Vídeo 2- pillha de limão

Catalisadores 

Hoje iremos ver sobre os catalisadores e seus efeitos no dia-a-dia.

 

Como vimos nas postagens anteriores a cinética é a parte da química que estuda a velocidade de uma reação ou seu processo físico. Os catalisadores representam as moléculas que responsáveis pelo efeito sobre a velocidade dos processos químicos. Vocês sabem me dizer a definição dos catalisadores? São espécies químicas que, juntamente comas moléculas que estão reagindo, fazem a reação se desenvolva em uma velocidade maior sem ser consumido.

Um bom exemplo de catalisador muito comum no dia-a-dia é a água oxigenada (H202), usada como bactericida em cortes e em ferimentos profundos, produz uma intensa efervescência que determina o aumento da velocidade da decomposição. Acredita-se que essa efervescência é o indicio de infecção, mas é o aumento da decomposição provocada por uma enzima que está presente no corpo humano, a catalase. 

Efeito da água oxigenada em um ferimento.

 Outros componentes que também apresentam a catalase é a batata, o fígado e em bactérias como estafilococos. Em laboratórios de análise utiliza-se água oxigenada para identificar essa bactéria. A seguir vemos um vídeo que explica bem a reação da catalase e da água oxigenada.

 

 Nem sempre os catalisadores apresentaram utilidade ao cotidiano, por exemplo, podem ser usados para melhorar o desempenho de reações em indústrias. Um exemplo de catalisador industrial são os compostos de CFC ( cloro-flúor-carbono) que aumentam violentamente a velocidade de decomposição o ozônio (O3), nas camadas da atmosfera. Os CFC são utilizados em sistemas de refrigeração e como propelentes de spray , quando atingem certa altitude na atmosfera, ele quebra e libera os átomos de cloro, que formarão compostos intermediários que irão reagir com o ozônio (O3).

Reação de decomposição do ozônio

    Mas como nosso assunto são os catalisadores do dia-a-dia,vamos a alguns exemplos que estão presentes em nossas atividades diárias e muita das vezes nós não percebemos.

No nosso corpo existe constantes reações que são essenciais para a vida , como por exemplo  as proteínas, carboidratos e gorduras que são consumidos e transformados em novas substâncias para que nosso organismo possa absorver. Tais transformações que só são possíveis através das enzimas.

As enzimas são moléculas de proteínas de grande massa que atuam como catalisadores biológicos , que são capazes de acelerar o metabolismo ( reações do organismo). Elas são altamente específicas, isso significa que cada uma age como catalisadora de uma reação, isso ocorre por que as enzimas possuem um centro ativo chamado que combinado com o composto que sofrerá a reação enzimática, esse composto é chamado de substrato.

No exemplo abaixo isso é simplificado:

 

Veja que a enzima reage com o substrato de forma específica, criando um composto intermediário capaz de se decompor mais facilmente e ser consumido pelo organismo. Além disso a enzima não é consumida, como ocorre com os catalisadores. Alguns exemplos de enzimas do nosso organismo são a pepsina, que está presente no estômago e acelera a digestão, outra presente também é a anidrase carbônica, que converte o gás carbônico em ácido carbônico cerca de 5 mil vezes mais rápido do que sem a sua presença.

Há também o uso de enzimas em certos produtos, os mais comuns são os produtos de limpeza por que tais enzimas tem a eficácia em remoção de matéria orgânica, baixa o custo de produção das fábricas, pois economiza em energia de fabricação e são biodegradáveis, sendo menos tóxicos aos consumidores. Em certos detergentes iônicos, pode-se observar uma estrutura básica, composta por duas partes onde uma se liga às moléculas de água e outra que se liga  as substâncias que vão ser diluídas, como a matéria orgânica, fazendo uma ponte entre as substâncias e as moléculas de água, permitindo que sejam dissolvidas.Por um lado esse tipo de detergente é potente , pois possui íons livres, por outro lado acabam por reagir de forma inespecífica com outras substâncias, compostas por matéria orgânica ou não. Os detergentes enzimáticos tem o mesmo princípio da digestão, porém de forma muito mais rápida.

As enzimas desses produtos são as proteases, as amilases, as lipases e as celulases, que são obtidas através da engenharia genética, tendo como matéria prima as bactérias, fungos e microrganismos.

