CINÉTICA

A cinética é a parte da química que estuda as velocidades das reações onde, com o aumento da temperatura se aumenta a velocidade.
Existem fatores que influenciam na velocidade como “temperatura”, “superfície” e “concentração de reagentes”.
Velocidade de uma reação:

A velocidade de uma reação é a variação da concentração dos reagentes pela variação de uma unidade de tempo. As velocidades das reações químicas geralmente são expressas em molaridade por segundo (M/s).
A velocidade média de formação de um produto de uma reação é dado por:
Vm = variação da concentração do produto / variação do tempo
A velocidade da reação decresce com o tempo. A velocidade de formação do produto é igual a velocidade de consumo do reagente.:

Velocidade da reação = variação da concentração dos reagentes / variação do tempo
A velocidade das reações química pode ocorrer em escalas de tempo muito amplas. Por exemplo, uma explosão pode ocorrer em menos de um segundo, a cocção de um alimento pode levar minutos ou horas, a corrosão pode levar anos, e a erosão de uma rocha pode ocorrer em milhares ou milhões de anos.

Fatores que influenciam na velocidade da reação:

Superfície de contato: Quanto maior a superfície de contato, maior será a velocidade da reação.
Temperatura: Quanto maior a temperatura, maior será a velocidade da reação.
Concentração dos reagentes: Aumentando a concentração dos reagentes, aumentará a velocidade da reação.
Numa reação química, a etapa mais lenta é a que determina sua velocidade. Observe o exemplo a seguir: O peróxido de hidrogênio reagindo com íons iodeto, formando água e oxigênio gasoso.
I - H2O2 + I- ⇒ H2O + IO- (Lenta)
II - H2O2 + IO- ⇒ H2O + O2 + I- (Rápida)
Equação simplificada: 2 H2O2 ⇒ 2 H2O + O2.

A equação simplificada corresponde a soma das equações I e II. Como a etapa I é a etapa lenta, para aumentar a velocidade da reação, deve-se atuar nela. Tanto para aumentar ou diminuir a velocidade da reação, a etapa II (rápida) não vai influir; sendo a etapa I a mais importante.

A lei de Guldberg-Waage:

Considere a seguinte reação: a A + b B ⇒ c C + d D
Segundo a lei de Guldberg-Waage; V = k [A]a [B]b.
Onde:
V = velocidade da reação;
[ ] = concentração da substância em mol / L;
k = constante da velocidade específica para cada temperatura.
A ordem de uma reação é a soma dos expoentes das concentrações da equação da velocidade. Utilizando a equação anterior, calculamos a ordem de tal reação pela soma de (a + b).

Teoria da colisão:

Pela teoria da colisão, para haver reação é necessário que:
as moléculas dos reagentes colidam entre si;
a colisão ocorra com geometria favorável à formação do complexo ativado;
a energia das moléculas que colidem entre si seja igual ou superior à energia de ativação.
Colisão efetiva ou eficaz é aquela que resulta em reação, isto é, que está de acordo com as duas últimas condições da teoria da colisão. O número de colisões efetivas ou eficazes é muito pequeno comparado ao número total de colisões que ocorrem entre as moléculas dos reagentes.
Quanto menor for a energia de ativação de uma reação, maior será sua velocidade.
Uma elevação da temperatura aumenta a velocidade de uma reação porque aumenta o número de moléculas dos reagentes com energia superior à de ativação.
Regra de van't Hoff - Uma elevação de 10°C duplica a velocidade de uma reação.
Esta é uma regra aproximada e muito limitada.
O aumento da concentração dos reagentes aumenta a velocidade da reação.

Conclusão:

Na cinética química estuda-se a velocidade das reações químicas.
As velocidades das reações químicas são expressas por M/s “molaridade por segundo”.
Quanto maior for a temperatura, maior será a velocidade, existindo fatores que influenciam nessa velocidade, como “superfície”, “temperatura” e “concentração dos reagentes”, onde, quanto maior for a superfície de contato maior será a velocidade de reação, quanto maior a temperatura maior será a velocidade de reação, quanto maior for a concentração dos reagentes maior será a velocidade de reação.
“lei de Guldberg-Waage” lei onde a ordem de uma reação é a soma dos expoentes das concentrações da equação da velocidade
Existe uma energia mínima para que os reagentes se transformem em produto, essa “energia mínima” da se o nome de “energia de ativação”, quanto maior for a energia de ativação, menor será a velocidade da reação.
Para diminuir essa “energia de ativação” pode-se usar um catalisador que facilita a transformação de reagentes em produtos.

