7/25/2019 Jornal PET 2012

1/10

Referncias

Gibbs, W. Wayt e Myhrvild.Lquidos bipolares. Revista Sci-entific American Brasil, Ano 10,n 118. Editora Duetto. SoPaulo, Maro de 2012.

This, Herv. O brnaise dechocolate. Revista ScientificAmerican Brasil, edio especialA cincia na cozinha 1. Edito-

ra Duetto. So Paulo.

Wolke, Robert L. O que Einstendisse a seu cozinheiro 2 Maiscincia na cozinha. Jorge Zarar

Fazer uma boa maio-

nese caseira no muito com-plicado, basta misturar umacolher de mostarda com duasgemas, pimenta, sal, e adicionaraos poucos azeite de oliva eleo de soja 100 e 200 mLrespectivamente. Tempere comum pouco de limo e pronto,est feita uma maionese paraum fim escolha. Tal simplicida-de pode no ser consenso nomeio gastronmico gerandopreceitos diversos como a ne-cessidade de temperatura ambi-ente dos ingredientes ou noexagerar na quantidade de leo,podendo desandar a maionese,este deve ser colocado gota agota. A receita pode variar, masalgo nunca muda: o uso da gemae do leo.

A maionese um tipode colide - mistura heterog-nea onde coexistem pelo menosduas fases diferentes, com a

matria de uma das fases naforma finamente dividida. Maisespecificamente uma emulso,disperso de lquidos que no semisturariam facilmente se nofosse a ao de um estabilizante,um emulsificante, ou, mesmo,um tensoativo.

No caso em questotemos uma disperso de gotasde leo em gua. As gemas doovo possuem protenas que vo

agir como emulsificantes. Soanlogas a longos colares deprolas dobrados sobre si pr-

prios. Quando bate-

mos, as protenas sedesenrolam e se co-lam a superfcie dasgotas de leo, estabi-lizando-as e impedin-do que se separem oleo da agua em ca-madas distintas. Aagua da emulso pro-vem da gema do ovo,constitundo pratica-mente metade domesmo.

P r e p a r a ruma emulso significasuperar grandes for-as da natureza, poisa repulso leo/gua eltrica, sendo ne-cessria muita fora para persu-adir um liquido polarizado a semisturar com um apolar. Nestemomento entra a fora do bra-o ou de um liquidificador/processador. Quanto mais rpi-

do o movimento, menores asdisperses. E como a gastrono-mia molecular no para de bus-car molhos mais suaves e palat-veis, cientistas tm-se dedicadoa verificar o grau de rotao deum aparelho para produzir forade cisalhamento de apenas al-guns micrmetros (m). Afinal,a lngua humana pode detectarpartculas com apenas 7-10micra de largura. O resultado

final potencialmente divino,mas ainda fora do alcance dascozinhas residenciais.

Viajando na Maionese

N E S T A

E D I O :

Entomotoxico-

logia na cincia

forence

2

Demnio de

Maxwell

3

Biopolmeros 5

Spintrnica 7

quMICOS

A B R I L D E 2 0 1 2A N O 1 3 , N 1

GRUPO PET QUI-MICA

Tutor:

Elaine Rose Maia

Alunos:

Agabo Alves Lira Arajo

Andre F. Cmara Ama-ral

Anglica Rocha Martins

Caio Csar CoradiMoreira

Clara Recine Amore

Dbora Rodrigues Serra

Jacqueline da Silva

Jlia Galvez Bulhes Pe-dreira

Marianna Brando

Nancy Rodrigues daCosta

Nathalia Reges Pinheiro

Thiago Sampaio Castro

Joo Guilherme Macha-

do

Colaboradores:

Guilherme D. R. Matos

Ludmila Galdino Cndi-

do

Por gabo Arajo - Integrante do PET-Qumica

7/25/2019 Jornal PET 2012

2/10

P G I N A 2

Entomotoxicologia e a Cincia Forense

A Entomologia a cinciaque estuda os insetos, seu comporta-mento, desenvolvimento e taxono-mia. A Toxicologia a cincia queestuda os efeitos diversos de subs-

tncias qumicas em seres vivos. Dajuno das duas cincias surge a En-tomotoxicologia, sendo esta o estu-

do do efeito das substncias qumi-

cas, nocivas ou no, sobre um inseto.A Entomotoxicologia Fo-

rense estuda a aplicao de insetosnecrfagos em anlises toxicolgicas.Essa cincia designada principal-

mente para uso em casos de percias,atuando de duas maneiras: na identifi-cao de drogas no cadver e naidentificao de mudanas no desen-volvimento larval. Esse objeto deestudo vem sendo cada vez maisexplorado, principalmente devido ao

esgotamento de recursos para exa-mes toxicolgicos em determinados

casos como, por exemplo, em de-composio avanada. Em um casodeste tipo, a entomotoxicologia fo-

rense proporciona uma determina-o mais precisa do intervalo post-

mortem e, tambm, possibilita uma

identificao do tipo de substnciaqumica presente no cadver ou emdeterminado ambiente, auxiliando,assim, a percia.

Os campos de atuao daentomotoxicologia so de extremarelevncia, embora sejam voltadospara diferentes objetivos. A identifi-cao de drogas de qualquer nature-za no cadver a partir da constituioda fauna de insetos no local possibili-

ta o trabalho em conjunto dos profis-sionais da rea forense qumicos,farmacuticos, bilogos e mdicos.

Essa integrao proporciona resulta-dos mais especficos.

As anlises realizadas pelaEntomotoxicologia podem ser classi-ficadas como: deteco de substn-

cias txicas em larvas de insetosnecrfagos, acumulao biolgica,atratividade na colonizao e efeito

das drogas no desenvolvimento lar-

val. A deteco de substncias txi-cas em larvas de insetos necrfagos

consiste na anlise toxicolgica deinsetos adultos e/ou imaturos quandoo cadver encontra-se em avanado

estado de decomposio e no podemais fornecer fluidos para procedi-mentos toxicolgicos padro. A acu-mulao biolgica, ou bioacmulo,consiste no acmulo de determinadasubstncia ao longo de uma cadeiaalimentar, de forma a apresentar

quantidades elevadas medida queaumenta o nvel trfico. Anlises so

relevantes para se determinar a pos-sibilidade de crime ambiental, detec-o de envenenamento por substn-

cia capaz de bioacumular e, tambm,para a determinao da rea geogrfi-

ca de origem da vtima. A atrativida-de na colonizao causada por subs-tncias txicas pode ser positiva ounegativa. Se positiva, aumentar afauna presente e, se negativa, terefeito oposto, o que pode influir emdiferentes determinaes post-mortem. O efeito de drogas no de-

senvolvimento larval a rea maisconhecida, consiste na anlise toxico-lgica a fim de determinar com maiorpreciso a taxa de desenvolvimento

larval, o que, por conseqncia, indi-ca o intervalo post-mortem.

