E a tecnologia do vapor volta a ter atenção! Muito mais como uma curiosidade, já que a dificuldade de construção impede que sejam adotados em larga escala.
Testando o carro…
Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.
Uma interessante camiseta apresenta uma relação da porcentagem mássica dos elementos químicos presentes no corpo humano.
Analisando os números é possível perceber que para uma pessoa que pesa 70kg, o corpo teria uma massa de 43kg de oxigênio, 16kg de carbono, 7kg de hidrogênio, 1,8kg de nitrogênio, …
Controlando fatores físicos e químicos, tais como, temperatura, solventes e cossolventes, é possível se obter um certo ajuste do crescimento de cristais em um meio. Mas, como os químicos já sabem, a cristalização nem sempre é um processo fácil de obter pela simples modificação destas variáveis.
Os géis apresentam diversas vantagens como meio para crescimento de cristais: são conhecidos por promover o crescimento de cristais grandes e únicos com poucos defeitos e diferentes morfologias.
Empregando o interessante método de nucleação não-fotoquímica induzida por laser (nonphotochemical laser-induced nucleation (NPLIN)), uma equipe da University of Edinburgh conseguiu obter um controle fino dos padrões de cristalização de uma solução supersaturada de KCl em gel de agarose. Um pico de campo elétrico da luz era suficiente para modificar a energia livre dos clusters de prenucleação.
O laser usado foi um Nd3+YAG gerando pulsos de luz em infravermelho próximo (1064 nm, pulsos de 6ns) com um feixe de 5,5mm de diâmetro.
O padrão observado na figura abaixo foi conseguido com o uso de uma máscara recortada, que permitia a incidência do laser somente em algumas regiões da amostra.
Outro ponto interessante percebido pelos pesquisadores é que dois pulsos de laser de baixa intensidade poderiam ser utilizados para gerar cristalização localizada no ponto de cruzamento dos feixes. Esta técnica pode abrir portas para um controle tridimensional da nucleação.
Duffus, C., Camp, P., & Alexander, A. (2009). Spatial Control of Crystal Nucleation in Agarose Gel Journal of the American Chemical Society DOI: 10.1021/ja905232m
Seguindo a ideia da bela obra de arte com sulfato de cobre, fui buscar um velho conhecido (e algumas vezes esquecido no baú das memórias) dos químicos – o jardim de cristais.
Nunca realizei o experimento e não tenho como relatar as dificuldades e cuidados específicos que devem ser tomados para realizar esta demonstração. Mas penso que não deve ser uma tarefa difícil e que um pouco de pesquisa e engenhosidade pode superar as dificuldades e se obter um bom resultado.
A receita mais comum para este experimento é: – Sal de cozinha (NaCl) – hexacianoferrato férrico (azul da Prússia) – amônia
O vídeo está em velocidade acelerada (time lapse) Fonte do vídeo.
Um artigo na revista Journal of Chemical Education (2000 77 624A.) afirma que os cristais formados são quase que exclusivamente compostos de NaCl, e que o hexacianoferrato férrico provavelmente possui a função de servir como centro de cristalização resultando em um aspecto de ´flor´, e as fontes consultadas pelo JCE diferem quanto à função da amônia, alguns indicando que poderia servir como um facilitador da solubilidade do sal ou ainda para aumentar a velocidade de evaporação da solução. Outros testes relataram que poderia ocorrer alguma reação entre o hexacianoferrato férrico e a amônia.
Perceba, pelo vídeo, que a solução se move pelo papel pela ação capilar e que os cristais se formam a medida que a o líquido evapora.
Algumas lojas vendem kits para conseguir resultados mais fáceis e bonitos. Desconfio que muitos deles funcionam em princípio semelhante ao descrito acima.
Como a maioria já deve saber, o urânio é um elemento radioativo. Isto é, possui capacidade de sofrer fissão nuclear. Para deixar mais claro sua principal função é preciso entender alguns conceitos como:
*Radioatividade
*Decaimento
Radioatividade
Embora o decaimento e a radioatividade sejam aspectos diferentes a radioatividade tem uma ligação com decaimento. Um átomo ou composto radioativo é aquele tem a capacidade de emissão de radiação (nome dado para emissão de energia em forma de partículas ou ondas), no caso a radioatividade é parte da radiação relacionada a núcleos instáveis.
Decaimento
Decaimentos como já citados tem relação com a radioatividade, mas qual seria a relação? A relação é que a radioatividade é a emissão de partículas que acontecem devido ao decaimento. Mas o decaimento seria o quê? É a capacidade de alguns átomos (e seus isótopos) de perderem prótons, nêutrons, elétrons e raios gama.
A perda de prótons e nêutrons é denominado decaimento (alfa), a qual o átomo perde dois nêutrons e dois prótons, o núcleo de Hélio.
A perda de elétrons é denominada decaimento (beta) no qual o átomo perde apenas elétrons.
A emissão de raios gama ocorre com a reação dos elétrons e pósitrons (elétrons de carga positiva), assim causando a emissão de energia.
Existem também variações desses decaimentos como do decaimentos alfa apenas nêutrons ou do decaimento alfa com pósitrons também.
Aplicações do Urânio
Uma das principais aplicações é na produção de energia, pois a principal característica é que quando um átomo sofre decaimento ele libera energia, mas para acelerar o decaimento, o urânio é bombardeado com nêutrons que aceleram o processo, assim essa energia pode ser aproveitado para aquecer água, que posteriormente é usada para gerar energia elétrica.
Pesquisadores americanos desenvolveram um método adequado para se produzir hidrogênio a partir de urina.
Um dos principais compostos da urina é a uréia, de fórmula CO(NH2)2 (ou CH4N2O), e por esta molécula conter hidrogênios poderia ser uma eventual fonte, em vez da extração deles direto da água.
Gerardine G. Botte, um dos pesquisadores que assina o artigo, afirmou que a idéia ocorreu em uma conferência sobre células a combustível, na qual se discutia como usar água limpa para se obter energia limpa. E Botte imaginou que isto poderia ser feito de uma maneira ainda mais inteligente.
A equipe de pesquisadores utilizou o processo da eletrólise para quebrar as moléculas, com o uso de novo eletrodo baseado em níquel para oxidar a uréia com eficiência. Esta quebra é feita com uma tensão em torno de 0,37V, enquanto que para a água é necessária uma tensão de 1,23V.
Durante o processo eletroquímico a uréia é absorvida pela superfície de níquel do eletrodo, o qual passa os elétrons necessários para quebrar a molécula. Hidrogênio puro é recuperado no cátodo e nitrogênio mais alguns traços de oxigênio e hidrogênio evoluem do ânodo. O dióxido de carbono também é gerado durante o processo e reage com hidróxido de potássio para resultar em carbonato de potássio.
Os testes, em sua maioria, foram conduzidos com uréia sintética, mas também demonstraram que o processo pode funcionar em urina humana. E um dos fatores que podem ser limitantes no processo é que em condições normais a uréia é comumente transformada em amônia por bactérias.
Algo que deve ficar claro é que neste procedimento a urina não é uma fonte de energia, e serve apenas como uma fonte alternativa para a produção de hidrogênio; e que neste processo é necessária a aplicação de potencial e portanto resultando em um gasto energético.
