Gás Natural Liquefeito

Habilidade: Reconhecer a importância econômica e ambiental da purificação do gás natural.

O gás natural é a terceira fonte energética mais importante do mundo. Esse combustível de origem fóssil, composto principalmente por hidrocarbonetos (carbono e hidrogênio), é encontrado no estado físico gasoso. No entanto, o processamento do gás natural pode originar outros combustíveis, como, por exemplo, o gás natural liquefeito, também chamado de GNL.  

A obtenção do gás natural liquefeito se dá através da purificação do gás natural, em que a matéria-prima (gás natural) é submetida a uma temperatura de -162 °C, tendo seu volume reduzido em aproximadamente 600 vezes. Durante esse processo, ocorre a condensação, ou seja, a passagem do estado gasoso para o líquido.  

Após esse procedimento, o gás natural liquefeito é produzido, sendo composto principalmente por metano e, em menores proporções, por etano, propano, entre outros componentes encontrados no gás natural. Esse combustível incolor e inflamável deve ser armazenado e transportado de forma segura, visto que os riscos de acidentes são altos.

O transporte entre o local de produção ao centro consumidor é realizado em navios adaptados. O primeiro registro de tal feito é de 1959, quando um navio estadunidense exportou GNL para o Reino Unido. O êxito desse processo impulsionou a produção e exportação e, atualmente (2010), existem cerca de 120 navios em operação. Os principais produtores mundiais de GNL são: Indonésia, Argélia, Malásia, Qatar, Austrália, Brunei, Nigéria, Trinidad e Tobago, Omã e Líbia.  

O GNL é empregado como combustível nas indústrias, veículos pesados e automóveis de passeio. Porém, para receber esse combustível, os automóveis devem passar por adaptações em locais credenciados, onde ocorrerá a instalação de um sistema formado por um reservatório, indicador de nível do reservatório e um vaporizador.  

Entre os benefícios gerados pela utilização do gás natural liquefeito estão: facilidade de armazenagem, sua combustão libera menos gases poluentes, ele é bastante energético, muito eficaz, além de ser mais barato que o álcool e a gasolina.

Fonte:

https://brasilescola.uol.com.br/geografia/gas-natural-liquefeito.htm#:~:text=A%20obten%C3%A7%C3%A3o%20do%20g%C3%A1s%20natural,estado%20gasoso%20para%20o%20l%C3%ADquido.

Solubilidade dos Sais

Habilidade: Interpretar em nível microscópico a dissolução de sais em água. 

A solubilidade dos sais é uma forma de classificação que nos mostra a capacidade que essas substâncias inorgânicas possuem de se dissolver ou não em água.  

Conhecer a solubilidade dos sais é importante porque, quando eles se dissolvem em água, sofrem o fenômeno da dissociação (liberação de cátions e ânions).  

Assim, se um sal não apresenta boa solubilidade em água, logo, não possui um alto grau de dissociação e, por isso, há uma baixa quantidade de íons.  

Conceito de solubilidade  

Solubilidade é a capacidade que um solvente tem de dissolver um soluto. Trata-se de uma propriedade física da matéria extremamente influenciada por variações de temperatura e pela quantidade tanto do soluto quanto do solvente.  

A solubilidade do Cloreto de Sódio (NaCl), por exemplo, em água, é de 36 g a cada 100 mL de água a 20 °C. Logo, se adicionarmos, por exemplo, 72 g de cloreto de sódio em 150 mL de água, não haverá sua dissolução total. Porém, se mantivermos as quantidades de NaCl e água e modificarmos apenas a temperatura, favoreceremos a completa dissolução.  

Classificação dos sais quanto à solubilidade em água  

De uma forma geral, os sais inorgânicos apresentam apenas duas classificações referentes à solubilidade em água. São elas:  

a) Sal solúvel  

É o sal que apresenta boa capacidade de se dissolver em água. Assim, quando temos essa mistura, existe uma grande probabilidade de ela ser homogênea (apenas uma fase), pois um material estará dissolvido no outro. 

