sexta-feira, 15 de outubro de 2010

Raios cósmicos estão sendo culpados pelo aquecimento global


Por Richard Gray, Correspondente Científico do Sunday Telegraph (Reino Unido)
Última atualização: 11 fev 2007
As alterações feitas pelo homem no clima podem estar acontecendo num ritmo muito mais lento do que que tem sido alegado, segundo uma nova e controversa pesquisa.

Os cientistas dizem que raios cósmicos provenientes do espaço exterior desempenham um papel bem mais importante nas alterações climáticas da Terra do que os especialistas em aquecimento global antes pensavam.

Num livro a ser publicado esta semana, eles afirmam que as flutuações no número de raios cósmicos que atingem a atmosfera alteram diretamente a quantidade de nuvens que cobre o planeta.

Altos níveis na cobertura de nuvens protegem a Terra e refletem o calor irradiado pelo Sol de volta ao espaço, fazendo com que o planeta esfrie.

Henrik Svensmark, um cientista do clima do Centro Espacial da Dinamarca, que liderou o grupo de pesquisa, acredita que o planeta está passando por um período natural de baixa cobertura de nuvens, por conta de um menor número de raios cósmicos que entram na atmosfera.

Isso, segundo ele, é o responsável por muito do aquecimento global que estamos presenciando.

Ele alega que as emissões de dióxido de carbono (ou CO2, ou gás carbônico), resultantes da atividade humana, estão tendo um impacto menor nas alterações do clima do que os cientistas pensam. Se ele estiver certo, isso poderia significar que a humanidade teria um prazo maior para reduzir nossos efeitos sobre o clima.

A controversa teoria chega uma semana depois que 2.500 cientistas que formam o Comitê Internacional das Nações Unidas para Alterações Climáticas publicaram seu quarto relatório, afirmando que as emissões de dióxido de carbono causariam elevações na temperatura de até 4,5 graus centígrados no final do século.

Svensmark alega que os cálculos utilizados para fazer essa previsão deixaram de considerar em grande parte o efeito dos raios cósmicos sobre a cobertura de nuvens, e a elevação da temperatura devido à atividade humana pode ser muito menor.

Disse ele: "Por muito tempo pensou-se que as nuvens eram causadas por alterações no clima, porém agora vemos que as alterações climáticas são induzidas pelas nuvens. E isso não foi levado em consideração nos modelos utilizados para avaliar os efeitos que o dióxido de carbono tem tido. Talvez venhamos a constatar que o CO2 é responsável por muito menos aquecimento do que pensávamos. E se esse for o caso, as previsões de aquecimento causado pela atividade humana terão que ser revisadas."

Na semana passada, Svensmark publicou a primeira evidência experimental de uma pesquisa de cinco anos sobre a influência que os raios cósmicos têm na produção de nuvens nas Minutas do Royal Society Journal A: Ciências Matemáticas, Físicas e Engenharia. Esta semana, ele vai também publicar um relato mais completo sobre seu trabalho num livro chamado "The Chilling Stars: A New Theory of Climate Change."

Uma equipe com mais de 60 cientistas de todo o mundo está se preparando para realizar um amplo experimento, utilizando um acelerador de partículas em Genebra, Suíça, para reproduzir os efeitos dos raios cósmicos que atingem a atmosfera. Eles esperam que isso comprove se as radiações das profundezas do espaço são responsáveis pelas alterações na cobertura de nuvens. Em caso positivo, isso poderia forçar os cientistas a reavaliar suas idéias sobre como o aquecimento global ocorre.



Os resultados obtidos por Svensmark demonstram que os raios produzem partículas eletricamente carregadas quando esses raios atingem a atmosfera. "Essas partículas atraem moléculas de água do ar e fazem com que elas se agrupem até se condensarem na forma de nuvens", diz ele.

