Uma criativa forma de ilustrar os diferentes tipos de estruturas cristalinas e seus defeitos, foi feita com o uso de fotografias de algumas paredes e até com milho e cactus.
Defeitos de vacância
–
Discordância em parafuso
Veja mais imagens da coleção em
https://www.flickr.com/photos/core-materials/
Imagens em licença Creative Commons (by 2.0).
Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.
O hexafluoreto de enxofre já fez famosas aparições em diversos vídeos pela internet, em um deles a elevada densidade do gás faz com que este acumule no fundo do recipiente em que é gentilmente colocado, causando um efeito semelhante a um ´líquido invisível´;
em outro vídeo Adam Savage, apresentador do programa Mythbusters, mostra a influência do gás na voz. Na primeira parte do vídeo Adam inala hélio, ficando com voz de Pato Donald, e logo em seguida inala hexafluoreto de enxofre, tornando a voz forte e pesada.
Tal mudança na voz ocorre pela diferença de vibração das cordas vocais quando em presença destes dois tipos de gases.
Mas porque Andrea Sella poderia odiar um gás? Ele argumenta corretamente que o SF6 é um gás extremamente inerte, permanecendo estável mesmo em condições severas. E justamente por isso tem aplicação em situações nas quais algo inerte é desejado, como por exemplo na indústria de produção de magnésio, na qual serve como uma capa de proteção de contato do magnésio com o oxigênio do ar. E o ódio de Sella torna-se claro quando lembra que o SF6 é um gás-estufa extremamente potente, com um efeito 32.000 vezes maior do que o gás-estufa CO2, se considerado um intervalo de 500 anos de atuação; que certamente será ainda maior, já que o SF6, por ser inerte, tem uma expectativa de duração na atmosfera de mais de 3200 anos.
A indústria, já sabendo destes problemas, busca constantemente modos de substituir o uso do material por outras substâncias menos agressivas ao meio ambiente.
Talvez não só a voz ganhe um timbre de vilão com o gás, mas ele próprio mostra o seu lado traiçoeiro.
O grafeno, uma estrutura planar composta unicamente por átomos de carbono, rendeu um Prêmio Nobel de física para os pesquisadores Andre Geim e Konstantin Novoselov.
Grafeno
Por ser uma estrutura altamente promissora com aplicação em novas tecnologias, o grafeno tem sido alvo de intensas e recentes pesquisas. Como a publicada na edição de hoje da revista Nature.
Zhengzong Sun e colegas da Rice University, no Texas (EUA) conseguiram determinar uma nova metodologia de obtenção controlada de camadas de grafeno, por meio de uso de carbono provindo de fontes sólidas. As técnicas anteriores podiam envolver desde uma descamação mecânica até por meio da transformação de nanotubos em folhas de grafeno.
No artigo eles demonstram a obtenção de grafeno com grande área, de alta qualidade e com espessura controlável, por meio de carbono proveniente de diferentes sólidos – desde filmes poliméricos até pequenas moléculas – depositadas sobre um metal como substrato catalítico, em temperaturas em torno de 800 oC. Tanto um grafeno puro quanto uma estrutura dopada foram obtidas com um processo de etapa única e em um mesmo aparato experimental.
O polímero utilizado foi o polimetilmetacrilato (conhecido como acrílico), e aquecimento, baixa pressão, em fluxo de gás hidrogênio e argônio, por 10 minutos, foram os passos necessários tornar o material em carbono puro e transformá-lo em grafeno. A espessura do material foi controlada facilmente pela mudança do fluxo de gás no aparato.
Zhengzong Sun então testou algo mais trivial. Com apenas 10 miligramas de sacarose (açúcar comum) colocadas em uma folha de 1cm2 de cobre, nas mesmas condições impostas para o acrílico, também foi possível obter um grafeno de boa qualidade. O que foi uma surpresa para Zhengzong, que esperava um material com defeitos devido à alta concentração de oxigênio presente na molécula do açúcar (sacarose).
