ESTEQUIOMETRIA
- A matéria não é criada nem destruída, mas sim transformada. As reações químicas obedecem a esse princípio, então sempre deve ser feito o balanceamento de uma reação química, de modo que os átomos nos reagente e produtos sejam iguais.
- Usaremos a seguinte perguntar para realizar os cálculos:
Qual é a massa de cloreto de bário obtida a partir de 2,54 g de ácido clorídrico reagindo com quantidade suficiente de hidróxido de bário? (massas atômicas: O = 16; Cl = 35,5; H = 1; Ba = 137)
1) Escrever a reação química: HCl + Ba(OH)2 → BaCl2 + H2O
2) Fazer o balanceamento na seguinte ordem das espécies químicas: metais, ametais, hidrogênio e oxigênio: 2 HCl + Ba(OH)2 → BaCl2 + 2 H2O
3) Escrever embaixo de cada reagente ou produto seu valor em massa ou em número de mols, a unidade varia de acordo com a pergunta do enunciado:
2 HCl + Ba(OH)2 → BaCl2 + 2 H2O
73g 171g 208g 36g
4) Estabelecer uma regra de três entre o dado e a pergunta do exercício, obedecendo aos coeficientes da equação.
2 HCl + Ba(OH)2 → BaCl2 + 2 H2O
73g 171g 208g 36g
2,54g --- X Exercício – FUVEST 2013
Uma moeda antiga de cobre estava recoberta com uma camada de óxido de cobre (II). Para restaurar seu brilho original, a moeda foi aquecida ao mesmo tempo em que se passou sobre ela gás hidrogênio. Nesse processo, formou-se vapor de água e ocorreu a redução completa do cátion metálico.
Massas molares (g/mol) H = 1,00; O = 16,00; Cu = 63,5.
As massas da moeda, antes e depois do processo descrito, eram, respectivamente, 0,795 g e 0,779 g. Assim sendo, a porcentagem em massa do óxido de cobre (II) presente na moeda, antes do processo de restauração, era
a) 2% b) 4% c) 8% d) 10% e) 16%
CINÉTICA QUÍMICA
- A cinética química é a responsável por estudar as velocidades de reações e os fatores que as influenciam.
- Gráficos:
- Velocidade média de uma reação química pode ser calculada de maneira análoga ao cálculo da física.
- Velocidade de consumo de cada reagente ou formação de cada produto:
onde X é a substância em estudo
- Velocidade média de uma reação:
onde n é o seu coeficiente estequiométrico, X pode se referir a qualquer espécie envolvida
Exemplo: Equacionar a reação abaixo e calcular a velocidade de consumo e formação de cada espécie, além de calcular a velocidade média de decomposição do pentóxido de dinitrogênio no intervalo de 0 a 5 minutos.
Reação: 2 N2O5(g) → 4 NO2(g) + O2(g)
- Fatores que alteram a velocidade de uma reação química:
Concentração
Temperatura
Pressão
Superfície de contato
Catalisadores (importante lembrar que os catalisadores afetam somente a energia de ativação, e que não são consumidos na reação final)
Exercício – FUVEST 2013
Quando certos metais são colocados em contato com soluções ácidas, pode haver formação de gás hidrogênio. Abaixo, segue uma tabela elaborada por uma estudante de Química, contendo resultados de experimentos que ela realizou em diferentes condições.
Após realizar esses experimentos, a estudante fez três afirmações: I. A velocidade da reação de Zn com ácido aumenta na presença de Cu.
II. O aumento na concentração inicial do ácido causa o aumento da velocidade de liberação do gás H2.
III. Os resultados dos experimentos 1 e 3 mostram que, quanto maior o quociente superfície de contato/massa total de amostra de Zn, maior a velocidade de reação.
Com os dados contidos na tabela, a estudante somente poderia concluir o que se afirma em a) I.
b) II. c) I e II. d) I e III. e) II e III.
EQUILÍBRIO QUÍMICO
- Situação em que a reação direta e a reação inversa possuem as mesmas velocidades de reação.
- No equilíbrio químico, a concentração das espécies químicas é constante. - Gráficos:
- A constante de equilíbrio é um valor numérico que estabelece uma relação entre a quantidade de produtos e reagentes (Kc)
- Na constante de equilíbrio, não entram sólidos ou líquidos, somente íons ou gases
- Fatores que alteram o equilíbrio químico:
Pressão (para equilíbrios gasosos)
Temperatura
Concentração Exercício - FUVEST 2013
A uma determinada temperatura, as substâncias HI, H2 e I2 estão no estado gasoso. A essa
temperatura, o equilíbrio entre as três substâncias foi estudado, em recipientes fechados, partindo-se de uma mistura equimolar de H2 e I2 (experimento A) ou somente de HI
(experimento B).