Svensmark alega que o número de raios cósmicos que atingem a Terra é alterado pela atividade magnética ao redor do Sol. Durante os períodos de alta atividade, menos raios cósmicos atingem a Terra e menos nuvens são formadas, resultando em aquecimento.

Baixa atividade solar gera mais nuvens e resfria a Terra.

"Evidências dos núcleos de gelos mostram isso acontecendo desde há muito tempo no passado. Estamos tendo a mais alta atividade solar que já tivemos em pelo menos 1.000 anos", diz ele.

"Os humanos estão tendo um efeito sobre as alterações do clima, mas ao não incluir o efeito dos raios cósmicos nos modelos, os resultados tornam-se imprecisos. O tamanho do impacto do homem pode ser bem menor e então as alterações devidas aos humanos estão ocorrendo de forma mais lenta do que o previsto", continuou ele.

Alguns especialistas em alterações climáticas descartaram as alegações, classificando-as de "tênues".

Giles Harrison, um especialista em nuvens da Reading University, disse que ela tinha feito pesquisas sobre raios cósmicos e seus efeitos nas nuvens, mas acredita que o impacto sobre o clima é bem menor.

A internet está repleta de matérias sobre esse assunto (hiperatividade solar dos últimos anos está bloqueando a chegada de boa parte dos raios cósmicos na nossa atmosfera, o que causa uma diminuição na formação de nuvens e aumento o aquecimento da Terra).
Tem também a recente descoberta de que o planeta Marte está apresentando um aquecimento "global" similar ao da Terra. Como explicar isso?
Como os resultados obtidos pelos pesquisadores dinamarqueses não são propriamente uma novidade, e como muitos outros especialistas pelo mundo afora estão concordando com eles, provavelmente estamos diante de mais uma daquelas situações em que "experts" criaram uma "verdade" e agora, mesmo que se prove o contrário, será difícil desfazer o erro.
Afinal, os movimentos contra o aquecimento global e o chamado efeito-estufa estão por toda a parte, muito dinheiro já foi e está sendo investido nisso, o assunto está rendendo um estupendo espaço na mídia, e ninguém quer voltar atrás (nem perder seus empregos ou serviços de consultoria, em alguns casos).
Assim, todo mundo vira especialista e fica papagueando o que ouviu de terceiros, com um ar preocupado... Aliás, situação muito parecida com a demonização do colesterol e das gorduras saturadas, do HIV como causador da Aids, etc. Não querendo fazer trocadilho, não há nada de novo sob o Sol...


 

 

domingo, 20 de junho de 2010

SOLUÇÕES QUÍMICAS

SOLUÇÕES


As misturas podem ser homogêneas ou heterogêneas.

As misturas homogêneas possuem uma fase distinta.
As misturas heterogêneas possuem duas ou mais fases distintas.

Solução é uma mistura homogênea entre duas ou mais substâncias. O processo utilizado para obter esa mistura é chamdo de dissolução.

Uma solução é sempre formada pelo soluto e pelo solvente.

Soluto – substância que será dissolvida.
Solvente – substância que dissolve.

A água é chamada de solvente universal. Isso porque ela dissolve muitas substâncias e está presente em muitas soluções.

As soluções podem ser formadas por qualquer combinação envolvendo os três estados físicos da matéria: sólido, líquido e gasoso.

Exemplos de soluções no nosso dia-a-dia:

- álcool hidratado
- acetona
- água mineral
- soro fisiológico

Tipos de Dispersão

Dispersão – são sistemas nos quais uma substância está disseminada, sob a forma de pequenas partículas, em uma segunda substância.

Um exemplo é a mistura entre água e areia em um copo. No início, a mistura fica turva, mas com o passar do tempo, as partículas maiores vão de depositando no fundo do copo. Mesmo assim, a água ainda fica turva na parte de cima. A água não ficará totalmente livre de areia.

De acordo com o tamanho das partículas, podemos classificar estas dispersões em solução verdadeira, colóide e suspensão.

