O Cimento e o Vidro

Em nosso cotidiano nos defrontamos com muitos processos reacionais. Alguns passam despercebidos, mas a sua importância é fundamental para o desenvolvimento das cidades. Um desses exemplos é a produção industrial do VIDRO e do CIMENTO.

O VIDRO

Acredita-se que o vidro já era conhecido desde 2500 a.C., pelos egípcios. Uma lenda conta que, em 1500 a.C., marinheiros fenícios já usavam “pedras” de Na₂CO₃ natural para fazer fogueiras nas praias e, com o fogo, pedaços de vidro eram produzidos (com o calor, o Na₂CO₃ reage com a areia, produzindo vidro).

Atualmente, o vidro comum é produzido pela mistura de areia (SiO₂), soda ou barrilha (Na₂CO₃) e calcário (CaCO₃), que é aquecida em fornos especiais, a cerca de 1500ºC. Ocorrem reações do tipo:

xNa₂CO₃ + yCaCO₃ + zSiO₂ → (Na₂O)x . (CaO)y . (SiO₂)z    + (x+y)CO₂

                    

                              VIDRO

Esse é o vidro “incolor”; vidros coloridos são fabricados adicionando-se, à mistura inicial, pequenas quantidades de óxidos metálicos, como, por exemplo, Fe₂O₃ (que dá cor verde ao vidro), o CrO (cor azul) etc. O vidro fabricado com 10 a 15 % de óxido de chumbo (Pb₃O₄ – zarcão ou mínio) tem densidade e brilho elevados, é conhecido como cristal e usado na fabricação de vasos e taças.

O vidro não tem composição química nem forma cristalina definidas; é considerado um “sólido amorfo”, ou como dizem alguns autores, um “líquido super resfriado” que atingiu uma viscosidade tão alta que se comporta como um sólido.

A fibra de vidro (SiO₂ puro), na forma de fios, está revolucionando as comunicações por  telefone, televisão, internet, etc. Além disso,  está sendo comercializada como forma de alongar as unhas e na indústria automobilística.

CIMENTO

Os povos antigos usavam gesso (CaSO₄ . 2H₂O) ou cal (CaO)  em suas construções. O cimento, tal como o conhecemos atualmente, foi criado em 1824, por Joseph Aspdin, na Inglaterra, perto da cidade de Portland – daí o nome cimento portland. Ele é fabricado aquecendo, em um forno rotatório a 1500ºC, uma mistura de calcário (CaCO₃), argila(vários silicatos, principalmente o de alumínio) e areia. Do forno saem “pedregulhos” duros denominados clinquers, que, moídos, dão origem ao cimento. A composição do cimento é a seguinte: 60 a 67% de CaO, 17 a 25% de SiO₂, 3 a 8% de Al₂O₃, 2 a 3% de MgO e 2 a 3% de FeO. Com água, o cimento endurece devido à cristalização dos silicatos de cálcio e alumínio. Junto com areia e pedras, o cimento endurece, formando o concreto (o concreto é “armado” com hastes de aço).

FONTE:

FELTRE, R. Química. Editora Moderna.

Links Didático

           Olá pessoal, em mais uma visita ao mundo virtual encontrei esse material para nos auxiliar em nossos conteúdos de química. Quando possível naveguem e descubram as maravilhas do conhecimento.

Abraços.

Links Didático Essential Chemistry, disponibiliza animações didáticas.
Animações e downloads, produzido pela Iowa University.
Animações em 3D, produzido pela UNICAMP
Chemistry Animations, apresenta diversos links de animações.
Simulações Interativas, produzido pela University of Colorado.
Dia-a-Dia Educação, arquivo de links com simulações
Site de Utilidades, calculadoras químicas, jogos, interativos.
Química Geral, teste seus conhecimentos de química geral
Anachem, Umea University disponibiliza vários materiais didáticos
Revista Virtual de Quimica, criada pela UFF,disponibiliza artigos
Wiley, disponilbiliza animações sobre alguns temas de bioquímica
Silberberg livro, diversas animações de multiplos temas de geral
Chemtour, Animações do livro química, ciência em contexto
Gilbert, Animação sobre cinética química
Química das Coisas,Site com diversos vídeos com temas variados
Vídeos Didáticos
Introdução à Química
Segurança Laboratório (Mr. Bean)
Fabricação de Pilhas