A relao de um Bacharelem Qumica e a entomotoxicologia

Forense mais estreita do que pare-ce ser. Algumas das tcnicas utiliza-das para realizar as anlises entomo-toxicolgicas so: cromatografiagasosa (GC), cromatografia em cama-da delgada (TLC), cromatografiagasosa associada espectrometria demassa (GC/MS) e cromatografia lqui-da de alta performance associada espectrometria de massa (HPLC/MS).Tais procedimentos so competn-cias de qumicos, os quais, alm deaptos a realiz-los, ainda possuemconhecimentos para identificar anatureza das substncias qumicasencontradas.

A Entomotoxicologia aliada cincia forense possibilita ao peritoqumico uma nova ferramenta de

trabalho, resultando em novos desafi-os e ampliando seu conhecimentocientfico.

Referncias

Lima, Carolina Gonalves Palanch de.Deteco e estudo sobre o efeito dametanfetamina e do ecstasy no de-senvolvimento de imaturos de trsespcies de Chrysomya (Dptera: Cal-liphoridae) de importncia forense /Carolina Gonalves Palanch de Lima.

Botucatu: [s.n.], 2009.

Ana C. Ferrari1, Andjara T. C. Soa-res2, Marco A. Guimares3, PatrciaJ. Thyssen4 (2008) Efeito da Testos-terona no desenvolvimento deChrysomya albiceps (Wiedemann)(Diptera: Calliphoridae). Medicina(Ribeiro Preto) 2008; 41 (1): 30-4,

jan./mar

Q U M I C O S

Por Marianna BrandoIntegrante do PET-Qumica

7/25/2019 Jornal PET 2012

3/10

A Entropia e o Demnio de MaxwellP G I N A 3 A N O 1 3 , N 1

Introduo

A busca incessante de cientis-tas por uma teoria que explicasse fen-menos correlacionados s transforma-es e s trocas de energia que ocorrementre sistemas e o meio externo nosmostrou o quo importante o estudoda termodinmica para a compreensode mecanismos que regem o universo.Por meio do processo de aquisio doconhecimento cientfico para a interpre-tao de fenmenos que apresentavam

similaridades e coerncias os cientistasviabilizaram gradualmente a construodos princpios da Termodinmica.

O Demnio de Maxwell foiuma das hipteses fundamentais queproporcionou estudo mais detalhadoespecificadamente do segundo principioda Termodinmica, a qual instigou mui-tos cientistas a pensarem sobre a dimi-nuio da entropia em um sistema isola-do causado pela ao de um ser que,

segundo Maxwell, tinha atributos sufici-

entes para distinguir molculas em umaregio do espao.

Breve Viso Histrica da Termodi-nmica

A partir da observao dacolorao do sangue de marinheirosdoentes, o mdico e fsico alemo Ro-bert Mayer [1] (1814-1878) fez umaanalogia do homem com uma mquinatrmica, na qual a distino da cor dosangue, segundo ele, era proveniente dodesprendimento de calor que, por suavez, estava associada combusto dooxignio no sangue, e os resduos produ-zidos eram responsveis pela aparnciado sangue. Mesmo com a publicao devrios trabalhos, Mayer no foi reconhe-cido de imediato, todavia, para ele jestava mais do que claro a lei da conser-vao de energia, pois, com um embasa-mento terico conseguiu determinar oequivalente entre energia trmica e tra-

balho mecnico. Simultaneamente, em1841, James Joule com uma concepo

similar de Mayer e uma base experi-

mental robusta comprovou a equivaln-cia entre o trabalho mecnico e o calor.Logo a seguir, para contribuir ainda maiscom o desenvolvimento da termodinmi-ca, o engenheiro Sadi Carnot [2] (1796-1832) inseriu o conceito de temperatura

junto com ideias que demonstravam atransformao quantitativa entre calor etrabalho.

Mesmo com as publicaes decientistas sobre assuntos relacionados segunda lei, o conceito de entropia foiapenas mencionado por Rudolf Clausius.Assim, por meio de publicaes sobre ainsero da entropia no contexto termo-dinmico Clausius menciona, em um deseus trabalhos, a ntima relao existenteentre a energia e a entropia, como naclebre frase:

The energy of the universe is constant.

The entropy of the universe strives toattain a maximum value.[3]

Ludwing Boltzmann tambm foi um doscontribuintes mais importantes para aconstruo do que diz respeito ao estu-do das configuraes microscpicas emum sistema, pois ele conseguiu estabele-cer os alicerces da termodinmica esta-tstica. A equao que mede a magnitudeda entropia possui uma constante queleva o seu nome:

S = k lnW (4)

k- constante de Boltzmann = razo entrea constante universal dos gases e a cons-tante de Avogadro.

W- nmero de microestados.

Assim, resume-se que as rea-es que ocorrem em um sistema isola-do, ou seja, quando no h troca dematria e nem de energia com o meio,haver a passagem de um estado menosprovvel para um estado mais provvelem relao distribuio das partculasna restrita regio de volume do sistemaisolado. Desta forma, o sistema estar,

ao final de um processo, em um estadode maior energia, e a desordem a ca-racterstica intrnseca de tais processosespontneos. A probabilidade destaspartculas em obterem estados organiza-dos mnima em relao aos diversosmodos de se distribuir em toda a regiodo sistema. Por exemplo, tomemos umrecipiente de dois bulbos, A e B, conten-do 6,02 x 1023 tomos. A probabilidadede todos estarem localizados no bulbo Aou no bulbo B infinitamente menor do

que se considerarmos a probabilidadedos tomos estarem distribudos nasregies A e B.