Pela análise dos dois gráficos, pode-se concluir que
a) no experimento A, ocorre diminuição da pressão total no interior do recipiente, até que o equilíbrio seja atingido.
b) no experimento B, as concentrações das substâncias (HI, H2 e I2) são iguais no
instante t1.
c) no experimento A, a velocidade de formação de HI aumenta com o tempo. d) no experimento B, a quantidade de matéria (em mols) de HI aumenta até que o equilíbrio seja atingido.
e) no experimento A, o valor da constante de equilíbrio (K1) é maior do que 1.
pH
- Um equilíbrio importante a ser considerado é o da água, chamado de Kw: Kw = [H+][OH-] | a 25ºC Kw = 1.10-14
- Definimos:
pH = - log [H+] | pOH = -log [OH-] | pH + POH = 14 - Exercício rápido:
Calcule o pH de um vinagre que contém 3g/L de ácido acético (massa molar = 60g/mol)
- Para determinar se uma espécie é ácida ou básica, pode-se usar um indicador ácido-base, que muda de cor dependendo do meio que estiver.
- A fenolftaleína, por exemplo, apresenta cor rosa em meio básico e incolor em meio ácido, outra opção é o azul de bromotimol, que em meio abaixo de 6,6 é amarelo, entre 6,6 a 7,6 é verde e acima de 7,6 é azul. Exercício - UNICAMP 2015
A coloração verde de vegetais se deve à clorofila, uma substância formada por uma base nitrogenada ligada ao íon magnésio, que atua como um ácido de Lewis. Essa coloração não se modifica quando o vegetal está em contato com água fria, mas pode se modificar no cozimento do vegetal. O que leva à mudança de cor é a troca dos íons magnésio por íons hidrogênio, sendo que a molécula da clorofila permanece eletricamente neutra após a troca. Essas informações permitem inferir que na mudança de cor cada íon magnésio é substituído por
a) um íon hidrogênio e a mudança de cor seria mais pronunciada pela adição de vinagre no cozimento.
b) dois íons hidrogênio e a mudança de cor seria mais pronunciada pela adição de vinagre no cozimento.
c) dois íons hidrogênio e a mudança de cor seria menos pronunciada pela adição de vinagre no cozimento.
d) um íon hidrogênio e a mudança de cor seria menos pronunciada pela adição de vinagre no cozimento.
ELETROQUÍMICA
- Os átomos podem formar íons positivos (cátions) ou negativos (ânions), a quantidade de carga que um átomo possui chamamos de Nox
- Alguns elementos possuem Nox fixo, outros são variáveis, é importante decorar os Nox fixos:
Substâncias simples (exemplo O2): Nox = zero Metais alcalinos e prata: Nox +1
Metais alcalinos terrosos, zinco e chumbo: Nox +2
Alumínio: Nox +3
Flúor: Nox -1
Oxigênio: Nox -2, exceto em peróxidos, quando o Nox é -1
Hidrogênio: Nox -1 quando perto de metais e Nox +1 em demais casos
Halogênios (F, Cl, Br, I): Nox -1 quando não fazem ligação com o oxigênio - Oxidação: quando um átomo ou substância perde elétrons
- Redução: quando um átomo ou substância ganha elétrons
- Reações de oxirredução sempre ocorrem em pares: enquanto uma substância oxida, a outra reduz, essas reações trabalham com eletrodos, que são substâncias que sofrem oxidação ou redução.
- É chamado ânodo o eletrodo onde ocorre oxidação - É chamado cátodo o eletrodo onde ocorre redução
- As duas reações mais comuns de oxirredução são a pilha e a eletrólise
- Pilha: conversão de energia química em energia elétrica. É um processo espontâneo - O polo positivo de uma pilha é o cátodo e o polo negativo é o ânodo
- Eletrólise: conversão de energia elétrica em energia química. É um processo não espontâneo - O polo positivo de uma eletrólise é o ânodo e o polo negativo é o cátodo
- Cada eletrodo necessita de uma certa quantidade de energia para doar ou receber elétrons, é PADRÃO tabelarmos somente o padrão de energia para receber elétrons, chamado potencial de redução
- Alguns potenciais de redução (E):
Zn2+ + 2e- → Znº E = - 0,76 V
Cu2+ + 2e- → Cuº E = + 0,34 V
Fe2+ + 2e- → Feº E = - 0,44 V
Mg2+ + 2e- → Mgº E = - 2,37 V
- Cálculo da energia de uma pilha (d.d.p):
- Quanto maior o valor do potencial de redução, maior é sua tendência em receber elétrons - Metais nobres (sofrem redução facilmente): Pt, Au, Ag, Cu.
