TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS: Química · liberam energia para realizar outras transformações que, por sua vez, requerem energia. Exemplos de transformações que absorvem energia

Licenciatura em ciências · USP/ Univesp

5.1 Introdução5.2 Definição5.3 Energia e classificação das transformações5.4 Transformações químicas: evidências macroscópicas

5.4.1 Evidências Macroscópicas: Formação de novas substâncias5.4.1.1 Formação de precipitado 5.4.1.2 Mudança de cor5.4.1.3 Formação de substâncias gasosas

Referências

Quím

ica5

Guilherme A. MarsonAna Cláudia Kasseboehmer

TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS: DEFINIÇÃO E ASPECTOS MACROSCÓPICOS

65

Química

Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 2

5.1 IntroduçãoComo já vimos, o foco dos interesses da química é estudar as substâncias em suas propriedades,

constituição e transformações. Nesta aula de introdução às transformações químicas, vamos diferenciar

transformações físicas de químicas e endotérmicas de exotérmicas. Também conheceremos algumas

evidências que nos permitem saber macroscopicamente se ocorreu uma transformação química.

5.2 DefiniçãoA transformação é uma constante manifestação da natureza. O Sol nasce e as plantas crescem, a

chuva cai, a água evapora ou solidifica e os seres mortos decompõem-se. No nosso cotidiano, muitas

transformações acontecem: o carvão queima, o foguete explode, o leite e a manteiga azedam, o ferro

enferruja (oxida), o milho vira pipoca etc. Ou seja, toda matéria se transforma continuamente.

Na aula sobre Propriedades das Substâncias, vimos que os objetos ou, ainda, os processos

que estão sendo estudados são denominados sistemas, e as propriedades que os sistemas apresentam

constituem os estados do sistema. A evidência da ocorrência de uma transformação está na

mudança do estado do sistema. Assim, as características anteriores à transformação correspondem

ao seu estado inicial e as características posteriores, ao estado final.

Imagine uma lata de alumínio amassada, prensada.

Comparando o estado inicial da lata normal com o

estado final dessa lata amassada, verifica-se que ocorreu

uma mudança nas suas características físicas, ou seja, o

que alterou foi a forma física do material. No entanto, a

lata continua sendo constituída de alumínio. Dizemos,

nesse caso, que ocorreu uma transformação física.

Nas mudanças de estado, por exemplo, somente a

forma e a aparência da matéria são alteradas, sendo que

a composição da matéria é a mesma do estado inicial

e ao final da transformação. O mesmo ocorre quando

misturamos duas substâncias químicas para formar

Figura 5.1: A reciclagem de latas de alumínio tem como ponto de partida a entrega do material em postos destinados à coleta específica. O peso de uma lata de alumínio é aproximadamente 14,5 g, sendo que são necessárias 67 latinhas para obter 1 kg. A reciclagem de mil quilos de alumínio representa 5 mil quilos de minério bruto que foi poupado (bauxita). Está localizada no Brasil uma das três grandes reservas mundiais de bauxita. / Fonte: Thinkstock.

http://www.thinkstockphotos.com

66

5 Transformações químicas: definição e aspectos macroscópicos


uma mistura ou uma solução, por exemplo. As substâncias encontram-se misturadas, mas ainda

temos as mesmas substâncias químicas no sistema. Esses são exemplos de transformação física.

Vejamos, nos três níveis de representação do conhecimento químico, como as transformações

físicas podem ser representadas. Com a transformação, há moléculas de água em todos os recipientes,

o que se altera é a distância entre as moléculas e a velocidade das mesmas.

Já outro exemplo de transformação pode ser a degradação dos alimentos. É inegável que as

características de um alimento se alteram depois que vai para o lixo.

Os alimentos, depois que sofrem decomposição, apresentam outra constituição. Tal processo

recebe o nome de transformação química. Numa transformação química, os materiais do

estado inicial sofrem alterações na sua composição e nas suas propriedades, originando novos

materiais ou substâncias.

As reações químicas ocorrem o tempo todo no mundo à nossa volta e também no interior dos

nossos organismos. Enquanto os alimentos que consumimos são metabolizados pelo nosso sistema

digestório, a reação de fotossíntese nas plantas inicia o processo de criação de novos alimentos.