Permanganato de potássio dissolvendo em água.

b) Sal praticamente insolúvel  

É um sal cuja capacidade de dissolução em água é tão pequena que, sempre que prepararmos esse tipo de mistura, ela será denominada de heterogênea, por apresentar duas fases (a água e o sal). Podemos também encontrar alguns sais não dissolvidos na água, como o carbonato de cálcio, que forma os corais e as conchas.

OBS.: Para determinar se um sal é praticamente insolúvel ou solúvel, basta conhecer os critérios de solubilidade presentes na tabela abaixo:  

Exemplos de determinação da solubilidade de um sal  

→ Cloreto de sódio (NaCl)  

No cloreto de sódio, temos um halogeneto (Cl) ligado a um metal alcalino (família IA), por isso, é um sal solúvel.  

→ Nitrato de potássio (KNO3)  

No nitrato de potássio, temos o ânion nitrato (NO3⁻) associado ao cátion potássio (K⁺). É classificado como um sal solúvel porque todo sal que apresenta nitrato é solúvel.  

→ Sulfato de alumínio [Al2(SO4)3]  

O sulfato de alumínio é um sal solúvel porque não apresenta os cátions Mg⁺², Ca⁺², Sr⁺², Ag⁺¹, Hg2⁺² e Pb⁺².  

Fonte:

https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/solubilidade-dos-sais.htm#:~:text=A%20solubilidade%20dos%20sais%20%C3%A9,libera%C3%A7%C3%A3o%20de%20c%C3%A1tions%20e%20%C3%A2nions).

Balanceamento por Oxirredução

Habilidade: Aplicar a ideia de conservação de átomos nas transformações químicas para balancear equações químicas.

Quando o balanceamento envolve reações de oxirredução, podemos usar a transferência de elétrons entre os componentes da equação para facilitar o processo de balanceamento. Para isso, devemos estabelecer a variação do número de oxidação (NOX) dos átomos.  

Vamos ao exemplo:  

KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O    

1º passo: Determinar o NOX.    

2º passo: Determinar a variação do NOX (∆).  

Nesse caso, o Mn sofreu redução, e o Cl sofreu oxidação do NOX.    

Para calcular o ∆, multiplicamos o valor da variação pela maior atomicidade dos elementos destacados:  

KMnO4: ∆Nox = 5 .1 = 5  

Cl2: ∆Nox = 1 .2 = 2  

Note que, ao escolher o elemento da oxidação, demos preferência para o Cl2, pois possui maior atomicidade.  

3º passo: Inverter os valores do ∆.  

Como em uma reação de oxirredução a quantidade de elétrons perdidos e ganhados são iguais, a inversão dos valores do ∆ determina a proporção das substâncias que se oxidaram e se reduziram durante o processo. Portanto, o ∆NOX = 5 será o coeficiente do Cl2, e o ∆NOX = 2 será o coeficiente do KMnO4:  

2 KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + 5 Cl2 + H2O  

4º passo: Completar o balanceamento por tentativa.  

Após determinar o coeficiente de dois componentes da reação, finalizamos o balanceamento pelo método de tentativas:  

2 KMnO4 + 16 HCl → 2 KCl + 2 MnCl2 + 5 Cl2 + 8 H2O

Questão

01. Em 1856, Berthelot preparou metano segundo a reação representada pela equação abaixo, não balanceada:  

CS2 + H2S + Cu → Cu2S + CH4  

a) Acerte os coeficientes estequiométricos pelo método da oxidorredução.  

b) Indique o elemento que se oxida mostrando a variação dos números de oxidação.