TERMOQUÍMICA

Termoquímica é a parte da química que estuda as quantidades de calor liberados ou absorvidos, durante uma reação química.
* Reação Endotérmica
É aquela que absorve calor do meio externo. É necessário fornecer calor.Ex: fotossíntese (6CO2 + 6H2O + calor -> C6H12O6 + 6O2).
* Reação Exotérmica
É aquela que libera calor para o ambiente.Ex: Queima do gás de cozinha (C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O + calor).
Representação Gráfica

Entalpia (ΔH)
É o conteúdo global de calor de um sistema.Unidade: Kcal ou KJ (1Kcal ~ 4,18KJ)A variação da energia de um sistema (ΔH) pode ser calculado pela diferença entre as energias dos produtos e reagentes.
ΔH = Hprod – Hreag
*Reação endotérmica: Hprod > Hreag , ΔH > 0
*Reação exotérmica: Hprod < Hreag , ΔH < 0
Fatores que afetam a entalpia de uma reação

1 – Quantidade em mol de produtos e reagentes.2 – Estado físico de produtos ou reagentes.3 – Estado alotrópico de produtos ou reagentes. (alótropos = substância simples diferentes, formadas pelo mesmo elemento químico).4 – Temperatura. Altas temperaturas fornecem reações endotérmicas e vice-versa.
Tipos de Entalpia:

1 – Entalpia de formação (ΔH°f)É o calor liberado ou absorvido na formação de 1 mol de uma substância no estado-padrão, a partir de substância simples.
Ex: Formação da Amônia = N2(g) + 3/2H2(g) -> NH3(g)
ΔH°f = -286KJ
2 – Entalpia de combustão (ΔH°C)É o calor liberado na queima de 1 mol de uma substância no estado-padrão.Ex: Queima do enxofre= S(s) + O2(g) -> SO2(g)

Reações reversíveis e irreversíveis

A QUEIMA DO PAPEL É UMA REAÇÃO IRREVERSÍVEL

Reações irreversíveis são aquelas que ocorrem por completo, ou seja, até que pelo menos um dos reagentes seja completamente consumido. Um exemplo claro é o da imagem acima, a combustão ocorre até que o fogo consuma toda a folha de papel, daí então só restam as cinzas. O papel não volta ao estado inicial.

Nas reações reversíveis acontece exatamente o contrário, as reações direta e inversa ocorrem simultaneamente. Os reagentes se convertem em produtos e estes podem retornar à forma inicial. A reação reversível pode ocorrer tanto em processos químicos como em físicos.

Mas o que reações reversíveis têm a ver com Equilíbrio químico? Só através delas é possível equilibrar um sistema.

Um exemplo prático vai nos ajudar a entender melhor esta relação. Imagine um recipiente de vidro fechado contendo em seu interior um líquido volátil. O líquido se volatiliza até certo ponto e depois começa a se converter ao seu estado inicial. Isto é possível se este líquido for água.

As moléculas de água líquida se evaporam dentro do recipiente e passam para o estado de vapor. Após algum tempo o vidro fica embaçado e cheio de gotículas de água na tampa. Neste instante ocorre a condensação: a água evaporada retorna para o estado inicial (líquido). Quando a velocidade de vaporização se iguala à de condensação, o sistema entra em equilíbrio.

A reação reversível ocorre através da equação:

H2O (l) H2O (v)

Não se esqueça! A presença da seta dupla caracteriza as reações reversíveis:

ISOMERIA (3 ANO)

ISOMERIA


1 - Definição

Isomeria é o fenômeno de dois ou mais compostos apresentarem a mesma fórmula molecular (F.M.) e fórmulas estruturais diferentes.
Os compostos com estas características são chamados de isômeros (iso = igual; meros = partes).
Vamos estudar dois casos de isomeria: a isomeria plana e a isomeria espacial.

2- Isomeria Plana

Isômeros planos são os que diferem pelas fórmulas estruturais planas.
Existem vários tipos de isômeros planos:
2.1- Isomeria de Cadeia
São isômeros pertencentes a uma mesma função química com cadeias carbônicas diferentes.
- Cadeia normal X cadeia ramificada

Exemplo: F.M. C4H10 – n-butano e metilpropano.

- Cadeia aberta insaturada X cadeia fechada saturada

Exemplo: F.M. C3H6 – propeno e ciclopropano.
- Cadeia aberta insaturada X cadeia fechada insaturada

Exemplo: F.M. C3H4 – propino e propadieno e ciclopropeno.