Veja a seguir o diâmetro médio das partículas dispersas:

Dispersão

Diâmetro médio

Soluções Verdadeiras

Entre 0 e 1nm

Colóides

Entre 1 e 1.000nm

Suspensões

Acima de 1.000nm

Obs. 1nm (nanômetro) = 1.10-9m


SOLUÇÃO

São misturas homogêneas translúcidas, com diâmetro médio das partículas entre 0 e 1nm.

Exemplos: açúcar na água, sal de cozinha na água, álcool hidratado.

COLÓIDES

São misturas homogêneas que possuem moléculas ou íons gigantes. O diâmetro médio de suas partículas é de 1 a 1.000nm. Este tipo de mistura dispersa facilmente a luz, por isso são opacas, não são translúcidas.

Podem ser sólidas, líquidas ou gasosas.

O termo colóide vem do grego e significa "cola" e foi proposto por Thomas Grahm, em 1860 para as denominar as substâncias como o amido, cola, gelatina e albumina, que se difundiam na água lentamente em comparação com as soluções verdadeiras (água e açúcar, por exemplo).

Apesar dos colóides parecerem homogêneos a olho nu, a nível microscópico são heterogêneos. Isto porque não são estáveis e quase sempre precipitam.

Exemplos: maionese, shampoo, leite de magnésia, neblina, gelatina na água, leite, creme.

Suspensão – são misturas com grandes aglomerados de átomos, íons e moléculas. O tamanho médio das partículas é acima de 1.000nm.

Exemplos: terra suspensa em água, fumaça negra (partículas de carvã suspensam no ar).

COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE

Quando adicionamos sal a um copo com água, dependendo da quantidade colocada neste copo, o sal se dissolverá ou não. O mesmo acontece quando colocamos muito açúcar no café preto. Nem todo o açúcar se dissolverá no café. A quantidade que não se dissolver ficará depositada no fundo.

O Coeficiente de Solubilidade é a quantidade necessária de uma substância para saturar uma quantidade padrão de solvente, em determinada temperatura e pressão.

Em outras palvras, a solubilidade é definida como a concentração de uma substância em solução, que está em equilíbrio com o soluto puro a uma dada temperatura.

Exemplos:
AgNO3 – 330g/100mL de H2O a 25°C
NaCl – 357g/L de H2O a 0°C
AgCl – 0,00035g/100mL de H2O a 25°C

Veja que o AgCl é muito insolúvel. Quando o coeficiente de solubilidade é quase nulo, a substância é insolúvel naquele solvente.

Quando dois líquidos não se misturam chamamos de líquidos imiscíveis (água e óleo, por exemplo). Quando dois líquidos se misturam em qualquer proporção, ou seja, o coeficeinte de solubilidade é infinito, os líquidos são miscíves (água e álcool, por exemplo).

Classificação das Soluções Quanto à Quantidade de Soluto

De acordo com a quantidade de soluto dissolvida na solução podemos classificá-las em: solução saturada, solução insaturada e solução supersaturada.

Solução Saturada – são aquelas que atingiram o coeficiente de solubilidade. Está no limite da saturação. Contém a máxima quantidade de soluto dissolvido, está em equilíbrio com o soluto não-dissolvido, em determinada temperatura. Dizer que uma solução é saturada é o mesmo que dizer que a solução atingiu o ponto de saturação.

Solução Insaturada (Não-saturada) – são aquelas que contém menos soluto do que o estabelecido pelo coeficiente de solubilidade. Não está em equilíbrio, porque se for adicionado mais soluto, ele se dissolve até atingir a saturação.

Solução Supersaturada – são aquelas que contém mais soluto do que o necessário para formar uma solução saturada, em determinada temperatura. Ultrapassa o coeficiente de solubilidade. São instáveis e podem precipitar, formando o chamado precipitado (ppt) ou corpo de chão.

CURVAS DE SOLUBILIDADE

São gráficos que apresentam variação dos coeficientes de solubilidade das substâncias em função da temperatura.