Fonte:

https://brasilescola.uol.com.br/quimica/balanceamento-equacoes.htm

https://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-quimica/exercicios-sobre-balanceamento-por-oxirreducao.htm

Combustíveis Fósseis

Habilidade: Reconhecer os processos de transformação do petróleo, carvão mineral e gás natural em materiais e substâncias utilizados no sistema produtivo.

Atualmente a maior parte da demanda mundial de energia (cerca de 75%) é suprida por meio da utilização de combustíveis fósseis, que são aqueles originados da decomposição de organismos animais e vegetais durante milhares de anos em camadas profundas do solo ou do fundo do mar. Os principais combustíveis fósseis são o petróleo, o gás natural e o carvão.  

O uso dos combustíveis fósseis começou principalmente em meados do século XVIII com o advento da Revolução Industrial. O primeiro combustível fóssil que se tornou a fonte de energia mundial mais importante foi o carvão mineral, também chamado de carvão natural. 

Nessa época, o calor gerado na sua queima era utilizado na produção de vapor que movimentava máquinas, locomotivas e navios. O carvão mineral é formado pela fossilização da madeira, que vai perdendo água, dióxido de carbono e metano com o passar do tempo, o que produz uma mistura de substâncias complexas ricas em carbono.  

No entanto, havia vários inconvenientes, como a dificuldade no transporte, as cinzas que ficavam como resíduos e, principalmente, o fato de ser altamente poluente porque possui muitas impurezas, entre eles o enxofre. Assim, ao ser queimado, além dos produtos normais oriundos da combustão que falaremos mais adiante e que já geram poluição, o carvão mineral libera também grande quantidade de óxidos de enxofre que reagem com a água da chuva e formam a chuva ácida. Hoje o carvão corresponde a 6% da oferta de energia primária no Brasil.  

O petróleo é, na atualidade, o combustível fóssil de maior aplicação comercial, pois, nas refinarias, ele passa por um processo em que são obtidos os seus derivados, tais como a gasolina — que detém entre todos a maior importância econômica —, o óleo diesel, o querosene e o GLP (Gás Liquefeito de Petróleo). 

Além disso, esses derivados também são usados como matéria-prima na produção de plásticos e borrachas tão usados em nossa sociedade.  

O petróleo e seus derivados correspondem a 37% da oferta de energia primária no Brasil.  

Um dos derivados do petróleo é o gás natural, outro combustível fóssil que também pode ser encontrado em jazidas, geralmente em associação ao petróleo. Ele é formado basicamente de metano (CH4) e é usado, por exemplo, na geração de calor e de energia em indústrias e em automóveis, sendo menos poluente que o óleo combustível. 

Seu uso vem crescendo muito e corresponde a cerca de 9% da oferta de energia primária no Brasil.  

A sua desvantagem, porém, é seu transporte e estocagem, pois, como ele é um gás, são necessários cilindros e vasos industriais para estocar, além de grandes gasodutos para o transporte que trazem impactos ao meio ambiente.  

Todos os combustíveis fósseis são formados por compostos orgânicos que, quando queimados, liberam gás carbônico e água, se a combustão é completa. Isso é um grande problema, pois, desde o século XIX, a concentração de gás carbônico na atmosfera vem aumentando cada vez mais, o que tem intensificado o problema do efeito estufa.  

Além disso, a combustão incompleta dos combustíveis fósseis libera o monóxido de carbono, um gás extremamente venenoso que não pode ser lançado na atmosfera.  

Assim como foi dito no caso do carvão, os derivados do petróleo também possuem impurezas que são liberadas em sua queima e poluem a atmosfera.  

Além da poluição ambiental que causam, os combustíveis fósseis não são renováveis, ou seja, um dia vão esgotar-se. Por isso, há a necessidade e a busca urgentes por alternativas que sejam fontes de energia mais limpas e renováveis, como os biocombustíveis.  

Ainda assim, o século XXI ainda terá uma grande participação dos combustíveis fósseis no total da energia consumida no mundo.