Demnio de Maxwell

Foi em um cenrio bastanteestvel, com as teorias j propostas nocampo termodinmico, que surgiu oDemnio de Maxwell, o qual consiste emuma hiptese que infringe a segunda lei

da Termodinmica.Por meio de uma carta escrita

por Maxwell a um amigo, Peter GuthrieTait, conheceu-se sua interpretao so-bre um sistema isolado e seu aumentode entropia. Segundo Maxwell, imaginar-se-ia um ser de to grande perspicciaque, ao observar um sistema isolado, eleseria capaz de discernir qualquer mol-cula em uma determinada regio doespao. Contudo, Maxwell colocou umaparede possuindo um orifcio para sepa-

rar o sistema em dois compartimentos,A e B. Assim, o ser denominado de

Demnio de Maxwell poderia controlara passagem de molculas por meio doorifcio do compartimento A para o B oude B para A.

Consideremos agora a seguintesituao: ao aquecer o compartimento Aas molculas iro adquirir energia cinti-ca mdia maior do que as de B. Assim, oDemnio ir abrir e fechar o orifcio demodo a que apenas as molculas de A

passem para B, e apenas as molculas deB passem para A. Logo, sem gasto detrabalho, o Demnio aumentaria a tem-peratura do compartimento B e

Por Caio Csar Coradi MoreiraIntegrante do PET-Qumica

7/25/2019 Jornal PET 2012

4/10

P G I N A 4

Q U M I C O S

A Entropia e o Demnio de Maxwell (Continuao)

diminuiria a do compartimento A contra-dizendo a segunda lei da Termodinmica.E, assim, Maxwell acabou desencadeando

uma dvida pertinente entre os cientis-tas.

[5] Figura 1: O Demnio de Maxwell

controlando um orifcio entre dois reci-pientes. http://www.fis.ufba.br/dfg/pice/ff/ff-19.htm

Willian Thomson[3] foi um dosprimeiros cientistas a questionar o De-mnio de Maxwell. Para ele, o ser possu-a inteligncia, dimenses diminutas e oatributo mais importante que o ser eraanimado, ou seja, possua uma caracters-tica peculiar dos animais. Todavia, naque-la poca Schrdinger e Friedrich vonWeizsacker comprovaram que os ani-mais diminuam a entropia ao organizarmatria. Entretanto, em seguida, haveriaum aumento de entropia provocado nasvizinhanas que compensaria tal reduode entropia. E assim, foi descartada estapossibilidade exposta por Thomson j

que seres animados esto vulnerveis segunda lei.

Marian von Smoluchowski,[3] fsico polo-ns, elaborou sua hiptese com base nomovimento Browniano. Segundo Smolu-chowski, existiria uma flutuao de tem-peratura das molculas, e do prprioDemnio, quando um dos compartimen-tos fosse aquecido, como no experimen-to proposto por Maxwell. Logo, as flutu-aes atingem tudo o que estiver dentrodo sistema. Como o demnio iria detec-

tar as molculas conforme as flutuaestrmicas, ento seria necessrio conter a

sua flutuao trmica para, assim, obterinformaes sobre as posies das mol-culas. De fato, o Demnio no teria

utilidade nenhuma j que o trabalho ne-cessrio para abrir e fechar o orifcio

seria bem menor do que aquele paraconter a sua flutuao, logo seria invivela operao do Demnio, considerando aflutuao trmica como o nico meio dese obter informaes das posies dasmolculas. E, tambm, o Demnio nopode ter uma inteligncia apurada. Smo-luchowski concluiu que, como o homem um animal dotado de inteligncia equando realiza trabalho, aumenta a en-tropia do universo, imediatamente a doDemnio tambm iria aumentar.

Logo depois, em 1929, o enge-nheiro Leo Szilard,[3] em seu artigo, veiocom a proposta de que a intelignciaremete memria, e que esse argumen-to era suficiente para o Demnio reduzira entropia de um sistema. Szilard defen-dia haver uma peculiar relao entre aobteno de informaes e a entropia.Se houvesse um aumento de entropia na

obteno de informao pelo Demnio,ou seja, se houvesse aumento de entro-pia devido ao processo de aquisio deinformao das molculas, por seguinte,haveria diminuio de entropia causadapelo uso dessa informao pelo Dem-nio. Esta informao se trata justamenteda passagem das molculas entre A e B,onde o aumento de entropia inicialmentecompensa a reduo realizada posterior-mente.

John Clarke Slater,[3] tambm,

contribuiu com uma conjectura, na qualele insere o Principio da Incerteza de

Heisenberg dentro do contexto da dis-cusso do Demnio de Maxwell. Paraele, o Demnio teria que conhecer avelocidade e a posio, de forma simult-nea, para controlar a sada e a entrada demolculas. Todavia, de acordo com oPrincipio da Incerteza, isso no seriaimpossvel. Logo em seguida, Demerscontribuiu para a soluo da dvida deSlater e props em seus trabalhos que,para um sistema fsico, as restriesqunticas s seriam cabveis em um siste-ma de tomos de massa pequena e sub-metidos a alta presso. J as molculas eos tomos, com massas significativamen-te grandes, submetidos a baixa pressono se enquadrariam em um sistemafsico ao qual a mecnica quntica fosse

aplicada e, portanto, seria invivel falar-se sobre o Principio da Incerteza paraquaisquer molculas.

E, finalmente em 1951, o De-mnio foi desmascarado por Leon Bril-louin.[3] Primeiramente, Brillouin consi-derou um recipiente fechado, a tempera-tura constante, e considerou que a radia-o dentro desse sistema seria similar de um corpo negro. Assim, o Demniono poderia controlar o orifcio e, tam-bm, no poderia infringir a segunda lei

da Termodinmica, pois no conseguiriaobservar as molculas em cada comparti-mento. Em vista disso, seria necessriofornecer uma fonte de luz para viabilizara visualizao das molculas. Brillouintrabalhou, tambm, com outros mto-dos, como o campo eltrico e as forasde van der Walls. No entanto, como aintensidade do campo eltrico decrescecom o quadrado da distncia, seria ina-cessvel a informao sobre a posio demolculas que estariam longe do Dem-nio. Logo, usou-se uma fonte de luz.

Segundo Boltzmann, a entropia inicialdeste sistema equivalente a S i = k ln(P0) e a final seria de S f= k ln (P0p), em

que P0 o nmero de microestados e p

7/25/2019 Jornal PET 2012

5/10

P G I N A 5 A N O 1 3 , N 1

Biopolmeros

processo de aquisio de informaes.Brillouin retomou, ainda, a idia de LeoSzilard, e afirma em seu trabalho quecada pacote de informao est acom-

panhado de, pelo menos, k.ln2 de entro-pia, isto , a cada determinao fsicahaveria, no mnimo, uma entropia funda-mental a ela acoplada.