- Metais de sacrifício: são metais com maior potencial de oxidação, usados para proteger peças metálicas como o ferro (exemplo: o magnésio é muito usado como metal de sacrifício em navios feitos de ferro).
Exercício – ENEM 2012
O boato de que os lacres das latas de alumínio teriam um alto valor comercial levou muitas pessoas a juntarem esse material na expectativa de ganhar dinheiro com sua venda. As empresas fabricantes de alumínio esclarecem que isso não passa de uma ―lenda urbana‖, pois ao retirar o anel da lata, dificulta-se a reciclagem do alumínio. Como a liga do qual é feito o anel contém alto teor de magnésio, se ele não estiver junto com a lata, fica mais fácil ocorrer a oxidação do alumínio no forno. A tabela apresenta as semirreações e os valores de potencial padrão de redução de alguns metais:
Com base no texto e na tabela, que metais poderiam entrar na composição do anel das latas com a mesma função do magnésio, ou seja, proteger o alumínio da oxidação nos fornos e não deixar diminuir o rendimento da sua reciclagem?
a) Somente o lítio, pois ele possui o menor potencial de redução. b) Somente o cobre, pois ele possui o maior potencial de redução.
c) Somente o potássio, pois ele possui potencial de redução mais próximo do magnésio. d) Somente o cobre e o zinco, pois eles sofrem oxidação mais facilmente que o alumínio. e) Somente o lítio e o potássio, pois seus potenciais de redução são menores do que o do alumínio.
INTERAÇÕES INTERMOLECULARES - Eletronegatividade: tendência de um átomo a receber elétrons - F, O e N são os elementos mais eletronegativos que existem.
- Nas ligações químicas covalentes, se houver muita diferença de eletronegatividade, haverá a formação de polos na molécula. Exemplo:
Gás oxigênio (O2): O=O não há diferença de eletronegatividade, molécula apolar
Água (H2O): H–O–H o oxigênio é mais eletronegativo que o hidrogênio, a molécula é polar
Importante: A ligação C-H não produz polos!
- Em relação a solubilidade: substância polar dissolve substância polar e substância apolar dissolve substância apolar
Exercício - FUVEST 2013
Um funcionário de uma empresa ficou encarregado de remover resíduos de diferentes polímeros que estavam aderidos a diversas peças. Após alguma investigação, o funcionário classificou as peças em três grupos, conforme o polímero aderido a cada uma. As fórmulas estruturais de cada um desses polímeros são as seguintes:
Para remover os resíduos de polímero das peças, o funcionário dispunha de apenas dois solventes: água e n-hexano. O funcionário analisou as fórmulas estruturais dos três polímeros e procurou fazer a correspondência entre cada polímero e o solvente mais adequado para solubilizá-lo. A alternativa que representa corretamente essa correspondência é:
- Tipos de interações intermoleculares
Íon-dipolo
Dipolo permanente / dipolo permanente
Dipolo permanente / dipolo induzido
Dipolo induzido / dipolo induzido
Exercício - ENEM 2013
As fraldas descartáveis que contêm o polímero poliacrilato de sódio (1) são mais eficientes na retenção de água que as fraldas de pano convencionais, constituídas de fibras de celulose (2).
A maior eficiência dessas fraldas descartáveis, em relação às de pano, deve-se às
a) interações dipolo-dipolo mais fortes entre o poliacrilato e a água, em relação às ligações de hidrogênio entre a celulose e as moléculas de água.
b) interações íon-íon mais fortes entre o poliacrilato e as moléculas de água, em relação às ligações de hidrogênio entre a celulose e as moléculas de água.
c) ligações de hidrogênio mais fortes entre o poliacrilato e a água, em relação às interações íon-dipolo entre a celulose e as moléculas de água.
d) ligações de hidrogênio mais fortes entre o poliacrilato e as moléculas de água, em relação às interações dipolo induzido-dipolo induzido entre a celulose e as moléculas de água.
e) interações íon-dipolo mais fortes entre o poliacrilato e as moléculas de água, em relação às ligações de hidrogênio entre a celulose e as moléculas de água.