Veja os coeficientes de solubilidade do nitrato de potássio em 100g de água. A a partir destes dados é possível montar a curva de solubilidade.

Temperatura (°C)

(g) KNO3 /100g de água

0

13,3

10

20,9

20

31,6

30

45,8

40

63,9

50

85,5

60

110

70

138

80

169

90

202

100

246

Para qualquer ponto em cima da curva de solublidade, a solução é saturada.
Para qualquer ponto acima da curva de solubilidade, a solução é supersaturada.
Para qualquer ponto abaixo da curva de solubilidade, a solução é insaturada.

Através do gráfico também é possível observar que a solubilidade aumenta com o aumento da tempratura. Em geral, isso ocorre porque quando o soluto se dissolve com absorção de calor (dissolução endotérmica). As substâncias que se dissolvem com liberação de calor (dissolução exotérmica) tendem a ser menos solúveis a quente.


Curva de Solubilidade de alguns sais
FONTE: http://www.furg.br/furg/depto/quimica/solubi.html


FONTE: http://luizclaudionovaes.sites.uol.com.br/solub.1.gif

Observando o gráfico acima sobre a solubilidade de alguns sais, responda:
1) Qual o soluto mais solúvel a 0°C?

É o KI, porque solubiliza quase 130g em 100g de água.

2) Qual o C.S. aproximado do NaNO3 a 20°C?

90

3) Se a temperatura de uma solução baixar de 70°C para 50°C, qual será aproximadamente a massa do KBr que precipitará?

70°C = 90g
50°C = 80g
Então: 90-80 = 10g

4) Qual sal tem a solubilidade prejudicada pelo aquecimento?

Na2SO4

5) Se o KNO3 solubiliza 90g em 100g de água a 50°C, quanto solubilizará quando houver 50g de água?

x = 45g de sal KNO3

6) Que tipo de solução formaria 80g do sal NH4Cl a 20°C?

Solução Supersaturada.

Soluções Importantes no Cotidiano:

Ácido Acético

Ácido Acético a 4%

Temperar alimentos

Álcool Hidratado

Hidratado 96%

Álcool doméstico, empregado na em limpeza

Soda Cáustica

NaOH (líquido)

Remoção de crosta de gorduras e fabricação de sabão

Soro Fisiológico

NaCl (aquoso) 0,9%

Medicina e limpeza de lentes de contato

Formol

Metanal 40%

Conservação de tecido animal

Aliança de ouro

Ouro 18 quilates

Joalheria

Água Sanitária

Hipoclorito de sódio a 5%

Bactericida e alvejante

Quanto à proporção do soluto/solvente

A solução pode ser:
- Concentrada: grande quantidade de soluto em relação ao solvente.
Exemplo: H2SO4 conc = ácido sulfúrico 98% + água

- Diluída: pequena quantidade de soluto em relação ao solvente.
Diluir significa adicionar mais solvente puro a uma determinada solução.
Exemplo: água + pitada de sal de cozinha.

TIPOS DE CONCENTRAÇÃO

Concentração é o termo que utilizamos para fazer a relação entre a quantidade de soluto e a quantidade de solvente em uma solução.
As quantidades podem ser dadas em massa, volume, mol, etc.
Observe:
m1= 2g
n2 = 0,5mol
V = 14L

Cada grandeza tem um índice. Utilizamos índice:
1 = para quantidades relativas ao soluto
2 = para quantidades relativas ao solvente
nenhum índice = para quantidades relativas à solução

Exemplos:
massa de 2g do soluto NaCl: m1= 2g
número de mols de 0,5mol do solvente água: n2 = 0,5mol
volume da solução de 14L: V = 14L

As concentrações podem ser:

  1. Concentração Comum
  2. Molaridade
  3. Título
  4. Fração Molar
  5. Normalidade

Concentração Comum (C)

É a relação entre a massa do soluto em gramas e o volume da solução em litros.