Fonte:

https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/combustiveis-fosseis.htm

Forças de London

Habilidades: Reconhecer as forças de interação intermoleculares (forças de London e ligações de hidrogênio).

As forças dipolo induzido-dipolo induzido são de fraca intensidade e ocorrem entre moléculas apolares, entre átomos de gases nobres ou entre moléculas polares e apolares. Essa força ocorre por uma deformação momentânea na nuvem eletrônica da molécula.

Dentre as forças intermoleculares, as forças dipolo induzido-dipolo induzido são as únicas que não foram estudadas pelo físico holandês Johannes Diederik Van der Waals (1837-1923). Elas foram elucidadas pelo físico alemão Fritz Wolfgang London (1900-1954), por isso essas forças também são denominadas de forças de London ou forças de dispersão de London. Outra denominação dada a essas forças é dipolo instantâneo-dipolo induzido.  

Esse tipo de força ocorre em substâncias apolares, como o H2, O2, F2, Cl2, CO2, CH4 e C2H6, entre outras. E podem ocorrer também entre átomos de gases nobres, quando estes se aproximam, causando repulsão entre suas eletrosferas. Desse modo, os elétrons se acumulam em determinado lado, que fica polarizado negativamente e o lado oposto positivamente, em razão da deficiência de carga negativa.  

As moléculas apolares podem passar do estado gasoso – em que elas estão muito distanciadas e não há nenhuma interação, pois não há polos –, para o estado líquido e sólido. Nesses estados de agregação, as moléculas estão mais próximas e as atrações ou repulsões eletrônicas entre seus elétrons e núcleos podem levar a uma deformação de suas nuvens eletrônicas, momentaneamente, originando polos positivos e negativos temporários.  

Os dipolos instantâneos podem induzir a polarização de moléculas vizinhas, resultando em forças atrativas. Essa indução pode ocorrer também entre moléculas diferentes e geralmente essas forças são mais fracas de intensidade que as forças de dipolo-dipolo e a da ligação de hidrogênio. 

Por isso, sólidos com essa força de interação como o gelo-seco (dióxido de carbono - CO2) e o iodo (I2), que estão no estado sólido, sublimam (passam para o estado gasoso); porque a energia necessária para romper suas interações é pequena.  

Um exemplo de forças intermoleculares entre moléculas polares e apolares ocorre entre o gás oxigênio (apolar) e a água (polar). Acontece que a extremidade negativa da água se aproxima do O2, se repelindo e, assim, a nuvem eletrônica da molécula apolar se afasta. O oxigênio fica, então, momentaneamente polarizado e passa a interagir com a água se solubilizando nela.  

Visto que essas forças são fracas, a solubilidade desse gás em água é pequena. Mesmo assim, sua presença é essencial para preservar a vida de vários organismos aquáticos. Essa força de interação ocorre também na natureza, dando a aderência entre as patas das lagartixas e a superfície por onde caminham. Por isso elas conseguem caminhar sobre paredes e tetos sem cair ou grudar.

Eu sou o Gecko.

Beijinho, beijinho!

Tchau, tchau!

Fonte:

https://brasilescola.uol.com.br/quimica/forcas-dipolo-induzido-dipolo-induzido-ou-dispersao-london.htm

Balanceamento por tentativa

Habilidade: Aplicar a ideia de conservação de átomos nas transformações químicas para balancear equações químicas.

O balanceamento de reações é um método utilizado em diversas áreas da Química para determinar a quantidade de matéria de cada uma das substâncias participantes da reação, bem como estabelecer as proporções existentes entre os componentes.  

Princípios usados para o balanceamento de equações 

A lei de conservação das massas, proposta pelo químico francês Antoine Lavoisier, é o fundamento por trás do balanceamento das equações químicas. Durante uma reação química, os átomos participantes não são criados nem destruídos, eles apenas sofrem um rearranjo quando passam de reagentes para produtos.  