PROPRIEDADES DA MATÉRIA
- 2 propriedades muito importantes são a densidade e os pontos de fusão e ebulição
- Ponto de fusão: temperatura em que uma substância passa do estado sólido para líquido e vice-versa
- Ponto de ebulição: temperatura em que uma substância passa do estado líquido para gasoso e vice-versa
- Substâncias com baixos pontos de ebulição são chamadas de voláteis
- Quanto maior o tamanho da molécula, maior é o seu ponto de ebulição, exemplos: 1 até 5 carbonos 5 até 20 carbonos 21 até 30 carbonos 31 até 40 carbonos Acima de 40 carbonos
gases líquidos óleos ceras sólidos
- A presença de átomos eletronegativos faz com que haja maiores forças intermoleculares, aumentando o ponto de fusão e ebulição. Exemplo:
Etano: ponto de ebulição: -89ºC densidade 1,28 g/cm³ Etanol: ponto de ebulição: 78ºC densidade 0,78g/cm³
- Densidade é a relação entre a massa de um corpo e o volume que o mesmo ocupa (o padrão adotado é a água a 25ºC = 1,000 g/cm³):
Exercícios - FUVEST 2014
1) Uma usina de reciclagem de plástico recebeu um lote de raspas de 2 tipos de plásticos, um deles com densidade 1,10 kg/L e outro com densidade 1,14 kg/L. Para efetuar a separação dos dois tipos de plásticos, foi necessário preparar 1000 L de uma solução de densidade apropriada, misturando-se volumes adequados de água (densidade = 1,00 kg/L) e de uma solução aquosa de NaCl, disponível no almoxarifado da usina, de densidade 1,25 kg/L. Esses volumes, em litros, podem ser, respectivamente,
a) 900 e 100. b) 800 e 200. c) 500 e 500. d) 200 e 800. e) 100 e 900 2) A tabela a seguir contém dados sobre
alguns ácidos carboxílicos.
Assinale a alternativa que apresenta uma afirmação coerente com as informações fornecidas na tabela.
a) A 20ºC, 1 mL de ácido etanoico tem massa maior do que 1 mL de ácido n-pentanoico.
b) O ácido propanoico (H3CCH2CO2H) deve
ter ponto de ebulição (a 1 atm) acima de 200ºC.
c) O acréscimo de um grupo –CH2– à
cadeia carbônica provoca o aumento da densidade dos ácidos carboxílicos.
d) O aumento da massa molar dos ácidos carboxílicos facilita a passagem de suas moléculas do estado líquido para o gasoso. e) O ácido n-butanoico deve ter pressão de vapor menor que o ácido n-hexanoico, a uma mesma temperatura.
MÉTODOS DE SEPARAÇÃO - Existem 12 métodos principais:
Catação: sólido/sólido por cor ou tamanho
Peneiração: sólido/sólido por tamanho
Ventilação: sólido densos/sólidos leves por ação do vento
Levigação: sólido densos/sólidos leves por ação da água
Filtração: sólido/líquido por membrana
Decantação: líquidos densos / líquidos leves
Sedimentação: sólido / líquido por tempo
Floculação: sólido / líquido por agente químico
Separação magnética
Centrifugação: decantação mais rápida, também pode separar sólidos de líquidos
Destilação simples: Sólido dissolvido / Líquido
Destilação fracionadas: 2 ou mais líquidos
- Aplicações: produção de etanol, bebidas alcoólicas e no tratamento de água. Exercício - ENEM 2014
O principal processo industrial utilizado na produção de fenol é a oxidação do cumeno (isopropilbenzeno). A equação mostra que esse processo envolve a formação do hidroperóxido de cumila, que em seguida é decomposto em fenol e acetona, ambos usados na indústria química como precursores de moléculas mais complexas. Após o processo de síntese, esses dois insumos devem ser separados para comercialização individual.
Considerando as características físico-químicas dos dois insumos formados, o método utilizado para a separação da mistura, em escala industrial, é a
a) filtração. b) ventilação. c) decantação. d) evaporação.
e) destilação fracionada
PARA SABER MAIS: Como é o tratamento da água e os métodos de separação adotados: http://site.sabesp.com.br/uploads/file/flash/tratamento_agua.swf
QUÍMICA AMBIENTAL
- Poluição pode ser entendida como introdução de substâncias pelo ser humano que geram um efeito negativo na saúde dos seres vivos e ecossistema (um vulcão não pode ser considerado fonte de poluição porque é um fenômeno natural, por exemplo).