- Cadeia homogênea X cadeia heterogênea

Exemplo: F.M. C2H7N – etilamina e dimetilamina.
2.2- Isomeria de Posição
São isômeros de mesma função química, de mesma cadeia carbônica e que diferem pela posição de um grupo funcional, radical ou insaturação.
- Diferente posição de um radical


Exemplo: F.M. C6H14 – 2-metilpentano e 3-metilpentano.
- Diferente posição de um grupo funcional

Exemplo: F.M. C3H8O – 1-propanol e 2-propanol.
- Diferente posição de uma insaturação


Exemplo: F.M. C4H8 – 1-buteno e 2-buteno.
2.3- Isomeria de Função
Os isômeros de função pertencem a funções diferentes.

Os três casos de isomeria funcional são:
- Álcool e Éter → CnH2n+2O


- Aldeído e Cetona → CnH2nO

- Ácido e Éster → CnH2nO2

Exemplos:

- F.M. C2H6O – etanol e metoximetano;

- F.M. C3H6O – propanal e propanona;

- F.M. C3H6O2 ácido propanóico e etanoato de metila.

2.4- Isomeria de Compensação ou Metameria
São isômeros de mesma função química, com cadeias heterogêneas, que diferem pela localização do heteroátomo nas cadeias.
Exemplos:

- F.M. C4H10O – metoxipropano e etoxipropano;

- F.M. C4H11N – metil-propilamina e dietilamina.

2.5- Tautomeria ou Isomeria Dinâmica
É um caso particular de isomeria funcional, pois os isômeros pertencem a funções químicas diferentes, com a característica de um deles ser mais estável que o outro.
Os isômeros coexistem em solução aquosa, mediante equilíbrio dinâmico no qual um isômero se transforma em outro pela transposição intramolecular simultânea de um átomo de hidrogênio e uma dupla ligação.

CÉLULAS-TRONCO

A importância das células-tronco deriva de seu potencial para se transformar em qualquer célula ou tecido de um organismo, o que é especialmente promissor para o tratamento de doenças degenerativas.

As células tronco são capazes de se dividir e transformar em qualquer outro tipo de célula, um verdadeiro "coringa" do organismo.

Há dois tipos de células-troncos encontrados naturalmente: as células-tronco embrionárias, que como o próprio nome diz, vêm do embrião; e as adultas, encontradas principalmente na medula óssea e no cordão umbilical.

As células-tronco embrionárias são derivadas da massa de células internas do embrião quando ele está no estágio conhecido como blastocisto, de quatro a cinco dias após a fecundação. Essas células são chamadas de pluripotentes, o que significa que elas são capazes de se transformar em qualquer tipo de célula adulta, de neurônios a pele.

Elas estão presentes apenas nos primeiros estágios da formação de um organismo. Veja a evolução do óvulo fertilizado até a origem do embrião

As células-tronco adultas são encontradas no organismo já desenvolvido, e podem se dividir e gerar tanto uma nova célula idêntica quanto outra mais diferenciada, usada para regenerar tecidos danificados e células mortas. Menos versáteis que as células-tronco embrionárias, elas, no entanto, não causam polêmica porque sua obtenção não depende de embriões. É possível encontrar esse tipo de célula na medula óssea e no sangue do cordão umbilical.

Menos versáteis que as células embrionárias, elas, no entanto, já estão sendo aplicadas na medicina para o tratamento de diversas doenças. O mais comum é o tratamento da leucemia, através do transplante de medula óssea. Cientistas estão dando os primeiros passos para tratar também a esclerose múltipla e a esclerose lateral amiotrófica.

Em novembro de 2007, dois grupos separados de cientistas anunciaram a "fabricação" de células-troncos a partir da pele humana. Com a ajuda de quatro genes injetados por vírus, os pesquisadores conseguiram fazer células da pele (ou fibroblastos) reverterem para o estágio de células-tronco. Na teoria, essas células poderiam, no futuro, substituir as embrionárias. Seria uma promessa para o fim da polêmica emvolvendo as células embrionárias, no entanto, até agora, os cientistas não sabem fabricá-las sem o uso de vírus, o que inviabiliza a aplicação em humanos. Pelo menos, por enquanto, elas servirão apenas para testes de remédios. Cientistas pedem mais estudos com as embrionárias, para poder desenvolver melhor esta técnica.

APLICAÇÕES

No cérebro - Regeneração de neurônios perdidos pelo mal de Parkinson e o mal de Alzheimer, entre outros problemas neurológicos.

Nos ossos - Cicatrização de fraturas e tratamento da osteoporose.

No pâncreas - Recuperação da produção adequada de insulina, curando o diabetes.

Na coluna - Tratamento de lesões, recuperando pacientes paraplégicos, e também da esclerose múltipla e da esclerose lateral amiotrópica.