Concluso

De fato, a hiptese de Maxwellaplicada Termodinmica nos faz pensarque nem todas as generalizaes empri-cas so interpretadas com tal rigidez, de

modo que h, a todo tempo, lacunas quepossibilitam discusses das teorias atento formuladas. Dessa forma, mesmocom o Demnio de Maxwell tenha sidodesmascarado por Brillouin, a suposi-

o de Maxwell perdurou por um temporazovel, desencadeando dvidas emvrios cientistas, em funo do segundoprincipio da Termodinmica ser to evi-dente quando em relao a sistemasisolados. Logo, teorias estaro semprevulnerveis a reformulaes ou mesmo

rupturas, mas, para isso, fundamentalque haja a todo o momento processos

contnuos de discusso referentes a cam-pos no explorados pelo ser humano e,assim, torna-se mais claro a flexibilidadeque h nas generalizaes de leis promo-vidas pela metodologia cientfica.

Referncias

[1] http://www.dec.ufcg.edu.br/biografias/

JuliusRv.html. Acessado dia 19/11 s18h00min.

[2] http: / /www.netsaber.com.br/

biografias/ver_biografia_c_4258.html.

Acessado dia 19/11 s 21h15min.[3] Artigo: O Segundo Princpio da

Termodinmica e o Demnio deMaxwell Uma Viso Histrica. BrenoMarques da Silva e Arthur de JesusMotheo. Instituto de Fsica e Qumica deSo Car los USP . h t tp : / /quimicanova.sbq.org.br/qn/qnol/1987/vol10n3/v10_n3_%20(12).pdf

[4] RUSSELL, J. B., "Qumica Geral".

Traduo Mrcia Guekezian e colabora-dores; 2 Edio; So Paulo; Makron

Books Editora do Brasil Ltda, 1994. Volu-

me 2.

[5] Figura 1: http://www.fis.ufba.br/dfg/

pice/f f / f f -19.htm. Acessado dia

18/10/2011 s 14h.[6] RUSSELL, J. B., "Qumica Geral".

Traduo Mrcia Guekezian e colabora-dores; 2 Edio; So Paulo; MakronBooks Editora do Brasil Ltda, 1994. Volu-me 1.

[7] VAZ FREIXO, M. J., Metodologia

Cientfica: Fundamentos Mtodos e Tc-nicas. Editora Instituto PIAGET, 2009.

Coleo Epistemologia e Sociedade.

[8] http://www.fis.ufba.br/dfg/pice/ff/ff-

19.htm. Acessado dia 18/10/2011 s 14h.

[ 9 ] h t t p : / /

dererummundi.blogspot.com/2008/01/o-demnio-de-maxwell.html Acessado dia18/10/2011 s 14h35min.

Por Tamillis Mariana

Nos ltimos anos, as inovaestecnolgicas alcanadas na rea de pol-meros permitiram a fabricao de produ-tos durveis, baratos, mais leves e sem

problemas tangentes deteriorao. Noentanto, estes produtos, muito utilizadosem nosso cotidiano, trazem preocupaoem relao grande quantidade de lixogerado que no degrada espontaneamen-te, acelerao do consumo do petrleocomo recurso natural e a degradao domeio ambiente.

Para amenizar estes problemas,h grande interesse acadmico e indus-trial na possibilidade de utilizao debiopolmeros para a fabricao de plsti-

cos, que possam ser usados em aplica-es onde serem biodegradveis e/ou

derivar de recursos naturais agreguevalor, particularmente, onde plsticospetroqumicos so usados em aplicaescom vida til curta, onde a reciclagem

difcil ou no econmica. Estes polmerosso materiais degradveis, resultantes,principalmente, da ao de microorganis-mos. E, apesar do seu interesse ter cres-cido muito nos ltimos anos e da vanta-gem de suas aplicaes em relao preservao do meio ambiente, os plsti-cos biodegradveis ainda apresentamparticipao mnima no mercado, porserem mais caros, e por terem aplica-es mais limitadas do que os plsticoscomuns.

Dessa forma, muitos pesquisa-dores, como a Prof. Dra. Maria Jos

Arajo Sales do Laboratrio de Polme-rosLabPol da Universidade de Braslia,trabalham na sntese e no melhoramentodas caractersticas termodinmicas depolmeros biodegradveis. Uma das li-nhas de pesquisa da Prof Maria Josenvolve a preparao de biopolmerosutilizando amido da mandioca comomatria-prima, leos nativos do cerradocomo plastificantes e adio de nanocar-

gas de argila.(Continua na pagina 6)

7/25/2019 Jornal PET 2012

6/10

P G I N A 6

Biopolmeros feitos a partir damandioca

O amido tem sido uma dasmatrias-primas mais estudadas para a

produo de plsticos biodegradveis,uma vez que um polmero natural,barato, renovvel e biodegradvel. ummaterial de reserva encontrado emgros, tubrculos e razes, constitudospela mistura dos polissacardeos amilosee amilopectina. O milho, o trigo, a batatae a mandioca so as suas fontes maisimportantes [1]. No entanto, o amidono um termoplstico em sua formanativa. Para que ele seja transformadoem plstico, necessrio o seu aqueci-mento, agitao e adio de plastifican-tes. Assim, o amido adquirir caracters-ticas similares maioria dos termoplsti-cos convencionais [2]. Porm, o amidotermoplstico (TPS) tem algumas limita-es: solvel em gua e tem poucaresistncia mecnica, o que limita a suafaixa de aplicao. Por isso, a modificaodo amido tem sido muito estudada [3,4].

Amidos nativos ou naturaisno so mais to adequados para proces-samentos especficos. So importantes asmodificaes do amido para a obtenode produtos com as propriedades neces-srias para seus respectivos usos [5].Dentre os diversos amidos modificadosesto os acetilados, que apresentamreduo na tendncia retrogradao,onde as cadeias de amilose ficam maisdisponveis para se rearranjarem, fazendocom que sua acetilao aumente a hidro-fobicidade, consequentemente, proporci-onando maior resistncia do amido gua. Esta forma de modificao, que temmenos hidroxilas disponveis do que o

amido comum, pode tambm reduzir atendncia do amido formar estruturasfortemente unidas por ligaes hidrog-nio, aumentando assim, a flexibilidadedos filmes [6].