- Destruição da camada de ozônio: A camada de ozônio está localizada no meio da atmosfera que protege os seres vivos dos raios ultravioleta emitidos pelo Sol (causadores de câncer de pele). Quando esse raio atinge uma molécula de ozônio, ele quebra a molécula do ozônio (O3) em gás oxigênio (O2) e retorna para o espaço, depois de um tempo o ozônio é formado novamente num ciclo. A equação global do processo é: 2 O3 → 3 O2.
- A introdução de CFCs (clorofluorcarbonos) na atmosfera fez com que essa camada fosse atacada, usados como propelentes em aerossóis, como isolantes em equipamentos de refrigeração e para produzir materiais plásticos, quando chegam na camada de ozônio, liberam uma molécula de cloro, que se liga ao oxigênio liberado da desintegração do ozônio, afetando o equilíbrio de reestruturação do ozônio:
- Com a diminuição da quantidade de ozônio presente, um buraco foi sendo feito na Antártida e já chegou a alguns países como Chile, Argentina e Brasil. Políticas de diminuição do uso dos CFCs estão vigentes para amenizar a destruição da camada de ozônio.
- Chuva ácida: Os gases CO2, SOx e NOx, quando liberados por automóveis e indústrias,
reagem com a água das nuvens e formam ácidos (ex: nítrico e sulfúrico) que caem na forma de chuva:
CO2 + H2O = H2CO3 (ácido carbônico)
SO3 + H2O = H2SO4 (ácido sulfúrico)
NO2 + H2O = HNO3 (ácido nítrico)
- Isso promove acidificação de rios e oceanos, alterando a vida de criaturas aquáticas e danos em estátuas e monumentos.
- Acidez dos oceanos: Naturalmente os oceanos captam o CO2 liberado pelos seres terrestres, formando ácido carbônico, que logo é decomposto num equilíbrio:
CO2 + H2O ⇌ H2CO3
2-- No entanto o CO2 que vem da poluição quebra esse equilíbrio de liberação e recepção de
CO2, tornando os oceanos mais ácidos, o íon carbonato em excesso (CO32-) reage com o íon
cálcio (Ca2+) dissolvido no mar e forma o CaCO3, um composto branco que se deposita em
cima dos recifes de corais, lar de várias espécies marinhas, o que afeta negativamente o habitat dos seres que ali habitam.
- Os recifes de corais são extremamente sensíveis e lá habitam várias espécies coloridas. Com a acidificação dos oceanos, eles ficam brancos e essas espécies coloridas viram alvo fácil de predadores, desequilibrando a cadeia alimentar.
- Aquecimento global: O efeito estufa é um processo natural para manter a temperatura do planeta adequada para todas as formas de vida e é naturalmente causado pelo CO2 e vapor
d’água. O aquecimento global é o efeito estufa em excesso, a concentração de gases estufa na atmosfera (CO2, CH4, CFC, NOx e SOx) mantém a radiação solar por muito mais tempo na
Terra, aumentando demais a temperatura do planeta e causando danos em ecossistemas como o derretimento das calotas polares.
Exercícios – ENEM 2014
1) A liberação dos gases clorofluorcarbonos (CFCs) na atmosfera pode provocar depleção de ozônio (O3) na estratosfera. O ozônio estratosférico é responsável por absorver parte da
radiação ultravioleta emitida pelo Sol, a qual é nociva aos seres vivos. Esse processo, na camada de ozônio é ilustrado na figura simplificada
Quimicamente, a destruição do ozônio na atmosfera por gases CFCs é decorrência da a) clivagem da molécula de ozônio pelos CFCs para produzir espécies radicalares. b) produção de oxigênio molecular a partir de ozônio, catalisada por átomos de cloro. c) oxidação do monóxido de cloro por átomos de oxigênio para produzir átomos de cloro.
d) reação direta entre os CFCs e o ozônio para produzir oxigênio molecular e monóxido de cloro.
e) reação de substituição de um dos átomos de oxigênio na molécula de ozônio por átomos de cloro.
2) Parte do gás carbônico da atmosfera é absorvida pela água do mar. O esquema representa reações que ocorrem naturalmente, em equilíbrio, no sistema ambiental marinho. O excesso de dióxido de carbono na atmosfera pode afetar os recifes de corais.
O resultado desse processo nos corais é o(a)
a) seu branqueamento, levando à sua morte e extinção.
b) excesso de fixação de cálcio, provocando calcificação indesejável. c) menor incorporação de carbono, afetando seu metabolismo energético. d) estímulo da atividade enzimática, evitando a descalcificação dos esqueletos
BIOQUÍMICA
- Bioquímica é o ramo da química que estuda reações químicas, funções e estruturas de componentes celulares nos seres vivos, sejam microscópicos ou macroscópicos.