Pesquisadores da UFC desenvolvem software para o Ensino de Química

        O prof. do Departamento de Química da Universidade Federal do Ceará, Dr. José Nunes da Silva Júnior, e coordenador do Grupo de Desenvolvimento de Ferramentas Computacionais para o Ensino de Química, junto com seu grupo finalizou um software, no formato de um jogo educacional, que oferece aos estudantes uma forma lúdica de revisar os conceitos abordados em Estereoquímica.
         O nome do jogo é Stereogame, o qual pode ser acessado gratuitamente através do seguinte
endereço: http://www.quimica.ufc.br/stereogame

 

TABELA PERIÓDICA INTERATIVA

         Olá, bom dia!

         Bem, em mais uma de minhas buscas pela net encontrei um excelente material para o estudo e melhor compreensão da Tabela Periódica. Além de nossas leituras sugiro que dêem uma olhada, na tabela periódica interativa que a fundação Technology, Entertainment, Design (TED), por meio de sua área voltada à educação, a TED-Ed, acaba de disponibilizar na internet. Nela, cada pequeno quadradinho da tabela periódica abre-se, como uma janela, para vídeos sobre cada um dos elementos. São 118 vídeos. Informação e explicações à beça.

          Vale a pena conferir!

 

link: http://ed.ted.com/periodic-videos

Aula de Química- As 100 Maiores Descobertas da Química

I ENCONTRO DO GRUPO DE ESTUDOS: Química na Cabeça

      Hoje iniciamos nosso primeiro encontro. Nesse momento, ficou estabelecido que em nosso próximo encontro os participantes deverão já ter concluído a leitura do ARTIGO CIENTÍFICO, com seu devido FICHAMENTO. Além de, durante o encontro contribuírem de forma efetiva nas discussões.

         Aqui, quero deixar meu sincero agradecimento aos alunos:

BRUNA VASCONCELOS, EMANUEL MOREIRA, EMANUEL NEVES, FELIPE BATISTA, MATHEUS BRANDÃO, PEDRO GABRIEL, pela dedicação e compromisso que assumiram.

        Vamos juntos nessa caminhada!

Emanuel Neves, Pedro, Bruna, Matheus Brandão e Emanuel de Oliveira.

IV ENCONTRO PARA DISCUSSÃO DO LIVRO: A COLHER QUE DESAPARECE

           Hoje, concluímos as discussões sobre o livro: A COLHER QUE DESAPARECE de Sam Kean. Finalizamos esse momento com o estabelecimento das datas de apresentação dos Seminários e da entrega de todas as questões. Desse modo que:

SEMINÁRIOS: 19/11/2014 a partir das 13:15h, no Auditório.

QUESTÕES: IMPRETERIVELMENTE NO DIA 26/11/2014.

          Com a finalização desse momento, foi possível perceber evolução na participação dos alunos, muito embora, alguns ainda se mostrem imaturos e preocupados apenas em localizar a resposta das questões. De modo geral, a turma trabalhada com essa estratégia mostrou-se interessada pela alfabetização científica, e citaram de forma espontânea a importância dessa metodologia no processo interdisciplinar e que assim fica mais fácil apreender os conteúdos, pois passaram a compreender como certas descobertas colaboraram com a evolução da sociedade e seus fatos políticos.

           Nesse encontro, foi realizado o registro fotográfico dos participantes, como é mostrado abaixo.

O encontro ocorreu no Laboratório de Química.

Alunos discutindo as questões da atividade.

Interação com a professora, sobre o enredo do livro.

Momento de consulta individual.

Troca de informações entre os alunos sobre as questões trabalhadas.