A poluição atmosférica é causada por reações químicas no ar, enquanto, nas camadas supe-

riores da atmosfera, a luz do Sol, interagindo com gases liberados por aerossóis e também por

Figura 5.2: Estados físicos da água nos três níveis de representação do conheci-mento químico. / Fonte: modificado de Banco de Imagens LENAQ/UFSCar.

67

Química


aparelhos de ar-condicionado defeituosos, destrói a camada natural de ozônio que protege a

Terra da perigosa radiação ultravioleta.

O entendimento dessas reações e a tentativa de controlar os processos que podem ser

danosos para os ecossistemas são algumas das aplicações importantes da Química para a ciência

moderna e para a sociedade.

Vejamos agora, nos três níveis de representação do conhecimento químico, como as trans-

formações químicas podem ser representadas.

A Figura 5.3 apresenta um exemplo de transformação química. O gás metano, proveniente

da decomposição de matéria orgânica e conhecido como biogás é um combustível e pode reagir

com o gás oxigênio existente no ar atmosférico. Dessa transformação, as moléculas dessas subs-

tâncias rearranjam-se dando origem a novas substâncias, o dióxido de carbono e a água com

liberação de energia.

A primeira sequência de imagens da Figura 5.3

apresenta o cilindro no qual os gases metano e oxi-

gênio estão armazenados, e que, depois da transfor-

mação contém os gases água e dióxido de carbono.

Macroscopicamente a ocorrência de reação química

pode ser percebida apenas pelo aquecimento do cilin-

dro após a transformação, pela liberação de energia.

A seta representa a existência de uma transformação.

A sequência de imagens seguinte representa essa

transformação em nível submicroscópico. Neste mo-

mento do nosso curso, preocupe-se em observar nessas

imagens que as moléculas antes da transformação são

diferentes após a seta. As fórmulas dessas moléculas

estão representadas na última sequência de imagens, a

do nível simbólico. Observe também que a fórmula

das moléculas é diferente antes e após a transformação.

Se, com a transformação, ocorreu alteração das substâncias químicas do meio, caracteriza-se

a transformação química ou reação química. As substâncias antes da reação – no exemplo,

metano e oxigênio – são chamadas reagentes. As substâncias após a reação – no exemplo, água

e dióxido de carbono – são chamadas produtos.

Figura 5.3: Representação da transformação química entre os gases metano e oxigênio que se transforma-ram em água e dióxido de carbono em nível macroscó-pico, submicroscópico e simbólico, respectivamente. Não se preocupe com a simbologia, estudaremos na próxima aula. / Fonte: modificado de Banco de Imagens LENAQ/UFSCar.

68



5.3 Energia e classificação das transformações

Energia é um conceito difícil de ser definido. Sabe-se que ela é encontrada na matéria,

porém não ocupa lugar no espaço como aquela. Ela pode provocar transformações da matéria

e transformar-se de uma forma de energia em outra.

São conhecidas diversas modalidades de energia, dependendo de suas propriedades: elétrica,

térmica, química, luminosa, nuclear, mecânica, etc.

Assim, energia luminosa é o ente envolvido na liberação de luz. Energia térmica é o ente

relacionado com alteração de temperatura. A energia mecânica é a energia contida em corpos

em movimento (energia cinética) e/ou armazenada em sistemas físicos (energia potencial), veja

Figuras 5.4 e 5.5.

a. Energia elétrica b. Energia luminosa c. Energia mecânica

d. Energia térmica e. Energia química

Figura 5.4: Exemplos dos diferentes tipos no qual a energia se manifesta. / Fonte: a, b, c e d: Thinkstock.


69

Química


a. Energia química em luminosa

b. Energia química em elétrica c. Energia química em térmica d. Energia química em cinética

Figura 5.5: Exemplos de transformações de uma forma de energia em outra. / Fonte: b e d: Thinkstock.

Os diferentes tipos de energia podem converter-se de uma forma em outra. Por exemplo, a

água no topo de uma cachoeira possui energia armazenada, ou seja, energia potencial, que pode

ser convertida em energia elétrica. Essa possibilidade ilustra a lei da conservação de energia – que

enuncia que a energia do universo é constante, ou seja, a energia não é criada nem destruída.