- Proteínas: biopolímeros, cujos monomeros são chamados de aminoácidos. Desempenham várias funções no organismo: estrutural, enzimática, hormonal, defensiva, nutricional, energética e transporte. São sensíveis a variações de temperatura e de pH (por isso o corpo humano possui temperatura de 36ºC, acima de 40ºC as proteínas começam a não funcionar corretamente e o organismo pode morrer, por isso deve-se ter cuidado com a febre).
- Existem 20 aminoácidos principais, 11 desses são produzidos pelo ser humano (não-essenciais) e os outros 9 são obtidos por alimentação ((não-essenciais).
Estrutura simplificada de um aminoácido, nela é possível observar as funções orgânicas AMINA e ÁCIDO.
- Ácidos nucleicos: biopolímeros, cujos monômeros são chamados nucleotídeos. São responsáveis pelo armazenamento e transmissão da informação genética para síntese de proteínas. Os principais tipos são o DNA e o RNA. Um nucleotídeo é formado por uma pentose (carboidrato), um grupo fosfato e uma base nitrogenada.
- Lipídeos: únicas moléculas do grupo das macromoléculas que são insolúveis em água porque são formadas por longas cadeias de hidrocarbonetos apolares. Desempenham funções de energia, estrutura, isolante térmico e proteção do ser vivo.
- Importantes lipídeos são os ácidos graxos, triglicerídeos (possuem um grupo glicerol em uma extremidade da cadeia, formando ligação com três hidrocarbonetos), óleos (cadeia de ligações saturadas (simples)), gorduras (cadeia com uma ou outra ligação insaturada (duplas e/ou triplas)) e algumas vitaminas.
- Carboidratos: apresentam função energética e estrutural em diversos seres vivos, sendo a principal fonte de energia para um organismo e são vitais para o bom funcionamento dos órgãos (sempre é bom, por exemplo, estudar ou fazer provas com doces ao lado, pois são fontes rápidas de energia para o cérebro). São conhecidos como açúcares.
- Importantes carboidratos são os monossacarídeos solúveis em água e utilizados diretamente pelo organismo (glicose e frutose), a sacarose (união de uma frutose com glicose, precisam ser quebrados por enzimas para atuarem como energéticos no organismo) e os polissacarídeos (amido e celulose, insolúveis em água, também precisam ser quebrados por enzimas).
Exercícios - ENEM 2014
Na década de 1940, na Região do Centro-Oeste, produtores rurais, cujos bois, porcos, aves e cabras estavam morrendo por uma peste desconhecida, fizeram uma promessa, que consistiu em não comer carne e derivados até que a peste fosse debelada. Assim, durante três meses, arroz, feijão, verduras e legumes formaram o prato principal desses produtores. Para suprir o déficit nutricional a que os produtores rurais se submeteram durante o período da promessa, foi importante eles terem consumido alimentos ricos em
a) vitaminas A e E b) frutose e sacarose c) aminoácidos naturais d) aminoácidos essenciais e) ácidos graxos saturados
SABÃO
- Sabões são sais de ácidos graxos, obtidos através de óleos e gorduras numa reação química chamada saponificação, após a reação química o óleo (totalmente hidrofóbico) adquire uma extremidade polar e é por isso que os sabões são utilizados em limpeza, por interagirem em dois sistemas diferentes (hidrofóbico e hidrofílico) conseguem interagir com a sujeira e são carregados pela água para fora do objeto, limpando-o.
- Mecanismo de limpeza: Quando um sabão entra em contato com a água, as porções hidrofóbicas de suas moléculas assumem uma conformação que as protege do contato com as moléculas de água (altamente polares). A essa conformação dá-se o nome de micela.
As sujeiras ficam retidas no interior da micela junto com a cauda apolar dos sabões, na parte externa a cabeça polar dos sabões interage com a água e a micela é eliminada com água corrente.
REAÇÕES BIOQUÍMICAS
- Esterificação: reação ácido-base da química orgânica, ela ocorre quando reagimos um ácido carboxílico com uma molécula de álcool, os produtos da reação são um éster e uma molécula de água.
- É importante notar que essa reação é reversível, ou seja, o éster pode sofrer uma hidrólise e voltar a formar o ácido e o álcool originais, por isso deve-se ter um importante controle na produção industrial de ésteres. Uma reação comum é a formação do tereftalato de etileno, a base para produção do politereftalato de etileno (plástico PET), esse éster é formado da reação do ácido tereftálico com etileno glicol:
- Saponificação: processo de fabricação de sabão. Consiste na hidrólise de óleos e gorduras (conhecidos como triglicerídeos) mediante a adição de uma base forte sob aquecimento.