Momento de distração!!!!!!

Reflexões sobre a atividade.

Alunas cooperando na resolução dos questionamentos.

Finalização do encontro.

MARATONA CEARENSE DE QUÍMICA 2014 / II FASE

       Amanhã irá ocorrer a II Fase da XVII Maratona Cearense de Química, organizada pela Associação Brasileira de Química em parceria com a Universidade Federal do Ceará.

           Como não poderia ser diferente marcaremos presença e hoje a tarde os participantes dos 8º e 9º anos estiveram no Laboratório para as participarem de uma prévia do que certamente os aguarda amanhã.

            Aos que irão estar lá, não esqueçam: ATENÇÃO MÁXIMA NO MOMENTO DA EXECUÇÃO DOS EXPERIMENTOS. Aos que ficarão na torcida, vamos lá enviando boas vibrações.
Vejam as imagens dos experimentos realizados.

Aluno adicionando 50mL de mel

Adição de 50mL de glicerina

Adição de 50mL de água com corante

50mL de óleo comestível (de cozinha)

50mL de álcool etílico

          Todas as substâncias foram introduzidas lentamente e no final o aspecto do sistema é esse da imagem acima. Em seguida, com a ajuda de um bastão de vidro, foi feita agitação de modo que o óleo, a água e o álcool juntos passaram a formar uma só fase enquanto o o óleo e a glicerina juntos formaram uma outra fase sobrenadante, em função da diferença de densidade em relação a primeira. Esse experimento foi realizado para os alunos que concorreram em 2013 na categoria de 8º ano.
           Já o experimento realizado para os alunos do 9º ano do mesmo ano, abordou o assunto de poluentes ambientais, a clássica formação de chuva ácida. Realizamos algumas adaptações de modo que o experimentou ficou assim: 

Em um erlenmeyer de 250mL, fora adicionados 150mL de água destilada e algumas gotinhas de NaOH(aq). Em seguida, acrescentou-se o indicador ácido-base FENOLTALEÍNA e assim a solução deixou de incolor (MEIO ÁCIDO) e passou a rosa (MEIO BÁSICO).

Em uma espátula, aquecemos sob a chama de uma vela um pouco de ENXOFRE (pó), até que a espátula ficasse em rubor. Logo em seguida, foi feita a introdução dessa espátula no erlenmeyer e o mesmo foi vedado, para que a fumaça não se desprendesse.

A medida que oH2SO4 ia sendo produzido, o meio tornava ácido e assim a solução descorou, voltando a ser incolor.

Gel de própolis é testado para tratar efeitos nocivos da radioterapia em casos de câncer de cabeça e pescoço

