Sal de Cozinha - Parte 2

Esta é a continuação do artigo sobre o sal de cozinha. Bem, nós já vimos algumas propriedades do principal componente do sal de cozinha: o cloreto de sódio. Isso mesmo, o principal componente. 99% do sal de cozinha é cloreto de sódio. O outro 1% é uma mistura de outros sais tais como: iodeto de potássio, ferrocianato de alumínio, silicato de sódio etc. Já vimos que para se obter o sal de cozinha, pode-se efetuar-se algumas reações químicas (veja a parte 1 do artigo).

Uma segunda forma de se obtê-lo é através da água do mar. A água do mar é uma mistura de água (dã), alguns sais dissolvidos e também algumas impurezas (areia, por exemplo). Filtrando-se a água podemos retirar dela tudo o que não está dissolvido e a maior parte de suas impurezas. Feito isso, aquece-se mistura até que toda a água do sistema vaporize. Impurezas e os sais que estavam dissolvidos não evaporam com a água, obviamente. Este processo de aquecer-se a água para se obter o que está dissolvido nela se chama recristalização. Vamos esclarecer uma coisa: a ação do sol e dos ventos faz a maior parte dos sais dissolvidos na água do mar precipitarem, isto é, voltarem à forma sólida e se dirigirem ao fundo do mar. Portanto, a mistura de componentes sólidos obtida ao final da recristalização é quase o sal de cozinha que nós consumimos. Mas esta mistura é ainda enviada para refinarias que modificam sua composição para fabricar o sal de cozinha. Ou seja, através de processos industriais, a matéria retirada do mar é modificada em sua composição até ficar com 99% de cloreto de sódio e 1% de outros sais importantes. Mas as refinarias podem fabricar três tipos de sal de cozinha: sal refinado (obviamente), sal grosso e sal light. O sal refinado é aquele que consumimos todos os dias, em forma de pó. O sal grosso possui a mesma composição do sal refinado (99% de NaCl e 1% dos outros sais), só que o sal grosso não foi triturado. Já o sal light é modificado para ter 50% de cloreto de sódio e 50% de cloreto de potássio. O cloreto de potássio fica menos tempo no organismo retendo menos água consequentemente (por isso ele é mais leve, mais light). Uma outra forma de se obter cloreto de sódio é através de seu minério encontrado na natureza: a halita. Ela é extraída e processada para a obtenção do NaCl. A figura a seguir mostra o minério.

Bom, apenas 5% de todo cloreto de sódio extraído (seja da água do mar ou da halita) é utilizado na fabricação de sal de cozinha. O resto é usado para diversos fins, tais como:

• Na obtenção de sódio metálico e gás cloro - O sódio metálico é matéria prima para a substância hidróxido de sódio, a qual é utilizada nos mais variados produtos de limpeza (sabonetes, sabão em pó, detergentes etc). Já o gás cloro é utilizado principalmente como matéria prima de desinfetantes e também para a obtenção de produtos destinados à manutenção de piscinas (hipoclorito de sódio, ácido clorídrico, etc). As imagens a seguir mostram, respectivamene: sabão em pó, cloro para piscinas (feito genericamente por hipoclorito de sódio) e algicida (produto utilizado na manutenção de piscinas que contém ácido clorídrico).

• Em cosméticos e medicamentos - Muitos dos xampus que utilizamos no cotidiano possuem em sua formulação o cloreto de sódio (o Palmolive é um bom exemplo). Você pode comprovar isto vendo o rótulo destes produtos. Lá, é possível encontrar o termo sodium chlorine que significa cloreto de sódio. Alguns remédios também possuem cloreto de sódio e neste caso a lista de produtos é imensa então só vou citar um dos mais usados: o soro fisiológico. O soro fisiológico nada mais é do que uma solução de água destilada e cloreto de sódio, onde a composição em massa do sal corresponde a 0,9% do total. Em outras palavras, se o soro "pesar" 100 gramas, 0,9 gramas são de cloreto de sódio e os outros 99,1 gramas são da água.

Estes são apenas os principais usos... O cloreto de sódio é usado para uma infinidade de coisas que vão desde à fabricação de tecidos até produtos de limpeza. Tudo isso graças ao conhecimento de suas propriedades químicas e também de alguns processos químicos. Nós vemos aí que ninguém pode dizer que a química não é importante e nem útil, não é mesmo? Bom, é isso^^; espero que tenham gostado! Até a próxima postagem.

