básicos, o aminoácido feniletilamina, precursor da serotonina, substância que fabricamos em situações de felicidade. No entanto, muita coisa ainda precisa ser estudada, uma vez que já foram identificados mais de 300 componentes químicos neste alimento.

Como fabricar um perfume

Material
Garrafa escura
Pipetas de 1 a 10mL
Proveta de 50 mL
Funil de vidro

Reagentes
(quantidade p/ 35mL)
2,6mL de essência
27,3 mL de alcool de cereal
1,05mL de propileno glicol
1 gota de fixador
4,03mL de água deionizada

Procedimento
-Em uma garrafa escura e limpa adicionar o álcool de cereal, a essência , o dipropileno glicol e o fixador.
-Tampar a garrafa e agitar até misturar bem os ingredientes.
-Colocar a garrafa em geladeira por 15 dias para maturação;
-Após os 15 dias, adicionar a agua deionizada, agitar,filtrar(se necessario)e tranferir o perfume para os frascos.
-Rotular

Cuidados gerais
1- Não preparar perfumes e colônias em locais próximos ao fogo;
2- Utilizar recipientes de vidro em todo o processo de fabricação e, principalmente, na etapa de maturação;
3- Nunca substitua o álcool de cereal por álcool comum.
4- Lave os materias somente com álcool de cereal;
5- Você pode variar as proporcões sugerida para os ingredientes,desde que obtenha uma fragrância agradável ao seu gosto;
6- Matenha todos os ingredientes longe do alcance das crianças;
7- Se for necessário filtrar, use coador de papel indicado para café.

2011 Ano Internacional da Química!!

Agência FAPESP – A Assembléia Geral das Nações Unidas (ONU) proclamou o ano de 2011 como o Ano Internacional da Química. A proposta aprovada havia sido encaminhada pela União Internacional de Química Pura e Aplicada (Iupac) pela delegação da Etiópia, com o patrocínio de 35 países.
O evento será organizado pela Iupac e pela Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura (Unesco). Em comunicado oficial, as duas instituições destacam que o Ano Internacional da Química permitirá celebrar as contribuições da química para o bem-estar da humanidade.
No ano 2011, comemora-se o 100º aniversário do Prêmio Nobel em Química para Marie Sklodowska Curie, o que, de acordo com os organizadores, motivará também uma celebração pela contribuição das mulheres à ciência.
De acordo com os organizadores, “a química é fundamental para a nossa compreensão do mundo e do cosmos. As transformações moleculares são centrais para a produção de alimentos, medicina, combustíveis e inúmeros produtos manufaturados e naturais”.
A programação do Ano Internacional da Química também será inserida nas atividades da Década da Educação e do Desenvolvimento Sustentável (2005-2014), estabelecida pela ONU. Assim, as atividades programadas para 2011 darão ênfase à importância da química para os recursos naturais sustentáveis.