Por esse motivo, dizemos que a quantidade de átomos antes da reação (reagentes) deve ser igual ao número de átomos no final (produtos), respeitando a Lei de Lavoisier. Quando isso ocorre, a equação química está balanceada.

Balanceamento por tentativa 

Esse método consiste na escolha arbitrária dos coeficientes estequiométricos até que se igualem as quantidades dos átomos de reagentes e produtos.  

Para esse método, podemos seguir um roteiro que pode facilitar o balanceamento. Começamos acertando os coeficientes dos metais; depois, dos ametais; em seguida, o hidrogênio e, por último, o oxigênio.

Vamos aos exemplos:  

1) Mg + HCl → MgCl2 + H2  

Seguindo a regra proposta acima, iniciaremos o balanceamento pelo Mg. Note que sua quantidade, tanto nos reagentes quando nos produtos, é 1. Em seguida, a quantidade de cloro nos reagentes é 1 e, nos produtos, é 2. Então devemos multiplicar o HCl por 2 para igualar as quantidades.  

Mg + 2 HCl → MgCl2 + H2  

Em relação ao hidrogênio, quando adicionamos o coeficiente ao HCl, acabamos balanceando as quantidades de átomos de hidrogênio, ficando com 2 em cada membro. A equação fica corretamente balanceada da seguinte forma: 

Mg + 2 HCl → MgCl2 + H2

2) Al2O3 + HCl → AlCl3 + H2O  

Iniciamos o balanceamento pelo Al, multiplicando o AlCl3 por 2 para igualar as quantidades.  

Al2O3 + HCl → 2 AlCl3 + H2O  

Em seguida, balancearemos o Cl. Note que temos apenas 1 cloro nos reagentes e 6 nos produtos. Para que fique balanceada a quantidade de Cl, devemos multiplicar o HCl por 6.  

Al2O3 + 6 HCl → 2 AlCl3 + H2O  

O próximo átomo a ser balanceado é o hidrogênio. Nos reagentes, temos 6 H e, nos produtos, 2 H. Atribuindo coeficiente 3 ao H2O, teremos 6 H também no segundo membro. Com isso, a quantidade de oxigênio também ficará igual nos dois membros, e a equação devidamente balanceada é a seguinte:  

Al2O3 + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2O

Questões

01. (UEPA) Considerando-se a equação química não balanceada  

Mg + HCl → MgCl2 + H2  

e admitindo-se, num balanceamento, o coeficiente 6 (seis) para cada produto, o coeficiente de cada reagente será, respectivamente:  

a) 3 e 6.  

b) 6 e 6.  

c) 6 e 12.  

d) 12 e 6.  

e) 12 e 12.

02. (UFSM-RS) Considere as equações:  

I - Al2O3 + HCl → AlCl3 + H2O  

II - SO2 + NaOH → Na2SO3 + H2O  

III - BaO4 + HNO3 → Ba(NO3)2 + H2O2 + O2  

A sequência correta dos coeficientes dos reagentes e produtos necessários para o balanceamento estequiométrico dessas equações é:           

         I            II             III  

a) 6,3,3,2 / 1,2,1,1 / 2,1,2,2,2  

b) 1,6,2,3 / 2,1,1,1 / 1,1,2,1,1  

c) 1,3,3,2 / 2,1,2,2 / 1, 2,1,1,1  

d) 6,1,2,3 / 2,1,2,2 / 2,1,2,2,2  

e) 1,6,2,3 / 1,2,1,1 / 1, 2,1,1,1

Fonte:

https://brasilescola.uol.com.br/quimica/balanceamento-equacoes.htm

https://phet.colorado.edu/sims/html/balancing-chemical-equations/latest/balancing-chemical-equations_pt_BR.html

https://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-quimica/exercicios-sobre-balanceamento-equacoes.htm

Alimentos Fitoquímicos

Habilidade: Conhecer que os fitoquímicos são compostos de natureza química, produzidos por vegetais.