Sal de Cozinha - Parte 1

Alimentar-se é fundamental. O alimento é o combustível do corpo, aquilo nos dá energia para efetuarmos e mantermos nossas funções vitais, tais como: batimentos do coração, respiração, digestão etc. Só que, modéstia parte, a comida seria um tanto "sem graça" quando não temperada com sal. Hoje exploraremos este mundo salgado. Qual a composição do sal? Qual a sua utilidade? Leia e descubra.

Antes de tudo, deixemos claro o seguinte: o nome "sal" na Química designa um grupo de substâncias. É por isso que costumamos dizer "sal de cozinha" e não "sal". Mas para não termos maiores problemas, utilizaremos o nome científico do sal de cozinha: cloreto de sódio.

Como o próprio nome sugere, o cloreto de sódio é formado por dois elementos: o sódio e o cloro. O sódio (Na) é um metal que pertence à família IA da tabela periódica. Ele faz parte de um grupo de elementos conhecidos como metais alcalinos. Em sua forma metálica, o sódio é esbranquiçado e bem maleável, possui a característica de reagir violentamente com a água. Já o cloro (Cl) pertence à família VIIA da tabela periódica, um grupo de elementos chamado de halogênios. Observe que não existe uma substância com apenas um átomo de cloro. Existe o gás cloro, cuja fórmula é Cl2 (com dois átomos de cloro).

_{Sabemos então que o sal de cozinha é formado por sódio e cloro. Mas como estes dois elementos se organizam para formar a estrutura do cloreto de sódio? O objetivo aqui não é conhecermos detalhadamente os processos de ligações entre elementos. Mas vamos pelo básico. O sódio é um elemento muito eletropositivo. Como assim? Isto quer dizer que este elemento possui, basicamente, a tendência de ter a carga elétrica positiva (+). Em contrapartida, o cloro é muito eletronegativo, isto é, possui a tendência de ter a carga elétrica negativa (-). Veja bem: estas afirmações são extremamente básicas e foram feitas apenas para que o leitor entenda o assunto deste artigo. Como nós bem sabemos, "os opostos se atraem". É isso que acontece: o sódio positivo se atrai mutuamente com o cloro negativo. Mas isto ocorre em grande escala com vários átomos de sódio e vários átomos de cloro. O resultado destas ligações forma a seguinte estrutura:}

_{Esta estrutura é chamada de retículo cristalino. Microscopicamente falando, este é o sal de cozinha o_o. Mas, devemos observar que só há o retículo cristalino quando o cloreto de sódio está no estado sólido. Nos estados líquido e gasoso, as partículas (sódio e cloro) não estão estagnadas mas sim em liberdade de movimento (pense na água, sob a forma de gelo ela é estática mas sob a forma de líquido ou vapor ela possui liberdade de movimento). A partir de agora, passaremos a chamar as partículas sódio e cloro do cloreto de sódio de íons. Íons são átomos eletricamente carregados. O sódio do sal de cozinha é um íon, pois está carregado positivamente. O cloro do sal de cozinha também é um íon, porque está carregado negativamente. Observe que para cada um íon de sódio há um íon de cloro, o que faz com que a fórmula do cloreto de sódio seja NaCl.}

_{Agora que já sabemos um pouco sobre o cloreto de sódio, podemos ampliar nossos conhecimentos. Você acha que o sal de cozinha conduz corrente elétrica? A resposta é NÃO. Se eu pedisse um exemplo de substância condutora, você provavelmente pensaria na água. Mas a água conduz corrente elétrica? A resposta também é NÃO. Então, hipoteticamente, uma mistura de água e sal de cozinha também não conduziria corrente elétrica. ERRADO. Sim, meus caros, água e sal juntos são até bons condutores. Mas, por que isso ocorre? Bom, para respondermos esta pergunta, vamos levar em conta uma regra básica: para que um sistema qualquer conduza corrente elétrica, deve haver neste íons com liberdade de movimento. Agora, podemos analisar os três casos.}

• _{Cloreto de sódio puro no estado sólido - Bom, há os íons sódio e cloro mas não há condução, afinal estes íons não estão em liberdade de movimento. Perceba que a movimentação dos íons guia a corrente elétrica. Sem a presença de íons em movimentação, não há como conduzir a eletricidade.}

• Água pura - Quando eu falava sobre a água, eu falava sobre ela PURA, com nada dissolvido. Água PURA é diferente de água POTÁVEL (esta possui sais dissolvidos que são essenciais à vida). A água pura pode ser obtida através do processo da destilação (veja o artigo "Destilando o Petróleo" para saber mais sobre a destilação) e, por esta razão, é chamada de água destilada. Esta realmente não conduz corrente elétrica pois a água não é formada por íons e consequentemente não há movimentação destes pelo sistema.