- Além do sabão é formada a glicerina, que é ser mantida junto ao sabão por suas propriedades umectantes (por possuir 3 hidroxilas, atua como umectante, interagindo com a pele e a mantendo úmida).
- Transesterificação: reação em que um éster é obtido por meio de outro éster. É a reação utilizada para produzir biodiesel na presença de um catalisador básico. A matéria-prima da produção é um óleo vegetal, fonte triglicerídeos esse óleo reage com um álcool (o metanol é o mais indicado, mas no Brasil se utiliza o etanol) na presença de um catalisador (que pode ser o NaOH ou o KOH), os produtos dessa reação são 3 ésteres de ácidos graxos (o biodiesel propriamente dito) e glicerina (removida por decantação).
Exercício - UNICAMP 2014
Recentemente encontrou-se um verdadeiro ―fatberg‖, um iceberg de gordura com cerca de 15 toneladas, nas tubulações de esgoto de uma região de Londres. Esse ―fatberg‖, resultado do descarte inadequado de gorduras e óleo usados em frituras, poderia ser reaproveitado na produção de
a) sabão, por hidrólise em meio salino.
b) biodiesel, por transesterificação em meio básico. c) sabão, por transesterificação em meio salino. d) biodiesel, por hidrólise em meio básico.
ALIMENTOS
- Na base da pirâmide alimentar estão os alimentos que devem ser mais consumidos, no topo estão os alimentos que não são necessários em grandes quantidades. A seguir os principais nutrientes que podemos obter numa alimentação:
Carnes e grãos: proteínas
Leite e derivados: lipídeos
Frutas, verduras e legumes: vitaminas, fibras e nutrientes
Pães, massas, cereais, tubérculos e raízes: carboidratos
Doces: açúcares e gorduras
- A digestão de carboidratos, lipídios e proteínas ocorrem em lugares diferentes porque as enzimas que digerem cada um desses grupos funcionam em pH diferentes:
A digestão de carboidratos começa na boca (saliva) e continua no intestino (básico)
A digestão de lipídeos ocorre sempre no intestino (básico)
A digestão de proteínas ocorre sempre no estômago (ácido) - Uma alimentação não balanceada pode fazer surgir doenças:
EXCESSO DE ALGUM NUTRIENTE - Obesidade (excesso de gordura corporal) - Colesterol elevado (excesso de consumo de colesterol)
- Gastrite (excesso de alimentos ácidos) - Diabetes (excesso de consumo de glicose e gordura)
- Hipertensão (excesso de sal, álcool, gordura)
- Cirrose (excesso de álcool)
FALTA DE ALGUM NUTRIENTE - Escorbuto (falta de vitamina C)
- Cegueira noturna (falta de vitamina A) - Bócio (falta de iodo)
- Anemia (falta de ferro)
- Osteoporose (falta de cálcio) - Raquitismo (falta de vitamina D)
Exercício - ENEM 2012
A condição física apresentada pelo personagem da tirinha é um fator de risco que pode desencadear doenças como:
COMBUSTÍVEIS
- São definidas como energias renováveis (recursos não finitos):
Energia hidráulica
Energia solar
Energia de biomassa – única energia suja do grupo
Energia eólica
Energia geotérmica
Energia maremotriz (ondas)
- São definidas como energias não renováveis (recursos finitos):
Carvão
Gasolina
Gás natural
Urânio – única energia limpa do grupo
- Extremamente importante não confundir energias renováveis com energia limpa! COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS
Combustíveis fósseis passaram por um processo muito lento de decomposição de restos de plantas e de animais. Eles são a principal fonte de energia utilizada atualmente. Todos os combustíveis fósseis são considerados fontes de energia suja e liberam CO2 na atmosfera.
- Carvão: Substância preta e rígida, composto por carbono, hidrogênio e oxigênio e outros elementos como enxofre, sua combustão libera grandes quantidades de CO2 e outros óxidos
principalmente de enxofre e cinzas. Produz 1,37 vezes mais dióxido de carbono do que petróleo, para igual conteúdo energéticos.
C (carvão) + O2 = CO2 + CO + SO2 + cinzas
- Petróleo: Mistura complexa de hidrocarbonetos que variam de 4 a 50 carbonos. Encontra-se em rochas porosas e é a principal commoditie utilizada atualmente, dele se extraem compostos usados como matéria-prima de plásticos e medicamentos, fertilizantes e tecidos. Seus componentes, predominantemente apolares, são separados numa torre de destilação, que funciona na baseada no ponto de ebulição dos compostos presentes.