A dopagem do grafeno com nitrogênio, para alterar suas propriedades condutoras, foi obtida com a adição de melamina (C3H6N6) no método de produção a partir do polimetilmetacrilato.
Molécula de melamina
Depois de tantos sucessos a frustração do grupo de pesquisas foi não ter conseguido, até o momento, um método rápido de crescimento de uma camada de grafeno sobre silício ou óxido de silício.
Growth of graphene from solid carbon sources Nature 468, 549-552 (25 November 2010) doi:10.1038/nature09579
O experimento de queima de diamantes é raro de ser visto. Não existem muitas pessoas que estão dispostas a comprar diamantes para queimar.
Um diamante é quase que exclusivamente composto de carbono, e portanto pode ser queimado em presença de oxigênio com o auxílio de uma chama forte.
A reação será
C(diam.) + O2 –> CO2(g)
e no final teremos apenas dióxido de carbono (CO2).
Theodore Gray demonstra no vídeo abaixo a queima de algumas gemas.
A primeira que aparece logo no início do vídeo é um diamante que acabou ficando rubro e estilhaçando em vários pedaços. Portanto este tipo de experimento deve ser feito com muito cuidado.
Theodore explica então que comprou no eBay (site de leilão) um diamante bruto (não lapidado) que é mais barato. Outro que ele comprou é um diamante não muito homogêneo, e também com preço mais acessível.
Após aquecer bastante um diamante, até ele brilhar com uma cor bem clara e branca, é possível manter a combustão soprando oxigênio puro sobre a gema.
A gema que era mais impura e não cristalina acabou estilhaçando e até danificou a lente da câmera que filmava o experimento.
Outro teste realizado foi a imersão do diamante incandescente dentro de um tubo de ensaio com um pouco de oxigênio líquido. Mas infelizmente o gelo formado no exterior do tubo impediu a visualização da queima. Após isto eles decidiram queimar o diamante em uma pequena quantidade de oxigênio líquido para facilitar a visualização.
Theodore também testou o que poderia acontecer quanto se aquece a zircônia cúbica (ZrO2) em uma chama. A zircônia normalmente é usada como uma imitação mais barata para substituir o diamante em jóias. Neste caso é possível ver que a zircônia não queima na chama, pois já está em forma de óxido.
Água régia é o nome dado para a mistura de ácido nítrico e ácido clorídrico concentrados.
O Professor Martyn Poliakoff explica como esta mistura de ácidos consegue dissolver ouro! E como isso foi utilizado para dissolver uma medalha do Prêmio Nobel durante a Segunda Guerra Mundial.
A reação de termite é uma reação altamente exotérmica, que acontece quando um pó de metal é oxidado pelo óxido de outro metal, geralmente usado com alumínio como pó como metal necessário na mistura.
Incrivelmente sua temperatura pode atingir a marca de 2500 ºC (usando óxido de ferro III). Embora seja uma reação exotérmica, ela não começa sozinha, e precisa de uma energia de ignição, e esta normalmente não é atingida por simples métodos de aquecimento, preferindo-se métodos que empregam tochas de propano, fitas de magnésio, ou então usando outras reações químicas.
Dentre as suas aplicações no dia-a-dia, a termita é usada em processos de soldagem, principalmente de ferros de ferrovias. Já em aplicações militares, a termita encontra lugar em granadas de contenção e soldagem dos equipamentos inimigos. Devido a fato da termita ser de difícil ignição, as bombas incendiárias normalmente possuem uma composição específica, batizada de Thermate-TH3, sendo esta uma mistura de outros compostos que facilita a ignição da termita.
Devido ao elevado calor gerado na reação, a termita deve ser manuseada com muito cuidado. Não tente nenhum tipo de experimento sem uso de equipamento de proteção ou acompanhamento de alguém habilitado para esta tarefa.