Nos ltimos anos vem se tor-nando freqente o uso de leos vegetaiscomo aditivos de materiais polimricos.A presena de cadeias de leo/cidograxo na estrutura do polmero melhoraalgumas de suas propriedades fsicascomo flexibilidade, adeso, resistncia

qumica e gua [7].Estudos recentes mostraram

que o leo de buriti (Mauritia flexuosa L.),funciona como um excelente plastifican-te, quando adicionado a polmeros deorigem petroqumica, resultando em

materiais mais flexveis e com timaestabilidade trmica [8,9].

Uma nova rea tem sido muito investiga-da, na qual os materiais de reforo tmdimenses nanomtricas. Tais compsi-tos, chamados de nanocompsitos, soimportantes devido necessidade deincorporao de nanocarga (< 10% empeso), a qual permite o melhoramentodas propriedades de barreira, estabilida-des trmica e dimensional, retardnciade chama e propriedades mecnicas,diferenciando-os dos compsitos tradici-onais que utilizam at 40% em peso[10,11].

Em estudos recentes, argilascomo a montmorilonita (MMT) tm sidousadas na preparao de nanocompsi-tos polimricos. Quando so incorpora-das ao polmero, o carter de reforoque exercem deve-se s restries demobilidade das cadeias polimricas queesto em contato com as partculas daargila. Assim, a melhoria das proprieda-des nos nanocompsitos tem sido relaci-onada com a disperso, o grau de dela-minao e s interaes interfaciais pol-mero/argila resultando, tambm, emmelhorias das propriedades mecnicas,trmicas, pticas, de inflamabilidade e deresistncia permeao de gases, vapo-res e solventes [12].

As propriedades dos nanocom-psitos polimricos podem ser incre-mentadas atravs da modificao orgni-ca das argilas. Isto porque, neste proces-so, a hidrofilicidade das argilas reduzida

e a adeso interfacial polmero/argila promovida. A modificao orgnica dasargilas comumente realizada por rea-o de troca catinica com sais de am-nio. Ctions quaternrios de amnio defrmula geral [(CH3)3NR]+ ou [(CH3)

2NRR]+, onde R e R so grupos hidro-

carboneto, tm sido tradicionalmenteempregados para modificao orgnicade argilas [13]. Esta troca catinica pro-move uma expanso das distncias inter-lamelares da argila, facilitando a incorpo-

rao de polmeros em suas galerias, oque ir facilitar sua esfoliao e delamina-o.

Com isso, pesquisadores obje-

tivam Com isso, pesquisadores objetivamadequao de um modelo de polmerobiodegradvel para produo em escalaindustrial. A fabricao em larga escala

viria ao encontro dos interesses da mai-oria das empresas, que buscam se adap-tar aos padres globais de preservao eresponsabilidade social. A divulgaocientfica de polmeros biodegradveisseria necessria e primordial, no apenasno mbito do desenvolvimento tecnol-gico e de parcerias que o Brasil poderiaestabelecer em nvel mundial, mas comoprecursora na conscientizao em rela-o reciclagem do lixo e ao uso dematrias e recursos alternativos.

Referncias

[1] Andrade, C. T.; Coutinho, F. M. B.;

Lucas, E. F.; Oliveira, C. M. F.; Tabak, D.;Dicionrio de Polmeros, 1 Ed., Intercincia

Ltda: Rio de Janeiro, 2001.

[2] Tester, R. F.; Karkalas, J.; Qi, X.; J.

Cereal. 2004, 39, 151.

[3] Petersson, L.; Oksman, K.; Compos.

Sci. Technol. 2006, 66, 2187.

[4] French, D.; Starch chemistry and

technology,Academic Science: New York,1984.

[5] Cereda, M. P.; Vilpoux, O.; Demiate,

I. M., Amidos modificados, Fundao Car-gill, So Paulo, 2001.

[6] Shogren, R. L.; Carbohydr. Polym.

1996, 29, 57.

[7] Guner, F. S.; Yagci, Y.; Erciyes, A. T.;

Prog. Polym. Sci. 2006, 31, 633.

[8] Dures, J. A.; Drummond, A. L; Mur-

ta, M. M.; Pimentel, T. A. P. F.; Moreira,

S. G. C.; Sales, M. J. A.; Br PI 000376,2004.

[9] Schlemmer, D; Oliveira, E. R.; Sales,

M. J. A.; J. Therm. Anal. Calorim. 2007,87, 635.

[10] Ray, S. S.; Bousmina, M.; Prog. Mater.Sci. 2005, 50, 962.

[11] Barbosa, R.; Arajo, E. M.; Maia, L.

F.; Pereira, O. D.; Melo, T. J. A.; Polme-ros: Cincia e Tecnologia. 2006, 16, 246.

[12] Aggarwal, P.; Dollimore, D.; Instrum.

Sci. Technol. 1999, 27, 191.

[13] Fethi, K.; ThermochimicaActa. 2009,

486, 71

Q U M I C O S

7/25/2019 Jornal PET 2012

7/10

A descoberta dos eltrons: do Spin eletrnico Spintrnica

P G I N A 7 V O L U M E 1 , E D I O 1

Ao se estudar tomos, poder-se-ia pensar que o spin eletrnico nopossui aplicaes tecnolgicas, acreditan-do-se que sua nica funo seria a deexplicar a Regra de Hund. O questiona-mento, durante o Ensino Mdio, quanto relevncia desse estudo freqente.

Atualmente, os cientistas estocriando novas formas tecnolgicas basea-das no spin eletrnico: a Spintrnica.Estes estudos desmistificam a idia asso-ciada baixa relevncia do estudo daspropriedades do spin eletrnico. A spin-trnica uma revolucionria tecnologiaque tem por base utilizar no apenas omovimento linear dos eltrons (correnteeltrica), mas tambm seu spin eletrni-co para processar e armazenar informa-es de forma mais rpida e com menorgasto de energia. Alm disso, esse inova-dor processamento de informao per-mitir o desenvolvimento de novos algo-ritmos de computao, os quais poderoutilizar as propriedades qunticas dospin. Este novo ramo do conhecimentochama-se Computao Quntica.