Exemplo de biodegradador enzimático

                                                                                                                                                               

 

 

 

E por último um dos exemplos mais comuns são os catalisadores em efeito no amadurecimento das frutas. Muitas vezes já reparamos quando uma fruta madura entra em contato com frutas "verdes" elas aceleram o processo de amadurecimento, também já deve ter reparado que esse fenômeno ocorre principalmente no verão, quando a temperatura é mais elevada. A resposta para isso está na química , a fruta madura libera etileno, substância capaz de iniciar uma reação química, no qual o amido é convertido em açúcar. Assim o etileno liberado em uma fruta induz o amadurecimento na outra que esteja próxima. A ação do etileno é menor em baixas temperaturas. 

Em conclusão, podemos dizer que o processo de amadurecimento passa por três etapas:

1- Oxidação de Lipídios- Essa reação é produzida pelo rompimento nas fibras do fruto;

2- Quebra das Ligações do Amido- A doçura das frutas maduras aparece no momento da quebra das ligações;

3-Quebra das moléculas da Clorofila- O etileno responsável ainda por quebrar as moléculas de clorofila na casca, daí que provem a cor verde, após esse processo o fruto apresenta coloração avermelhada ou amarelada.

Também é bem comum que as pessoas enrolem os frutos em folhas de jornal, esse processo também é efetivo no amadurecimento dos frutos, por que como o sistema fica fechado, o etileno se acumula e o processo é acelerado. 

 Cinética 

Fichamento do texto: Cinética Química, publicado no site Mundo Educação e redigido por Líria Alves de Souza.
Link: http://www.mundoeducacao.com/quimica/cinetica-quimica.htm

Algumas vezes nos vem a pergunta : "porque um bolo cresce numa temperatura elevada e o pão só cresce a temperatura ambiente? Porque achocolatados como o Nescau possuem como indicação de modo de preparo o uso de uma concentração  acima do necessário?

Quando perguntamos o que é a química, na maioria das vezes se ouve respostas como coisas do tipo: Decorar nomenclaturas de compostos químicos, cálculos matemáticos necessários, e formulas estruturais. O que não sabem ou não aprenderam é o quanto a química está presente no dia-a-dia, em coisas simples e rotineiras e por isso não são relacionadas a química.

    A cinética das reações procura atender fatores que podem influenciar na velocidade das reações, ou seja, certos tipos de reações podem ser retardadas ou aceleradas, dependendo da finalidade que se deseja. São esses os fatores: Energia (temperatura), concentração, pressão, superfície de contato e os catalisadores.

Temperatura

    Sabe-se que na receita de bolo o papel do fermento é tornar o bolo "fofinho", mas para que isso ocorra, de uma forma rápida, temos de levar a massa após misturada, ao forno para que o fermento químico que tem como principal componente o bicarbonato de sódio, sofra decomposição liberando dióxido de carbono,responsável pelo aumento do volume da massa.

Concentração

Quando há o aumento na concentração, o número de colisões entre as moléculas aumentam, assim tornando a reação mais rápida. Podemos ver isso claramente no modo de preparo indicado na embalagem do achocolatado, que se for seguido, facilita o preparo. Outro exemplo e concentração é a queima do cigarro, que quando tragado, aumenta a concentração de O2, aumentando a velocidade da queima.

Superfície de Contato

O sabão é utilizado para limpeza, e existe em vários formatos, aqueles que usamos para lavar as roupas conhecido como "sabão em barra" é feito com o intuito de durar  e resistir a várias lavagens feitas a mão. Já o caso do sabão em pó, feito para ser utilizado e consumado totalmente em uma lavagem. Esse fato se deve por causa da superfície de contato do sabão em pó ser maior que a do sabão em barra.

Pressão

    No cotidiano podemos ver inúmeras situações em que a pressão certamente influencia na rapidez com que as reações químicas se processam. Por exemplo, quando colocamos o feijão para cozinhar na panela de pressão, o aumento da pressão provoca o aumento da temperatura de ebulição do líquido. Assim, a reação (cozimento) ocorre com uma maior velocidade. 

 

 Catalisador

    Os catalisadores são substancias naturais ou sintéticas que afetam a velocidade de uma reação, acelerando as reações que se deseja, ou retardando as indesejáveis. Um caso doméstico do uso de catalisador é o ato de embrulhar as frutas em papel. Esse processo  se dá graças ao gás eteno, que a fruta verde libera para ocorrer seu amadurecimento. Ao embalar a fruta com papel "aprisionamos" o eteno e aumentamos a temperatura, fazendo com que o gás reaja mais rapidamente, com isso a fruta amadurece em menos tempo.