DISPONÍVEL: http://revistapesquisa.fapesp.br/2014/08/21/treinamento-avancado/

ACESSO: 28/10/2014

     Um medicamento feito de própolis – espécie de resina produzida pelas abelhas para proteger as colmeias – poderá ajudar a prevenir e tratar inflamações, infecções e ulcerações bucais, comuns em pacientes que recebem radiação contra cânceres na região da cabeça e do pescoço. O gel aderente à mucosa da boca está sendo desenvolvido pela Pharma Nectar, uma pequena empresa de Belo Horizonte, em parceria com a Faculdade de Odontologia da Universidade Federal de Minas Gerais (FO-UFMG). Ele já passou por testes in vitro, com animais, e por avaliações clínicas em pequenos grupos de pessoas, com bons resultados. Agora, está sendo testado em um número maior de pacientes e comparado com drogas já existentes para o mesmo tipo de tratamento.
     Os principais tipos de câncer que atin-gem a região do pescoço e da cabeça são os de boca, esôfago, tireoide e laringe. Segundo o Instituto Nacional de Câncer (Inca), a estimativa é de que em 2014 sejam registrados no Brasil 23.710 novos casos dessas quatro espécies de tumores. O tratamento mais indicado é a radioterapia. O problema é que a radiação empregada causa efeitos colaterais graves, entre os quais a mucosite (inflamação da mucosa) e a xerostomia (falta de saliva, ou boca seca). Além disso, a radiação altera a microbiota da boca, facilitando a ocorrência de infecções por microrganismos que vivem ali naturalmente, como a Candida albicans, que causa o conhecido “sapinho”. Em pacientes de radioterapia, o fungo cresce de forma descontrolada, provocando uma doença chamada candidose ou candidíase bucal. Os resultados de todas essas alterações são ulcerações e muita dor. “Alguns pacientes não conseguem comer nem falar e correm o risco de desenvolver anorexia e prostração”, diz Vagner Rodrigues Santos, professor da FO-UFMG, que está trabalhando no desenvolvimento do gel de própolis em parceria com a Pharma Nectar.
       Ele conta que a ideia surgiu em 2007, quando assumiu a coordenação do Projeto de Atendimento de Suporte Odontológico ao Paciente Portador de Câncer e Irradiado na Região da Cabeça e Pescoço da UFMG. “Foi então que observei a necessidade de um produto que trouxesse melhor qualidade de vida para essas pessoas que sofriam muito com a xerostomia, mucosite e candidíase associada”, conta. “Daí me veio a ideia de criar um gel que fosse mucoadesivo e que tivesse propriedades ao mesmo tempo anti-inflamatórias, anestésicas, lubrificantes, antifúngicas, antibacterianas e cicatrizantes – todas qualidades atribuídas à própolis.”
       Para isso, Rodrigues procurou a Pharma Nectar, especializada em produtos apícolas. “A empresa surgiu informalmente no início dos anos 1980, como consequência de nosso empreendimento com abelhas no interior de Minas Gerais”, conta seu diretor-executivo, José Alexandre Silva de Abreu. “Em 1986 nós a formalizamos e passamos a investir em sua estruturação física e financeira. Em 1992, criamos a Nectar Farmacêutica, quando então passamos a nos empenhar na destinação farmacêutica e funcional dos produtos das abelhas”, diz Abreu. “Exportamos para 27 países, empregando 35 pessoas.” No total, são 86 produtos de linha do portfólio da empresa.

Perguntas e consultas
      A parceria entre a Pharma Nectar e a FO-UFMG surgiu há quase duas décadas. “Logo após terminar meu doutorado em patologia bucal, em 1996, eu estava procurando uma linha de pesquisa quando um colega comentou sobre alguém que havia tratado uma micose entre os dedos do pé com extrato de própolis”, recorda Rodrigues. “Imediatamente surgiram perguntas: se a própolis trata micose do pé, pode também tratar micoses bucais? Rodrigues consultou então a literatura científica e constatou que existiam poucas pesquisas sobre própolis e infecções da boca. “Com minha primeira orientanda de iniciação científica, começamos uma investigação sobre os diversos extratos encontrados no mercado de Belo Horizonte e qual deles seria o melhor para inibir o crescimento de Candida albicans”, conta. “Dentre as 16 marcas testadas, a de própolis verde da Pharma Nectar apresentou melhor resultado para a inibição do microrganismo in vitro.” Essa própolis é originária de resinas extraídas pelas abelhas do alecrim-do-campo (Baccharis dracunculifolia).
      A partir de então, ele focou os experimentos nessa própolis e ia todos os meses comprar amostras na farmácia da empresa. “Até que um dia a farmacêutica e sócia da Pharma Nectar [Sheila Lemos Abreu] me perguntou para que eu comprava tanta própolis”, lembra Rodrigues. “Ao responder que eu era professor da UFMG e estava testando extratos como antimicrobiano das infecções bucais, ela prontamente quis uma conversa sobre o assunto e passamos a ter reuniões mais frequentes. A Pharma Nectar passou a nos fornecer amostras de própolis bruta e extratos.” Com a própolis verde e os extratos da empresa, o pesquisador realizou uma série de experimentos e desenvolveu alguns produtos. Os estudos renderam pelo menos cinco trabalhos publicados em periódicos científicos.
     Em 2009, Rodrigues procurou a Pharma Nectar para desenvolver o gel para uso exclusivo em pacientes com câncer sob tratamento radioterápico. “A ideia era que ele substituísse a bateria de medicamentos que os pacientes usam nesses casos, como saliva artificial, antifúngico, anti-inflamatório, analgésicos, entre outros, que nem sempre surtem o efeito esperado”, explica.“O que temos observado até agora, tanto no estudo de fase II como nesse de fase III, é que os pacientes que fazem o uso adequado do gel antes de iniciar a radioterapia não têm mucosite ou, se têm, não é tão grave.” Segundo ele, foram gastos até agora em todos os estudos e testes clínicos cerca de R$ 60 mil, financiados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (Fapemig).