• Água misturada ao cloreto de sódio - Para entendermos este caso, precisamos observar dois fenômenos. Primeiramente, a dissolução. Dissolução é o que ocorre quando um solvente dissolve um soluto. A água (solvente) dissolvendo o sal (soluto) é uma dissolução. Genericamente, as dissoluções formam misturas denominadas soluções. O outro fenômeno que devemos abordar é a dissociação iônica. A forma como a água dissolve o cloreto de sódio destrói o retículo cristalino, o que libera íons de sódio e íons de cloro para a solução. A figura a seguir ilustra este processo.

_{Como podemos ver, as moléculas de água vão desfigurando o retículo cristalino, retirando os íons que o compõem. Esta é a dissociação iônica. Arrá, então a água, através da dissolução, provoca a separação dos íons sódio e cloro que formam o retículo cristalino do sal de cozinha. O resultado desta série de fenômenos faz com que haja íons em movimento! Portanto, uma solução aquosa de cloreto de sódio conduz SIM corrente elétrica.} O experimento a seguir comprova estes dados. Observe que apenas na solução salina a lâmpada acendeu, pois só nesta há íons em movimento que conduzem a eletricidade.

Agora que já sabemos algumas propriedades do "sal nosso de cada dia", podemos discutir sobre sua obtenção e aplicações no mundo atual. Bem, em laboratório, é possível obter cloreto de sódio colocando em contato o gás cloro e o sódio metálico. O que ocorre é uma reação química na qual muita energia sob a forma de luz é liberada (observe a imagem a seguir).

Claro que esta não é a melhor forma de obtenção do cloreto de sódio. Seria muito inviável se todo sal de cozinha no mundo fosse obtido assim... Também existem outras reações químicas que permitem obter cloreto de sódio como produto. Mas, mais uma vez, todo o sal do mundo não poderia ser obtido apenas através de reações químicas. Bem, é claro que estas reações permitem obter o cloreto de sódio puro e não o sal de cozinha que conhecemos. Afinal, o sal de cozinha é formado por 99% de NaCl sendo o 1% restante um conjunto de outros sais como iodeto de potássio, ferrocianato de alumínio, silicato de sódio. Bom, o artigo está ficando muito grande. Então resolvi dividi-lo em duas partes. Amanhã publicarei "Sal de Cozinha - Parte 2" aqui no blog. Ah, tem mais uma coisa. Em vez de fazer postagens semanais, começarei a blogar de cinco em cinco dias^^.

Comentem o que acharam até agora do artigo :D.

Vídeo sobre Química

Ei, pessoal, dêem uma olhada nesse vídeo. Os amantes de química vão gostar ^^. http://www.youtube.com/watch?v=a45dXztokZM&feature=player_embedded.

Destilando o Petróleo

Não é segredo para ninguém que o chamado "ouro negro" é símbolo de poder. A História nos conta algumas barbaridades que o homem efetuou em busca deste recurso natural. Mas o objetivo aqui não é abordamos aspectos históricos mas sim químicos do combustível do capitalismo: o petróleo. De onde ele veio? Qual a sua composição? Para que ele serve? Leia e descubra.

As jazidas de petróleo possuem milhões de anos de idade. Afinal, o processo de formação do petróleo leva muito tempo. Ele provém basicamente de restos orgânicos de seres vegetais e marinhos. Com o passar dos anos, os movimentos da crosta terrestre (terremotos, erupções vulcânicas, tsunamis entre outros fenômenos naturais) levaram estes restos para o fundo dos mares. Conforme a movimentação terrestre ocorria, uma camada de sedimentos foi compactando estes restos no local onde se encontravam. E foi aí que começou o processo químico de formação do ouro negro. Ocorreu o que chamamos de decomposição. A decomposição nada mais é do que a reciclagem da matéria. Quando um animal morre, ele possui em seu corpo vários nutrientes e elementos importantes à vida (como carbono, oxigênio, nitrogênio e hidrogênio), os quais não podem ser desperdiçados. O processo de decomposição retira esses componentes primordiais e os devolve ao ecossistema, de forma a manter um equilíbrio entre a vida e a morte. É a famosa putrefação (apodrecimento). Os seres decompositores, ou seja, aqueles responsáveis pela decomposição, são seres microscópicos. Eles podem fazer dois tipos de decomposição: 1) A decomposição aeróbica: Aquela que só ocorre na presença de oxigênio; 2) A decomposição anaeróbica: Aquela que ocorre na ausência de oxigênio. A decomposição anaeróbica que ocorreu no fundo dos mares com aqueles restos orgânicos compactados por uma camada sedimentar deu origem a um líquido viscoso, inflamável ,insolúvel em água e menos denso que a mesma chamado de petróleo (mostrado na figura a seguir).