- Gás Natural: Mais leve que o ar, é o gás metano (CH4). Gás altamente inflamável disponível
em reservatórios subterrâneos. Mesmo liberando CO2, sua queima é menos poluente que a do
petróleo ou a do carvão, sendo que seu aproveitamento depende de bombeamento e consequente transporte.
BIOCOMBUSTÍVEIS
Os biocombustíveis são fontes de energia renováveis oriundas da biomassa, essa é a principal vantagem dos biocombustíveis perante os combustíveis fósseis: não são recursos finitos, podendo ser utilizados sem o medo de que algum dia eles se esgotem. É importante frisar que, da mesma forma que os combustíveis fósseis, os biocombustíveis são poluentes, liberando CO2 quando queimados, mas como sua fonte é a biomassa, ela mesma absorve parte do CO2
liberado na sua queima para realizar processos de fotossíntese, enquanto que com os combustíveis fósseis não há essa possibilidade devido sua formação não ser de origem vegetal viva.
As principais matérias-primas para a produção são a cana-de-açúcar, beterraba, sorgo, dendê, semente de girassol, mamona, milho, mandioca, soja, aguapé, copaíba, lenha, resíduos florestais, excrementos de animais, resíduos agrícolas, entre outras.
- Álcool: Principal combustível brasileiro. É o etanol puro (CH3- CH2-OH) obtido da
cana-de-açúcar pelo processo de fermentação da sacarose. A indústria sucroalcooleira é sustentável, de forma que produz mais energia do que consume. O bagaço de cana-de-açúcar vem se mostrado nos últimos tampos outro bom combustível, podendo ser usado em caldeiras diretamente ou como etanol de 2ª geração através da fermentação da celulose. Apesar de barato, não possui tanto rendimento num carro quanto a gasolina porque o etanol é uma molécula polar, podendo interagir com moléculas de água que roubam o calor de dentro do motor.
- Biodiesel: O biodiesel é um combustível derivado de fontes renováveis como óleos vegetais e gorduras animais. São ésteres de ácidos graxos obtidos pela reação química de transesterificação ou por craqueamento térmico. Atualmente 75% da produção brasileira é feita com óleo de soja, 20% com gordura animal e o restante com diversas outras fontes, como o dendê, o óleo de algodão e a canola. Esse biocombustível substitui total ou parcialmente o diesel de petróleo, em motores de caminhões, tratores, camionetas, automóveis e também motores de máquinas que geram energia.
- Biogás: É o gás metano obtido pela degradação da matéria orgânica por microrganismos em ambiente sem oxigênio. Junto ao metano também vem uma parcela de CO2, então o poder de
combustão do biogás é menor que do gás natural. É produzido em áreas rurais ou em aterros sanitários. A matéria orgânica restante do processo pode ser utilizada como adubo.
Exercício - ENEM 2014
O potencial brasileiro para transformar lixo em energia permanece subutilizado — apenas pequena parte dos resíduos brasileiros é utilizada para gerar energia. Contudo, bons exemplos são os aterros sanitários, que utilizam a principal fonte de energia ali produzida. Alguns aterros vendem créditos de carbono com base no Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), do Protocolo de Kyoto. Essa fonte de energia subutilizada, citada no texto, é o
a) etanol, obtido a partir da decomposição da matéria orgânica por bactérias. b) gás natural, formado pela ação de fungos decompositores da matéria orgânica.
c) óleo de xisto, obtido pela decomposição da matéria orgânica pelas bactérias anaeróbias. d) gás metano, obtido pela atividade de bactérias anaeróbias na decomposição da matéria orgânica.
e) gás liquefeito de petróleo, obtido pela decomposição de vegetais presentes nos restos de comida.
Exercício - UNICAMP 2014
A matriz energética brasileira tem se diversificado bastante nos últimos anos, em razão do aumento da demanda de energia, da grande extensão do território brasileiro e das exigências ambientais. Considerando-se as diferentes fontes para obtenção de energia, pode-se afirmar que é vantajoso utilizar
a) resíduos orgânicos, pois o processo aproveita matéria disponível e sem destino apropriado. b) carvão mineral, pois é um recurso natural e renovável.
c) energia hidrelétrica, pois é uma energia limpa e sua geração não causa dano ambiental. d) energia nuclear, pois ela usa uma fonte renovável e não gera resíduo químico.