Um prato colorido é muito mais do que uma refeição bonita e sofisticada. Escolher os ingredientes pelas cores também é um grande sinal de saúde, sabia? 

Por isso, existem os fitoquímicos, alimentos naturais que distinguem os seus principais nutrientes pela coloração. Verdes, amarelos, vermelhos, roxos ou alaranjados, todos eles possuem benefícios que melhoram a qualidade da nossa alimentação, garantem bem-estar e qualidade de vida.  

Divididos por suas cores predominantes, os alimentos fitoquímicos são agentes antioxidantes, substâncias que dão esses pigmentos de cor e trazem diversos benefícios para o organismo, principalmente, aos sistemas de defesa do corpo. Segundo a nutricionista Sheila Basso, os fitoquímicos são essenciais para manter uma vida saudável e livre de doenças:  

"Os fitoquímicos podem atuar na prevenção de doenças através de diferentes mecanismos, ou seja, através de um determinado tipo de atividade ou de várias delas, sendo que as que mais se destacam são: a atividade antioxidante, alterações no metabolismo do colesterol, modulação dos hormônios, redução da pressão arterial e atividade antibacteriana e antiviral", explica a profissional.  

Conheça os fitoquímicos e saiba em quais alimentos nós podemos encontrá-los

- Alicina: 

Está nos alimentos brancos. Cebola, alho poró, alho, cebolinha são bons exemplos dos alimentos que contêm esse fitoquímico responsável pela parte esbranquiçada. A alicina atua no controle do colesterol, possui propriedades anti-inflamatórias, diminuindo assim as infecções no organismo.  

- Antocianina: 

Está nos alimentos azuis ou roxos. É possível encontrar essa substância em ingredientes como a berinjela, as berries, repolho e beterraba. Esse fitoquímico age na redução dos níveis de colesterol no sangue, ajuda na prevenção do câncer e também melhora a saúde do coração.  

- Betacaroteno: 

Está nos alimentos amarelos ou alaranjados. Encontrado na cenoura, laranja, melão, abóbora, mamão, damasco e outros vegetais. Esse fitoquímico é responsável por fortalecer o sistema imunológico e diminuir os riscos das doenças cardiovasculares. Também é rico em vitamina A, sendo essencial para melhorar a saúde dos olhos, prevenindo a degeneração macular.  

- Clorofila: 

Está nos alimentos verdes. A clorofila é encontrada principalmente nos vegetais. É uma boa fonte de vitaminas A e C, fortalecendo os mecanismos de defesa, beneficiando a saúde da pele e ocular. Alimentos ricos em clorofila são: Couve, ervilha, salsa, alface, etc.  

- Licopeno: 

Está nos alimentos vermelhos. Conhecido por diminuir os riscos das doenças cardiovasculares, esse fitoquímico também possui ação antioxidante e retarda o envelhecimento das células. Pode ser encontrado em ingredientes como o tomate, a melancia e a goiaba, por exemplo.  

- Luteína: 

Também está nos alimentos verdes. Encontrado na couve e no espinafre, esse fitoquímico possui propriedades antioxidantes, ajuda a prevenir o envelhecimento precoce das células e a fortalecer o sistema imune. Também possui ação detox.  

- Zeaxantina: 

Está nos alimentos verdes escuros. Assim como a luteína e a clorofila, esse fitoquímico também é encontrado em frutas, verduras e legumes, como o brócolis, a couve e o kiwi. A substância melhora o sistema circulatório, controla a pressão arterial e ajuda a eliminar as toxinas do corpo.

Fonte:

https://www.conquistesuavida.com.br/noticia/alimentos-fitoquimicos-o-que-sao-entenda-a-relacao-das-cores-com-os-nutrientes_a7547/1

http://www.casosacasoselivros.com/2013/11/30-gifs-para-apaixonados-por-ciencia.html