Artigo científico
NORONHA, V. R. A. S. et al. Mucoadhesive propolis gel for prevention of radiation-induced oral mucositis. Current Clinical Pharmacology. fev. 2014. on-line.

Ponte de elétrons: utilização de grafeno duplica a produção de eletricidade em biocélulas a combustível

DISPONÍVEL: http://revistapesquisa.fapesp.br/2014/10/09/ponte-de-eletrons/
ACESSO: 28/10/2014

            O grafeno pode duplicar a produção de energia elétrica em biocélulas a combustível, como demonstrou um grupo de pesquisadores do Instituto de Química de São Carlos (IQSC) da Universidade de São Paulo (USP) e da Universidade Federal do ABC (Ufabc), em Santo André, na Região Metropolitana de São Paulo. Descoberto em 2004 por Andre Geim e Konstantin Novoselov, da Universidade de Manchester, na Inglaterra, o grafeno, além de render o Prêmio Nobel de Física aos dois pesquisadores pelos experimentos realizados, provocou uma corrida mundial em busca da utilização desse novo material caracterizado por ser uma folha de carbono com espessura atômica e detentor de propriedades elétricas, mecânicas e ópticas.

            Os pesquisadores brasileiros, sob a liderança do professor Frank Crespilho, do IQSC-USP, mostraram no artigo de capa da edição de setembro da revista Physical Chemistry Chemical Physics que folhas de óxido de grafeno presas em fibras flexíveis de carbono facilitam a transferência de elétrons em biocélulas a combustível, dispositivos que convertem energia química em energia elétrica com a ajuda de enzimas e podem ter como combustível, por exemplo, a glicose existente no sangue para suprir de eletricidade marca-passos ou dispensadores subcutâneos de medicamentos. As biocélulas são uma fonte de energia alternativa ainda restrita a laboratórios. As biocélulas desenvolvidas em São Carlos são semelhantes a baterias e possuem dois eletrodos de fibra de carbono flexível, o cátodo, o polo positivo, e o ânodo, negativo. Elas são uma das mais recentes novidades em estudos no campo das fontes energéticas. Uma das opções de combustível para esse dispositivo é o uso da garapa, o caldo de cana repleto de açúcares.

© FRANK CRESPILHO / USP

Fibra flexível de carbono utilizada nos eletrodos

        As biocélulas podem ter tamanho microscópico ou serem maiores, do tamanho de pequenas caixas plásticas que podem receber a garapa para gerar eletricidade e recarregar baterias de celulares, tablets ou até notebooks. Uma célula pode fornecer uma tensão elétrica um pouco maior que 1,0 volt (uma pilha do tipo AA, por exemplo, tem 1,5 volt). O grupo de Crespilho já trabalha com esses equipamentos desde 2010 (ver Pesquisa FAPESP nºs 182 e 205). Pensando em melhorar o desempenho elétrico desses dispositivos, os pesquisadores colocaram folhas de óxido de grafeno entre o eletrodo e a enzima glicose oxidase. Com isso, a transferência de elétrons para a célula aumentou em pelo menos duas vezes, o que representa o dobro de produção de eletricidade.