Onde:
C = concentração comum (g/L)
m1= massa do soluto(g)
V = volume da solução (L)

Exemplo:
Qual a concentração comum em g/L de uma solução de 3L com 60g de NaCl?


Concentração comum é diferente de densidade, apesar da fórmula ser parecida. Veja a diferença:

A densidade é sempre da solução, então:

Na concentração comum, calcula-se apenas a msoluto, ou seja, m1

Molaridade (M)

A molaridade de uma solução é a concentração em número de mols de soluto e o volumede 1L de solução.

Onde:
M = molaridade (mol/L)
n1= número de mols do soluto (mol)
V = volume da solução (L)

O cálculo da molaridade é feito através da fórmula acima ou por regra de três. Outra fórmula que utilizamos é para achar o número de mols de um soluto:

Onde:
n = número de mols (mol)
m1 = massa do soluto (g)
MM = massa molar (g/mol)

Exemplo:
Qual a molaridade de uma solução de 3L com 87,75g de NaCl?


Podemos utilizar uma única fórmula unindo a molaridade e o número de mols:


Onde:
M = molaridade (mol/L)
m1 = massa do soluto (g)
MM1= massa molar do soluto (g/mol)
V = volume da solução (L)

Título () e Percentual (%)

É a relação entre soluto e solvente de uma solução dada em percentual (%).
Os percentuais podem ser:
- Percentual massa/massa ou peso/peso:
%m/m ; %p/p


- Percentual massa/volume:
%m/V ; %p/V


- Percentual volume/volume:
%v/v

Exemplos:
NaCl 20,3% = 20,3g em 100g de solução
50% de NaOH = 50g de NaOH em 100mL de solução (m/v)
46% de etanol = 46mL de etanol em 100mL de solução (v/v)
O título não possui unidade. É adimensional. Ele varia entre 0 e 1.
O percentual varia de 0 a 100.
ou

Para encontrar o valor percentual através do título:

Relação entre concentração comum, densidade e título:



Relação entre outras grandezas:

Ou simplesmente:


Exemplo:
1) Uma solução contém 8g de NaCl e 42g de água. Qual o título em massa da solução? E seu título percentual?
% = ?





2) No rótulo de um frasco de HCl há a seguinte informação:
título percentual em massa = 36,5%
densidade = 1,18g/mL
Qual a molaridade desse ácido?
Transformar o percentual em título:

Depois aplicar a fórmula:



Para achar a molaridade:



Fração Molar (x)

A fração molar é uma unidade de concentração muito utilizada em físico-química. Pode ser encontrado o valor da fração molar do soluto e também do solvente. É uma unidade adimensional.
ou

ou

Então:


Onde:
x = fração molar da solução
x1= fração molar do soluto
x2 = fração molar do solvente
n1= n°de mol do soluto
n2 = n° de mol do solvente
n = n° de mol da solução

Observação:




Exemplo:

Adicionando-se 52,0g de sacarose, C12H22O11 a 48,0g de água para formar uma solução, calcule para a fração molar da sacarose nesta solução:

Para achar a fração molar do soluto (sacarose):

Normalidade (N ou η)

É a relação entre o equivalente-grama do soluto pelo volume da solução. A unidade é representada pela letra N (normal). Está em desuso, mas ainda pode ser encontrada em alguns rótulos nos laboratórios.



Onde:
N = normalidade (N)
n Eqg1 = número de equivalente-grama do soluto
V = volume da solução

Como calcular o equivalente-grama?
Para ácido:

Onde:
1E ácido = 1 equivavelnte-grama do ácido
MM = massa molar

Exemplo:
Quantas gramas tem 1E (um equivalente-grama) de HCl?

Para base:

Onde:
1E base = 1 equivavelnte-grama da base
MM = massa molar

Exemplo:
Quantos equivalentes-grama tem em 80g de NaOH?