Este líquido preto é na verdade uma mistura de várias substâncias, as quais são formadas por um grupo de compostos conhecidos como hidrocarbonetos. Hidrocarbonetos são substâncias que são formadas apenas pelos elementos carbono e hidrogênio. Estes compostos apresentam como principais características: são combustíveis (inflamáveis) e menos densos que a água. O que quer dizer que um hidrocarboneto é menos denso que a água? Densidade é uma relação entre massa e volume de um corpo. Nós poderíamos facilitar considerando dois corpos ambos com 2 litros de volume. Aquele que possuir mais massa dentro de si é mais denso. Então, se colocarmos em dois recipientes as mesmas quantidades de água e de um hidrocarboneto qualquer, a amostra de água apresenta mais "peso" e por isso é mais densa. Corpos menos densos possuem a tendência de permanecer sobre corpos mais densos. Se misturarmos óleo e água, por exemplo, o óleo ficará sobre a água porque ele é menos denso.

O mesmo ocorre com qualquer hidrocarboneto e consequentemente o petróleo quando misturados com água (observe que a densidade da água é igual à 1g/ml e a do petróleo aproxima-se de 0,8g/ml). Mas quais são os hidrocarbonetos que compõem o ouro negro? Na verdade, são misturas de hidrocarbonetos. Entre elas encontramos a gasolina, a querosene, o óleo diesel etc. Nós não usamos o petróleo cru, mas sim essas frações de misturas de hidrocarbonetos que o compõem. E, finalmente, chegamos no ponto crucial deste artigo: como extrair da matéria crua (petróleo) aquilo que é utilizável pelo ser humano? Bom, antes de retirar algo do petróleo é necessário ter o petróleo. Então o processo de seu aproveitamento se inicia com sua extração. O objetivo aqui não é falar sobre a extração do petróleo e sim da obtenção de seus componentes. Portanto, vejamos brevemente como é o processo de extração. Nós já sabemos que o petróleo se localiza no fundo dos oceanos abaixo de camadas sedimentares. A profundidade da jazida pode variar de dezenas à milhares de metros. Geralmente, aplica-se água quente sobre tubulações ligadas á jazida que, devido à maior densidade (lembra?), obriga o petróleo a subir até que máquinas das plataformas de extração possam levá-lo à superfície. Uma curiosidade: em jazidas muito profundas, conseguimos extrair apenas de 30 até 40% de todo o petróleo existente naquele local. Temos tecnologia para extrair mais, mas é muito inviável de acordo com o custo e benefício da venda do barril de petróleo. Certo, agora nós temos o petróleo. O que fazer com ele? O petróleo obtido na extração é enviado às refinarias que, obviamente, refinam (dã). Este procedimento nada mais é do que uma destilação. Ok, mais uma palavra para explicar... Destilação é um processo pelo qual se obtém os componentes de uma mistura pelo aquecimento. Bom, existem algumas condições para a utilização deste método. Primeiro, para líquidos imiscíveis (como óleo e água) se aplicam outros métodos de separação. Segundo, deve haver uma diferença considerável entre os pontos de ebulição dos componentes da mistura. Ponto de ebulição é a temperatura em que uma substância passa do estado líquido para o gasoso, ou seja, ferve. O P.E. (ponto de ebulição) da água é 100°C. Isto quer dizer que à 100°C a água começa a ferver. Quando misturamos água e álcool, formamos um sistema que pode ser separado por destilação, uma vez que água e álcool são miscíveis e possuem P.E. diferentes (100°C e 78°C respectivamente). Vale frisar que estou me referindo ao etanol, aquele álcool que utilizamos no dia-a-dia. Não se esqueça que existem outros tipos de álcoois (assim como os hidrocarbonetos, os álcoois são um grupo de substâncias). A aparelhagem utilizada na destilação desta mistura está a seguir:

Observe que a aparelhagem é formada por um balão de destilação que contém a mistura. Ela é submetida ao aquecimento e a temperatura desta mistura vai aumentando. Quando esta chegar à 78°C, o álcool vai começar a evaporar e chegará até o condensador. O contato do vapor do álcool com as paredes frias do condensador fará com que o álcool volte a ser líquido e escorra até um recipiente chamado Erlenmeyer que se encontra no final da aparelhagem. Quando eu sei que todo o álcool foi transferido para o Erlenmeyer? A resposta é simples: quando parar de sair vapor do balão da destilação. Afinal, a água só vai ebulir quando chegar aos 100°C. Esta é a destilação e nós obtivemos água e álcool separados =).