Nos órgãos sexuais - Tratamento contra a infertilidade para casais que não conseguem engravidar.

No coração - Recuperação de áreas infartadas e tratamentos de insuficiência cardíaca.

Nos olhos - Recuperação da visão em idosos e pessoas com problemas de retina.

O estudo e a manipulação tecnógica de células-tronco poderão dar origem a terapias para o tratamento de diversas doenças, para a recuperação de pessoas paralisadas em acidentes e, até, para a criação de tecidos para transplante.

A maioria dos cientistas concorda que a forma mais promissora das células-tronco para o estudo e o desenvolvimento de terapias é a embrionária.

No entato, a extração dessas células leva à destruição de um embrião humano. Muitas pessoas acreditam que o embrião já tem o mesm direito à vida que um ser humano desenvolvido, e deve ser preservado. E aí, reside a polêmica.

As células são retiradas de embriões em estágio anterior a 14 dias e, portanto, o sistema neural ainda não começou a ser formado. A formação do sistema neural é considerada importante porque é a partir daí que o novo ser começa a ter a capacidade de sentir ou desenvolver consciência. Já os críticos das pesquisas afirmam que o desenvolvimento humano é um processo contínuo desencadeado a partir da conepção, e não pode ser interrompido em momento algum.

Em 2005, as pesquisas foram autorizadas no Brasil pela Lei de Biossegurança, mas restritas a embriões sobressalentes produzidos in vitro e congelados há mais de três anos. Hà a resistência: o STF (Superior Tribunal Federal) está avaliando uma ação direta de insconstitucionalidade movida com base no argumento de que a vida começa na concepção.

IMAGENS DE ZINCO

O ZINCO

O zinco (do alemão Zink) é um elemento químico de símbolo Zn, número atômico 30 (30 prótons e 30 elétrons) com massa atómica 65,4 uma. À temperatura ambiente, o zinco encontra-se no estado sólido. Está situado no grupo 12 (2 B) da Classificação Periódica dos Elementos.As ligas metálicas de zinco têm sido utilizadas durante séculos - peças de latão datadas de 1000-1400 a.C. foram encontrados na Palestina , e outros objetos com até 87% de zinco foram achados na antiga região da Transilvânia. A principal aplicação do zinco - cerca de 50% do consumo anual - é na galvanização do aço ou ferro para protegê-los da corrosão, isto é, o zinco é utilizado como metal de sacrifício (tornando-se o ânodo de uma célula, ou seja, somente ele se oxidará). Ele também pode ser usado em protetores solares, em forma de óxido, pois tem a capacidade de barrar a radiação solar.O zinco é um elemento químico essencial para a vida: intervém no metabolismo de proteínas e ácidos nucleicos, estimula a atividade de mais de 100 enzimas, colabora no bom funcionamento do sistema imunológico, é necessário para cicatrização dos ferimentos, intervém nas percepções do sabor e olfato e na síntese do ADN. Foi descoberto pelo alemão Andreas Marggraf em 1746.
Características principais:
• O zinco é um metal, às vezes classificado como metal de transição ainda que estritamente não seja, apresenta semelhanças com o magnésio e o berílio além dos metais do seu grupo. Este elemento é pouco abundante na crosta terrestre, porém pode ser obtido com facilidade.
• É um metal de coloração branca azulada que arde no ar com chama verde azulada. O ar seco não o ataca, porém, na presença de umidade, forma uma capa superficial de óxido ou carbonato básico que isola o metal e o protege da corrosão.
• Praticamente o único estado de oxidação que apresenta é 2+. Reage com ácidos não oxidantes passando para o estado de oxidação 2+ e liberando hidrogênio, e pode dissolver-se em bases e ácido acético.
• O zinco é empregado na fabricação de ligas metálicas como o latão e o bronze, além de ser utilizado na produção de telhas e calhas residenciais. O zinco é, ainda, utilizado como metal de sacrifício para preservar o ferro da corrosão em algumas estruturas, na produção de pilhas secas e como pigmento em tinta de coloração branca.