Para sal:

Onde:
1E sal = 1 equivavelnte-grama do sal
MM = massa molar

Exemplo:
Quantas gramas tem 1E de NaCl?

Resumindo as três fórmulas, o equivalente-grama pode ser dado por:

Onde:
MM = massa molar
x = n° de H+, n° de OH- ou n° total de elétrons transferidos

Algumas relações entre normalidade, molaridade e massa:

Exemplo de cálculo envolvendo normalidade:
Qual a massa de ácido sulfúrico (H2SO4) contida em 80mL de sua solução 0,1N?
Dados:
MM = 98g/mol
V = 80mL = 0,08L
N = 0,1N
m1= ?
Calcular o equivalente-grama:

Calcular a massa:

DILUIÇÃO

Consiste em adicionar mais solvente puro a uma determinada solução.
A massa de uma solução após ser diluída permance a mesma, não é alterada, porém a sua concentração e o volume se alteram. Enquanto o volume aumenta, a concentração diminui. Veja a fórmula:

Onde:
M1 = molaridade da solução 1
M2 = molaridade da solução 2
V1 = volume da solução 1
V2 = volume da solução 2

Para esta fórmula, sempre M1 e V1 são mais concentrados e M2 e V2 são mais diluídos.

Exemplo:
Um químico deseja preparar 1500mL de uma solução 1,4mol/L de ácido clorídrico (HCl), diluindo uma solução 2,8mol/L do mesmo ácido. Qual o volum de solução que havia na primeira solução a ser diluída?
Dados:




Observe que as unidades de volume foram mantidas em mL. Se uma das unidades for diferente, deve-se transformar para litros.

MISTURA DE SOLUÇÕES

- De mesmo soluto: na mistura de soluções de mesmo soluto não há reação química entre estas soluções. Neste caso, o valor do volume final é a soma das soluções.



Onde:
C = concentração comum (g/L)
M = molaridade (mol/L)
V = volume (L)

Exemplo:
Qual a molaridade de uma solução de NaOH formada pela mistura de 60mL de solução a 5mol/L com 300mL de solução a 2mol/L?



- De diferente soluto que reagem entre si: ocorre reação entre as substâncias que compõe a mistura. Para que a reção seja completa entre os solutos, os volumes misturados devem obedecer a proporção estequiométrica que corresponde à reação química.
Veja as fórmulas utilizadas:

Reação de Neutralização:


Pode-se usar a seguinte fórmula:

Onde:
xa = número de H+
xb= número de OH-

Estes cálculos também podem ser feitos por regra de três e utilizando as outras fórmulas.

Exemplo:
Juntando-se 300mL de HCl 0,4mol/L com 200mL de NaOH 0,6mol/L, pergunta-se quais serão as molaridades da solução final com respeito:
a) ao ácido:
b) à base:
c) ao sal formado:

Montar a reação química:

Calcular n (número de mol) do ácido e da base:


Se forma 0,12mol de ácido e também de base e a proporção estequiométrica é 1:1, então a molaridade final de ácido e de base é zero porque reagiu todo o soluto.

Calcular a molaridade do sal:
Antes achar o volume final:

Titulação

Método de análise volumétrica que consiste em determinar a concentração de ácido ou de base atravpes de um volume gasto de uma das soluções com molaridade conhecida.
Este método é muito utilizado em laboratórios químicos e é utilizado as seguintes vidrarias e reagentes:
- erlenmeyer (vidro usado para guardar e preparar soluções);
- bureta (tubo de vidro graduado em milímetros com torneira;
- indicador ácido-base (fenolftaleína, alaranjado de metila, etc).



Na bureta, coloca-se a solução de concentração conhecida, a qual é adicionada a uma alíquota (porção) da solução com concentração a ser determinada.
O momento em que o indicador muda de cor chamamos de ponto de final ou ponto de equivalência. Anota-se o volume gasto na bureta. Atraves deste volume podemos estabelecer as quantidades, em mol, que reagiram entre si.