Este é o grande destilador de petróleo. Ele possui um local para armazenamento onde há uma bomba, a qual impulsiona a mistura de hidrocarbonetos até a fornalha. É aí que o petróleo é aquecido a altas temperaturas (mais de 400°C). Observe que o petróleo não entra em contato direto com o fogo e nem há oxigênio pela tubulação por onde ele passa. Isto é uma medida de segurança, devido à grande combustibilidade do ouro negro. O aquecimento do petróleo forma uma mistura de gases que sobe pela torre de fracionamento. Nesta torre, a temperatura vai diminuindo gradativamente conforme a altura e um componente diferente (todos hidrocarbonetos) sai em cada patamar. Alguns saem sólidos, outros líquidos e outros gasosos. A tabela a seguir mostra as frações que compõem o petróleo, suas T.E., seus usos e composição:

Observe que não foram obtidas substâncias puras como na separação de água e álcool, mas sim misturas de hidrocarbonetos. É possível obter cada hidrocarboneto que compõe o petróleo através de outros métodos e talvez num outro artigo eu os aborde. Bom, então é isso! Espero que tenham gostado! Comentem sobre o que pode ser melhorado no texto ou dêem uma sugestão para o próximo artigo. Obrigado xD.

Química e Sociedade

O Novo Aurélio Século XXI define Química como a ciência em que se estuda a estrutura das substâncias, correlacionando-a com as propriedades macroscópicas, e se investigam as transformações das substâncias. Esta significação pode ser um tanto redundante, pois a Química, como diz o dicionário, é uma ciência mas ela não apenas "estuda" algo, como também busca o desenvolvimento. Vamos explorar um pouco o universo da Química para entendermos seus objetivos e significados. A Química surgiu na Europa no final do século XVIII. Antes disso, não existia um conjunto suficiente de conhecimentos científicos para que a Química pudesse ser criada. Afinal, como diz o filósofo Henri Poincaré: Faz-se ciência com fatos, como uma casa com pedras; porém, uma acumulação de fatos não é ciência, exatamente como um montão de pedras não é uma casa. O objeto de estudo da Química é a matéria. Matéria é basicamente tudo o que nos cerca, os corpos em geral. Os químicos tentam desvendar a estrutura e características dos diversos materiais, o que permite conhecer suas transformações. Mas, por que conhecer a estrutura, propriedades e transformações dos materiais que nos cercam? A resposta é simples: este conhecimento permite a criação de novos e melhores materiais que atendam às necessidades da humanidade. Que materiais? Bem, a lista é imensa mas os mais importantes são: cosméticos, combustíveis, fibras têxteis, ligas metálicas, remédios e até mesmo nanotecnologia. Você ainda não se convenceu? Então analisemos o exemplo de alguma empresa de cosméticos: a Avon. Nas duas últimas décadas ela teve um grande faturamento com seus produtos de beleza que são destinados às mulheres (e quem sabe aos homens) vaidosos. Mas existe uma pessoa por trás destes produtos: o químico. Seu conhecimento permite formular novos produtos de beleza para a Avon, deixando os consumidores satisfeitos. No caso da Avon, o químico responsável se chama João Hansen e todos os produtos desta empresa possuem seu nome, conforme a imagem abaixo:

Em outras embalagens de produtos que utilizamos no dia-a-dia, como perfumes, desodorantes, produtos de limpeza, remédios entre outros também é possível encontrar o nome de um responsável técnico, o profissional cujo conhecimento de Química permitiu que um determinado produto fosse criado. Portanto, ninguém é obrigado a gostar de Química. Muitos acreditam que ela não tem uma utilidade direta em nosso cotidiano. O que quero mostrar é que talvez nós realmente não apliquemos esta ciência, mas alguém aplica para tornar nossa vida mais prática e agradável, o que acaba fazendo com que a Química seja indispensável ao mundo atual.