Os eltrons foram descober-tos em 1897 por J. J. Thompson, emexperimentos de conduo de correnteeltrica de gases em tubos de raios cat-dicos. Esta descoberta foi de extremarelevncia para o desenvolvimento tec-nolgico e compreenso dos fenmenosqumicos naturais. A carga eltrica, pro-priedade intrnseca dos eltrons, foideterminada experimentalmente - emtorno de 1,6x - por Robert AndrewsMillikan, em seu engenhoso experimento

da cmara de gs ionizado com gotas deleo borrifadas em seu interior. O estu-do dessas propriedades eltricas propor-cionou um grande avano cientfico, vistoque um conjunto de eltrons em movi-mento ordenado gera a corrente eltri-ca, que um elemento bsico para ofuncionamento das mquinas atuais. An-teriormente ao desenvolvimento damecnica quntica, acreditava-se no el-tron como uma partcula de comporta-mento clssico e determinista, porm foideterminado que os eltrons eram dife-rentes, estranhos e imprevisveis.

Albert Einstein, em 1905, expli-

ca que a radiao composta por part-culas chamadas de ftons e, com isso,consegue embasar o fenmeno da ejeode eltrons efeito fotoeltrico. Estefenmeno consiste na incidncia de umaonda eletromagntica com uma energiaespecfica sobre um cristal, o qual forne-ce suporte ao carter corpuscular doeltron. Em 1924, o fsico francs Louis-Victor de Broglie, em sua tese de douto-rado, deu incio hiptese de que oeltron possui uma natureza dual departcula-onda e de que, associado aoeltron, existe um comprimento de onda

especfico.Esta idia atraente e corajosa

foi comprovada em 1925, por Davisson eGermer, os quais projetaram um feixe deeltrons em um monocristal de nquelcujas distncias interatmicas eram docomprimento de onda determinado porBroglie. Este experimento proporcionoua observao da difrao dos eltrons.Enquanto a difrao dos eltrons refor-ava o comportamento ondulatrio doeltron, o efeito fotoeltrico fornecia

embasamento ao carter corpuscular.Quando em 1923, Bohr props seu mo-delo semi-clssico, e, mais tarde, Som-merfeld introduziu um aperfeioamentodeste modelo, juntos conseguiram dedu-zir, alm dos dois nmeros qunticos,principal e angular, um terceiro relacio-nado quantizao da direo do mo-mento angular no espao.

Em 1921, dois cientistas ale-

mes - Otto Stern e Walter Gerlach -tentaram, atravs de um experimento,

testar a quantizao espacial do momen-to angular do eltron, porm notou-seque este experimento, na realidade, im-plicava em uma nova propriedade doeltron, a qual foi denominada Spin. Pararealizar o experimento (Figura 1, prxi-ma pgina), Stern e Gerlach utilizaramum pequeno forno para evaporar tomosde prata e colimaram esse feixe at pe-netrar em uma regio de campo magnti-co no-uniforme produzida por um ele-trom onde, ao final do percurso, en-contrava-se uma placa de vidro em que

os tomos se depositavam. A justificativapara a utilizao dos tomos de pratas

consiste no fato que esses possuem 46eltrons emparelhados e um desempare-lhado, proporcionando ao tomo umcomportamento similar ao de um el-tron pesado em um campo magntico.

Curiosamente, o primeiro

resultado deste experimento foi falso,visto que Stern e Gerlach observaramque metade dos tomos se depositou emuma extremidade da placa e a outrametade em uma posio simetricamenteoposta. Este fato os induziu a pensar queeste resultado estava comprovando aidia de quantizao espacial do momen-

to angular. A prata possui 47 eltrons,dos quais 46 esto nas camadas maisinternas e um na camada de valncia 5s,o que significa que o momento angularorbital deste eltron zero (l=0). Ento,na realidade, o que estava sendo medidoera o momento angular de spin do el-tron, e no o momento angular orbital.

O spin eletrnico, como pro-priedade intrnseca dos eltrons, foiproposto por Goudsmit e Uhlenbeck,em 1925. A partir deste experimento de

Stern e Gerlach, foi possvel um conheci-mento mais detalhado sobre os eltronse suas propriedades elementares.

O uso da corrente eltricapara processamento de informaesdespende muita energia e com estademanda que se utiliza a spintrnica esua grande promessa de substituir asenxurradas de eltrons por algo maissutil, mais rpido e barato, que consumi-r menos energia. A idia por trs dessacincia inovadora consiste na manipula-

o dos dois graus de liberdade dessaspartculas: a carga e o spin. Os quaissero simultaneamente utilizados paracriar novas funcionalidades, ou seja, cadaeltron individual pode se transformarem um bit de informao. De maneirasuperficial: um spin up seria utilizado

para representar um zero, e um spindown para representar o 1, que so os

cdigos binrios da eletrnica atual. Namemria spintrnica, um chip filtra oseltrons, de modo que apenas os que

tm o spin de mesmo sentido no sobarrados, proporcionando a possibilidadede gravar magneticamente os dadospermanentes e os temporrios.

Por Thiago Sampaio Castro

Integrante do PET-Qumica

7/25/2019 Jornal PET 2012

8/10

P G I N A 8

Q U M I C O S

A Importncia da Abordagem da Funo lcool e os Aspectos

Socioculturais Envolvidos. Por Gecimar Oliveira Gomes

A Descoberta dos Eltrons: do spin

eletrnico a Spintrnica (Continuao)

Referncias

Atkins, P., Jones, L. Princpios de Qumi-ca: Questionando a Vida Moderna e oMeio Ambiente. 3 Ed. Porto alegre:Bookmam, 2006.

JOHN B. Russel. Qumica Geral. Vol. 1,Rio de Janeiro, Makron Books Ed., 2 Ed.,1994.

http://plato.if.usp.br/1-2005/fnc0376n/

na5/node4.html acessado em 15/10/2011s 13h30min.

h t tp : / /w w w . sb f i s i c a . o r g . b r / r be f /pdf/332604.pdf

http : / /www.ced.u fsc .br /men5185/t r a b a l h o s / 2 3 _ s e m i c o n d u t o r e s /spintronica.htm acessado em 15/10/2011s 14:15.

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=spintronica-s p i n - e l e t r o n - m e d i d o - t e m p o -

real&id=010110100902 acessado em

15/10/2011 s 14h35min.