Papel Biologico do Zinco:

Telhado de zinco.
O zinco é um elemento químico essencial para o corpo humano: intervém no metabolismo de proteínas e ácidos nucleicos, estimula a atividade de mais de 100 enzimas, colabora no bom funcionamento do sistema imunológico, é necessário para cicatrização dos ferimentos, nas percepções do sabor e olfato e na síntese do DNA. O metal é encontrado na insulina, nas proteínas dedo de zinco (zinc finger) e em diversas enzimas como a superóxido dismutase.
O zinco é encontrado em diversos alimentos como nas ostras, carnes vermelhas, aves, alguns pescados, mariscos, favas e nozes. A ingestão diária recomendada de zinco é em torno de 10 mg, menor para bebês, crianças e adolescentes (devido ao menor peso corporal), e algo maior para as mulheres grávidas e durante o aleitamento.
A deficiência de zinco pode produzir retardamento no crescimento, perda de cabelo, diarreias, impotência sexual e imaturidade sexual nos adolescentes, apatia, cansaço e depressão, lesões oculares e de pele, inclusive acne, unhas quebradiças, amnésia, perda de apetite, perda de peso e problemas de crescimento, aumento do tempo de cicatrização de ferimentos e anomalias no sentido do olfato. As causas que podem provocar uma deficiência de zinco são a insuficiente quantidade na dieta alimentar e a dificuldade na absorção do mineral que pode ocorrer em casos de alcoolismo, quando é eliminado pela urina ou, ainda, devido à excessiva eliminação por causa de desordens digestivas.
O excesso de zinco tem-se associado com baixos níveis de cobre, alterações na função do ferro, diminuição da função imunológica e dos níveis de colesterol bom.
É um dado adquirido que o zinco desempenha um papel vital no desenvolvimento animal. Uma dieta rica em zinco diminui o risco de hemorragias e melhora a cicatrização das feridas. Na agricultura, o zinco é usado como suplemento nutritivo para promover o crescimento das plantas. Embora o elemento não seja considerado tóxico, existem certos sais de zinco cuja ingestão provoca náuseas e diarreia. A inalação de óxido de zinco pode provocar lesões nos pulmões e, de um modo geral, em todo o sistema respiratório.
História Sobre o Zinco:
As ligas metálicas de zinco foram utilizadas durante séculos - peças de latão datadas de 1000-1400 a.C. foram encontrados na Palestina , e outros objetos com até 87% de zinco foram achados na antiga região da Transilvânia - devido ao seu baixo ponto de fusão e reatividade química o metal tende a evaporar-se, motivo pelo qual a verdadeira natureza do zinco não foi compreendida pelos antigos.
Se sabe que a fabricação do latão era conhecida pelos romanos desde 30 a.C. Plinio e Dioscórides descrevem a obtenção de aurichalcum ( latão ) pelo aquecimento num cadinho de uma mistura de cadmia ( calamina ) com cobre. O latão obtido é posteriormente fundido ou forjado para fabricar objetos.
A fusão e extração de zinco impuro já era efetuda no ano 1.000 na Índia - na obra Rasarnava (c. 1200) de autor desconhecido o procedimento foi descrito - e posteriormente na China. Em 1597 Andreas Libavius descreve uma peculiar classe de estanho que havia sido preparada na Índia que tinha recebido em pequenas quantidades através de um amigo; deduziu que se tratava do zinco mesmo não chegando a reconhecê-lo como o metal procedente da calamina.
No ocidente, em 1248, Alberto Magno descreve a fabricação do latão na Europa. No século XVI já se conhecia a existência do metal. Agrícola observou em 1546 que formava-se um metal branco prateado condensado nas paredes dos fornos nos quais se fundiam minerais de zinco, adicionando em sua notas que um metal similar denominado zincum era produzido na Silésia. Paracelso foi o primeiro a sugerir que o zincum era um novo metal e que suas propriedades diferiam dos metais conhecidos, sem dar nenhuma indicação sobre a sua origem; nos escritos de Basílio Valentino são encontrados também menções sobre o zincum. Em tratados posteriores são frequentes as referências ao zinco, com diferentes nomes, se referindo geralmente ao mineral e não ao metal livre, e muitas vezes confundido com o bismuto.
Johann Kunkel em 1677 e pouco mais tarde Stahl em 1702 indicam que ao preparar o latão com o cobre e a calamina, esta última se reduz previamente em zinco livre, que foi isolado posteriormente pelo químico Anton von Swab em 1742 e por Andreas Marggraf em 1746, cujo exaustivo e metódico trabalho Sobre o método de extração do zinco de um mineral verdadeiro, a calamina sedimentou a metalurgia do zinco e sua reputação como descobridor do metal.
Em 1743 foi fundado em Bristol o primeiro estabelecimento para a fundição do metal em escala industrial, porém, o procedimento ficou em segredo. Setenta anos depois Daniel Dony desenvolveu um procedimento industrial para a extração do metal, construindo-se a primeira fábrica no continente Europeu.
Após o desenvolvimento da técnica de flotação do sulfeto de zinco se desprezou a calamina como fonte principal de obtenção do zinco. O método de flotação, atualmente, é empregado para a obtenção de vários metais.