Soluções

Quem nunca utilizou produtos com características ácidas? 

Química está presente no nosso cotidiano de varias formas, por exemplo, a água que bebemos, os refrigerantes, os combustíveis (álcool hidratado, gasolina), diversos produtos de limpeza (como sabonetes líquidos) são exemplos de soluções. o shampoo, o condicionador, a bebida láctea, bebidas alcoólicas dentre outros produtos, eles são chamados de soluções.

As soluções são constituídas de dois componentes: o soluto, que é o que se dissolve e se encontra em menor quantidade, e o solvente, que é o componente em maior quantidade e que atua dissolvendo o soluto.

Por exemplo, quando misturamos o sal na água, produzimos uma solução em que o sal é o soluto e a água é o solvente.

Devido à sua capacidade de dissolver uma grande quantidade de substâncias, a água é denominada de solvente universal.

Em determinadas situações podem surgir dúvidas quanto à determinação do soluto e do solvente. Um exemplo é quando se misturam partes iguais de álcool etílico e água, em que as duas substâncias dissolvem entre si infinitamente. Assim, essa determinação se torna uma simples questão operacional e qualquer um dos dois pode ser classificado como solvente, dependendo da utilidade.

Na maioria dos casos, porém, é possível identificar quem atua como soluto e quem atua como solvente.

A principal característica das soluções é serem homogêneas, pois isso significa que o soluto está dissolvido de modo uniforme por toda a sua extensão.

Bebidas alcoólicas, por exemplo, vem sempre dizendo no rótulo quantos % de álcool tem na sua composição. Ou seja, quando % de álcool estão diluídos na bebida em questão, como mostra a imagem:

Vemos então que a Química está ainda mais presente no nosso dia-a-dia, vide a função orgânica álcool tão apreciada e consumida por todo o mundo!

Como nesse exemplos que possuem ácidos no seu rótulo nutricional:

E esses dois produtos dão um excelente exemplo de soluções que nós produzimos no cotidiano! Quando produzimos nosso achocolatado, estamos preparando uma solução onde o achocolatado é o soluto e o leite é o solvente, dissolvendo o achocolatado com o leite até virar uma mistura homogênea.

Química no dia-a-dia

Você sabe o que é um coloide? Veja os principais coloides de uso cotidiano.

Muitas vezes nos perguntamos o por que de estudarmos a química, em o que aquilo que lemos e e relemos massivamente servirá de algo no futuro. Poucos sabem do uso da química no dia-a-dia, por isso trazemos esse assunto tão pouco falado que são os coloides.

As dispersões coloidais são misturas heterogêneas, mesmo as partículas da fase dispersa serem invisíveis. São compostas por disperso e dispersante que são equivalentes ao soluto e ao solvente, as partículas dispersas não se sedimentam e não podem ser filtradas por filtração comum, tem o tamanho médio entre 1 a 100nm (nanômetro).

Há vários tipos de dispersões e que variam no uso cotidiano, como sol, gel, emulsão, espumas (liquidas e sólidas), aerossóis (líquidos e sólidos). O sol é um sólido disperso em um liquido, um bom exemplo de sol é a goma feita através da mistura de Maizena em água.

Maizena e Água

Há também o sol sólido, que é um sólido disperso em outro sólido. O rubi e a safira são exemplos de sol sólidos.

Safira

 

Rubi

 

As espumas também são um tipo bem comum de coloides, que aparecem para nós como a espuma de sabão, chantilly e as pedras pomes utilizadas em salões de beleza. As espumas consistem em substancias líquidas dispersas em gases e até mesmo sólidos dispersos em gases. A seguir vemos os seguintes exemplos :

Chantilly, é uma espuma líquida.

Pedra Pomes, é um exemplo de espuma sólida

 

As emulsões são coloides baseados nas misturas de dois líquidos,esses líquidos muitas vezes não se misturam por causa da polaridade das substancias, como a água e o óleo, mais em certos casos utiliza-se emulsificantes ( que funcionam como um "sabão" unindo os dois). 

 

 

Os cremes hidratantes são óleos corporais misturados em solventes ou em água, com certos emulsificantes vemos uma superfície homogênea do creme.

E por ultimo temos os aerossóis, basicamente são sólidos ou líquidos dispersos no ar, os exemplos mais comuns que temos são a neblina e a fumaça.

Neblina

Fuamaça

A química quando vista de outro ponto de vista pode parecer bem mais interessante, ainda mais quando sabemos que tudo em nossa volta é movido pela Química.