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=memoria-p l a s t i c o - s p i n -eletron&id=010110100810&ebol=simacessado em 15/10/2011 s 14h48min.

h t t p : / / r e v i s t a g a l i l e u . g l o b o . c o m /Galileu/0,6993,ECT490692-1719,00.htmlacessado em 15/10/2011 s 15h00min.

http://cienciahoje.uol.com.br/colunas/

fisica-sem-misterio/o-spin-que-move-o-

mundo acessado em 15/10/2011 acessa-do em 15/10/2011 s 15:30.

http : / /www. f i s .unb .br / teses/2007/Eduardo_Souto1. pdf Pginas 24 33.

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/spin.html acessado em 15/10/2011s 16h00min.

h t t p : / / p t . w i k i p e d i a . o r g / w i k i /Experimento_de_Stern-Gerlach acessa-do em 16/10/2011 s 21h11min.

Figura 1: Aparato utilizado no experimento de Stern-Gerlach. Fonte:http://pt.wikipedia.org/wiki/Experimento_de_Stern-Gerlach

As abordagens que retratam afuno lcool poderiam despertar o inte-

resse dos alunos do ensino mdio, de-pendendo das formas de interao entreprofessores e alunos; da metodologiaenvolvendo a capacidade de anlise; dainterpretao dos fenmenos e da aplica-o dos conceitos diante das questessociais apresentadas no mundo moder-no. Relacionar a funo qumica comconceitos e conhecimentos prvios,vinculando-os aos fenmenos observa-dos no dia-a-dia, como a produo delcool, sua adio gasolina e suas diver-sas utilizaes na sociedade, facilitariamo processo de aprendizagem dos alunos

e aprimorariam o conhecimento dosprofessores. necessrio o domnio

conceitual na interpretao de fenme-nos e de seus significados e, como osconceitos esto interligados, dever-se-iarelacionar a Qumica vida dos alunos.

Nas escolas do ensino mdio, aforma de abordagem dos contedos noest relacionada ao cotidiano dos alunos.No h estmulo que induza ao raciocniocientfico e ao exerccio pleno da cidada-nia. Os alunos deveriam melhor enten-der os problemas da atualidade, mas,para isso, precisariam estar preparados

para enfrentar os desafios do cotidiano,

atravs de viso mais crtica de suasatuaes frente comunidade, do mer-

cado de trabalho, o que os tornaria cida-dos atuantes.

Um dos problemas vivenciadopor muitos o alcoolismo. Prepararaulas que permitissem discusses sobreos danos do lcool sade, se ingeridoem excesso, a intoxicao, os danos aofgado, aos rins (Figura 1, pagina 10);ressaltar que o lcool a droga maisconsumida no mundo, e que cada culturatem sua bebida alcolica tpica; a produ-o e o teor de bebidas alcolicas;

7/25/2019 Jornal PET 2012

9/10

P G I N A 9 V O L U M E 1 , E D I O 1

os acidentes causados pormotoristas embriagados e, em contrapar-tida, discutir suas aplicaes benficasnas indstrias qumica e farmacutica;abordar o cultivo da cana-de-acar e a

produo de etanol; incluir os danos aomeio ambiente; o desmatamento; o tra-balho exploratrio.

Vou propor exemplos de abor-dagem em sala, usando este tpico, fun-o lcool.

Primeiro passo: As aulas deve-riam ser iniciadas, portanto, com algumasquestes e situaes-problema vivencia-das no cotidiano para despertar o inte-resse dos alunos. Com o modelo cientfi-co, os professores introduziriam o grupo

funcional. Poder-se-ia abordar reaesqumicas (oxidao), ligaes qumicas(interaes moleculares, ligaes hidro-

gnio), propriedades fsicas (densidade) emtodos de separao. Em seguida, ha-veria discusso com a turma sobre al-guns conhecimentos prticos a ele relaci-onados.

Os lcoois so substnciasorgnicas cujas molculas possuem umaou mais hidroxilas (-OH), que o grupofuncional, ligadas a tomos de carbono

saturados de uma cadeia carbnica ougrupo alquila. Os lcoois so derivadosdos alcanos, que tem um dos hidrogniosda cadeia, cclica ou acclica, substitudopor um grupo hidroxila.

Geralmente, o lcool obtidoda reao de hidratao do alceno res-pectivo. O etanol, um lcool comumenteencontrado e com mais aplicaes, podeser obtido do eteno (Equao 1).

H2C=CH2+ H2OH3CCH2OH (1)

Com isso, os alunos podemapresentar algumas dvidas, tais como aforma com que o lcool produzido,como adicionado gasolina, como olcool utilizado em produtos de limpe-za, e ao mesmo tempo pode ser ingeri-do.

No Brasil, o processo mais utilizado paraproduzir o etanol a partir da fermenta-o alcolica da cana-de-acar. Desde aGrcia antiga vem sendo produzido apartir da fermentao de gros e defrutas. A fermentao alcolica umprocesso exotrmico, realizada por mi-crorganismos e leveduras, que ocorre a

partir da transformao de acares(C6H12O6) em etanol (HC3CH2OH) edixido de carbono (CO2) (Equao 2).

C1H12O62HC3CH2OH + 2CO2(2)

Passo 2: O lcool utilizadoem produtos de limpeza, mas tambmpode ser consumido. Quando uma bebi-da alcolica ingerida, o etanol absor-vido no intestino delgado e distribudopelo corpo - sendo que mais etanol encontrado no sangue e no crebro doque nos msculos e tecidos adiposos. Oetanol uma substncia txica, e o orga-nismo inicia o processo de excreodesta substncia to logo ela consumi-da. Na produo de bebidas, tal comowhisky e vodca, so as impurezas a da-

rem o sabor diferencial. Substratos debatatas, milho, trigo e outras plantaspodem ser usados na produo do eta-nol por fermentao. Uma enzima, adistase (ou maltase), converte o amidoem acares e, ento, a zimase converte-os em lcool. O etanol pode ser con-centrado por destilao, mas ocorre aformao de um azetopo (mistura deponto de ebulio constante) a 96% deetanol em gua. Portanto, o etanol purono pode ser obtido por destilao. A

indstria utiliza agentes desidratantes ouprepara o etanol sinteticamente, a partirde acetaldedo, que feito atravs doacetileno.