         O processo de liberação de elétrons ocorre pela oxidação da glicose, que acontece na superfície do ânodo, onde é colocada a enzima glicose oxidase produzida a partir do fungo Aspergillus niger. Com isso, os elétrons são transferidos para a superfície do eletrodo da biocélula que os utiliza como eletricidade. Esse fluxo de elétrons passa para o outro eletrodo, o cátodo, onde o oxigênio é reduzido. O processo conhecido como oxirredução se refere à oxidação (perda de elétrons) da glicose e redução (ganho de elétrons) do oxigênio, ambos dissolvidos no sangue.

          A presença do grafeno transforma-se numa espécie de ponte ao diminuir a distância entre o centro da enzima e a superfície dos eletrodos de carbono, facilitando a passagem dos elétrons. “Já mostramos que ele funciona melhor que os nanotubos de carbono porque aproveita melhor as propriedades da enzima. Recentes estudos mostraram ainda que os nanotubos podem degradar a glicose oxidase, o que não acontece quando usamos grafeno”, diz. Crespilho, que atualmente passa um período como professor visitante no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech). “Estou num projeto que visa compreender como o DNA e outras biomoléculas, como proteínas, interagem com a superfície de outros materiais no aspecto de transferência de carga elétrica”, conta. “A ideia é fortalecer essa área em São Carlos e aplicar no futuro esses conhecimentos em bioeletrônica molecular.”

© FRANK CRESPILHO / USP

Fibra de carbono é esfoliada para produção

Infraestrutura da alemanha         Além do óxido de grafeno em fibras flexíveis, Crespilho aguarda a construção de uma biocélula a combustível com folhas individuais de grafeno que um aluno seu do IQSC está montando no Instituto Max Planck, na Alemanha. “Deverá ser a biocélula mais fina já construída”, diz Crespilho. “Ainda não temos no Brasil toda a infraestrutura para fazer esse dispositivo, que deverá ter dois eletrodos com a espessura de menos de um nanômetro (equivalente a um milímetro dividido por um milhão)”, diz. Por isso, o doutorando Rodrigo Iost, com bolsa da FAPESP, vai tentar montar até o fim do ano essa nova biocélula. “Tivemos no ano passado um projeto temático [financiado pela FAPESP durante quatro anos] aprovado sob a coordenação do professor Osvaldo Novais, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP. Esse projeto vai melhorar a nossa infraestrutura e vai permitir a produção de novos filmes nanoestruturados para aplicação biológica. Aí conseguiremos construir os biodispositivos e vamos aplicá-los não só em biocélulas, como também em aparelhos bioeletrônicos implantáveis”, diz Crespilho. O projeto em bioeletrônica molecular desenvolvido pelo grupo é também vinculado ao Instituto Nacional de Eletrônica Orgânica (Ineo-INCT), com sede no IFSC em São Carlos.

 

Projetos1. Interação entre biomoléculas e sistemas celulares com nanoestruturas OD, 1D e 2D utilizando métodos eletroquímicos (nº 2009/15558-1); Modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular; Pesquisador responsável Frank Crespilho (USP); Investimento R$ 92.262,80 e US$ 50.821,57 (FAPESP).2. Estudo Bioeletroquímico de enzimas oxidoredutases imobilizadas em nanomateriais do tipo 1D e 2D (n º 2013/15433-0); Modalidade Bolsa no Exterior – Regular – Estágio de Pesquisa – Doutorado;

 

Pesquisador Responsável Frank Crespilho (USP); Bolsista Rodrigo Iost (USP); Investimento R$ 93.415,01 (FAPESP).
3. Filmes nanoestruturados de materiais de interesse biológico (nº 2013/14262-7); Modalidade Projeto Temático; Pesquisador Responsável Osvaldo Novais (USP); Investimento R$ 1.150.950,14 (FAPESP).

Artigo científico
MARTINS, M.V. A. et al. Evidence of short-range electron transfer of a redox enzyme on graphene oxide electrodes. Physical Chemistry Chemical Physics. v. 16 n. 33 p. 17349–18044. set. 2014.