Em sala de aula, poderia ser

realizada a produo de etanol, utilizan-do a cana-de-acar e fermento de po,e atravs do cheiro forte de etanol apresena na mistura fermentativa. Osalunos poderiam, posteriormente, pro-por explicaes para as impurezas emtodos de separao. Com isso algunsconceitos como destilaes fracionada esimples poderiam ser abordados.

Passo 3: As propriedades fsi-cas e as estruturas qumicas de algumassubstncias tambm poderiam ser abor-dadas. Por exemplo, o propano e o eta-nol possuem massas moleculares seme-lhantes, porm, pontos de ebulio de -42C e 78C, respectivamente. Enquanto

o propano um composto polar, e apre-senta apenas interaes intermolecularesdo tipo van der Waals, o etanol umcomposto que apresenta interaesintermoleculares do tipo ligaes hidro-gnio. Por serem mais fortes, maior

energia necessria e, proporcionalmen-te, maior temperatura, para ocorrer apassagem da fase lquida para a fase gaso-sa. Portanto, o etanol apresenta um pon-to de fuso maior.

O lcool etlico adicionado nagasolina, devido ao seu baixo calor espe-cfico, tem a funo de aumentar a octa-nagem da mistura. H vantagens e des-vantagens nesta adio. Uma das vanta-gens reduo na taxa de produo deCO; como desvantagens, h maior pro-penso corroso, maior regularidadenas manutenes do carro, aumento doconsumo e aumento de produo dexidos de nitrognio. Atualmente a por-centagem do lcool regulamentada por

lei, e deve estar sempre entre 18 a 25%por peso da gasolina.

H um experimento simplespara determinar a porcentagem de lcoolpresente na gasolina, mostrado abaixo:

MATERIAL UTILIZADO:

- Proveta de 100 mL com tampa.- Amostra de Gasolina.

- Soluo saturada de NaCl.- Luvas e culos de proteo.

PROCEDIMENTO:1 - Colocar 50 mL de gasolina comum

em uma proveta de 100 mL 0,5 mLcom tampa.

2 - Completar o volume at 100 mL

com a soluo saturada de NaCl.

3 - Fechar a proveta, misturar os lqui-

dos invertendo-a 5 vezes.OBSERVAO: Segure firme para evitarvazamentos.

4 - Manter em repouso at a separa-

o das duas fases.5 - Ler o volume de ambas as fases.

6 - Denominar o volume da fase aquo-

sa de V'.

7 - Subtrair de V', 50 mL e denominar

este novo volume de V'', conforme aseguinte equao:

V'' = V' - 50 mL

V'' corresponder quantidade de eta-nol presente em 50 mL da amostra degasolina.

8 - Calcular a % de lcool na gasolina,atravs da seguinte relao:

7/25/2019 Jornal PET 2012

10/10

Humor: Pergunte ao gato de SchroedingerCaso ou compro uma bicicleta?

Chega de dvidas cruis!

Agora voc pode ter a ajuda da Caixa do gato de Schroedin-ger para tomar decises difceis.

Faa uma pergunta que possa ter duas respostas. Abra a janelinha.Se o gato aparecer morto, a resposta NO; se aparecer vivo, aresposta SIM!

Ser que funciona? SIM ou NO!?

Baterias (rao) no includas.

Apenas $29,99.

50 mL 100%

V" x %

9 - Determinar a massa da gasolina e

exprim-la em % em m/m.

CUIDADOS IMPORTANTES:- No acender ou ligar nenhum tipo de

f o n t e d e c a l o r .- Usar culos de proteo e luvas.- Realizar o experimento na Capela,p r e f e r e n c i a l m e n t e .- Guardar a fase no aquosa em recipien-te adequado que estar disponvel nolaboratrio para que seja adequadamentetratado.

Em concluso, gostaria dedizer que averiguar e conscientizar opapel dos educadores essencial, poisestes sero mediadores do conhecimen-

to e facilitadores da aprendizagem. De-vem estar compromissados com a for-mao do cidado, suas contribuiespara a conscientizao e reflexo sobreos diversos problemas presentes em seucotidiano. Auxiliar o aluno na tomada dedecises frente aos problemas proviriamelhorias na educao, inclusive no ensi-no de Qumica Orgnica.

Referncias

Rocha, W. R. Interaes intermoleculares.SBQ. Qumica Nova na Escola. Divisode Ensino de Qumica. 4, 1-6, 2001. Dis-ponvel em: . Acessoem 23/09/2011.

Universidade Estadual Paulista. Jlio de

Mesquita Filho. Campus Bauru. Determi-

nao do teor de lcool em gasolina. Dispo-nvel em: . Acesso: em 12/10/2011.

Universidade Federal de SantaCatarina. Revista Eletrnica doDepartamento de Qumica. OEtanol. Disponvel em: . Acesso em12/10/2011. Universidade Federal

de Santa Catarina. Revista Eletr-nica do Departamento de Qumi-ca. O Etanol.

Ml, G. de S. E Santos, W.L.P.dos (Coords.); Castro, E.N.F de;Silva, G. de S.; Matsunaga, R.T. ;Silva, R.R. da; Farias, S.B.; Santos,S.M. de O. E Dib, S.M.F. Qumicana sociedade: Projeto de ensino de

Qumica em um contexto social. 2

ed. Braslia, Editora Universidadede Braslia, 2000, v. 3.

_____. Qumica e sociedade

(Qumica: coleo Nova Gera-

o). So Paulo:Editora NovaGerao, 2003. Mdulos 1, 2 e 3.

Estudos revelam que o alcoolis-mo j a terceira maior doenano pas. Projeto Salva vidas notrnsito. 24 de julho de 2004.Disponvel em: http : / /l u a n a e s a r a c a r d e a l l e -m e . b l o g s p o t . c o m . b r / 2 0 1 1 / 0 4 /alcoolismo.html Acesso em: 16/10/2011

Como o lcool atinge o corpo. Dicasprticas. Disponvel em: http://www.dicaspraticas.com/articles.php?article_id=579 Acesso em: 16/10/2011

Aprenda a fazer produtos de limpeza.Amigos da Isa. Disponvel em: http://isacheri i .b logspot.com.br/2011/03/aprenda-fazer-produtos-de-limpeza.htmlAcesso em: 16/10/2011

.

Figura 1: Danos corporais causados

pelo consumo excessivo de lcool.Fonte: http://www.dicaspraticas.com/articles.php?article_id=579