A vida na Terra só é possível graças à energia que provém do Sol e que é aproveitada pelas

plantas para produzir os seus tecidos. Ou seja, a energia luminosa é usada pelas plantas para

produzir novas substâncias. Quando essas substâncias são consumidas em outros processos vivos

realizados pelos seres vivos, essa energia é convertida em outras formas de energia. Portanto, os

homens e os animais precisam do reino vegetal para se alimentar e converter a energia química

dos alimentos em outras variedades energéticas.

Do ponto de vista da mecânica, existem duas formas clássicas de energia: a cinética e a

potencial. A primeira existe nos corpos em movimento; a segunda deve-se à posição que os

corpos ocupam no campo gravitacional da Terra.


70



Assim, a energia cinética depende da velocidade do corpo em questão: quanto maior a

velocidade, maior a energia cinética. A energia potencial, por outro lado, depende da altura em

que o corpo se encontra em relação a um nível arbitrário de referência em relação a um centro

de atração gravitacional: quanto maior a altura, maior a energia potencial.

Todas as substâncias também possuem energia potencial (associada à composição e à organi-

zação da matéria que as compõe), que nesse caso é denominada energia química. Nos processos

químicos, ocorrem rearranjos na forma como a matéria está organizada, formando-se substâncias

que não estavam presentes no estado inicial do sistema. A energia envolvida nesses rearranjos

é energia química. Quando ocorre uma reação química, o sistema troca energia com o meio.

Há transformações químicas em que os rearranjos consomem energia das redondezas e há

transformações químicas em que os rearranjos liberam energia para as redondezas. Ao subir

escadas, as transformações químicas que ocorrem nos músculos das pernas liberam energia, que

é convertida em energia mecânica e calor.

Sempre há quantidades apreciáveis de energia envolvidas em um processo de transformação.

A energia pode ser liberada ou absorvida. Quando há liberação de energia, a transformação

caracteriza-se como uma fonte de energia. Se há absorção, é necessário utilizar energia gerada

por outra fonte para que ocorra a transformação.

Na natureza e na sociedade, aproveita-se a energia produzida em transformações que

liberam energia para realizar outras transformações que, por sua vez, requerem energia.

Exemplos de transformações que absorvem energia são a obtenção de ferro e aço ou, ainda,

uma planta que utiliza gás carbônico e água para sintetizar substâncias como a glicose ou

a celulose. A queima do carvão mineral em alto-forno e as reações nucleares no Sol são

exemplos de transformações que liberam energia.

O cientista moderno sabe que o eixo central da investigação das causas dos processos químicos e

bioquímicos reside na análise da energia envolvida nessas transformações. Todas as reações químicas

e bioquímicas liberam ou absorvem energia do ambiente. Essa energia pode se manifestar de várias

formas, mas no momento apenas uma delas nos interessa: a energia térmica.

Reações que produzem energia são chamadas exotérmicas, e as que a absorvem são

chamadas endotérmicas. Literalmente, “exo” significa “para fora”, “endo” significa “para

dentro” e “termo” significa “calor”.

71

Química


Em outras palavras, durante uma reação exotérmica, a temperatura do sistema aumenta à

medida que a reação ocorre. Neste caso, ao ocorrer o rearranjo da matéria para formar novas

substâncias, ocorre liberação de calor, isto é, a energia química é convertida em energia térmica.

Se o sistema não estiver isolado, será fornecido calor para o ambiente.

Durante uma reação endotérmica, o sistema fica mais frio. Neste caso, ao ocorrer o rearranjo

da matéria para formar novas substâncias, ocorre absorção de calor, isto é, a energia térmica é

convertida em energia química. Se não estiver isolado, o sistema absorverá calor do ambiente.

Calor deve ser entendido aqui como um processo de transferência de energia ou, ainda, como

uma forma de energia em trânsito.

Se analisarmos o fluxo de energia e matéria entre os seres vivos sob essa perspectiva, pode-

mos dizer o seguinte:

1. seres autótrofos, como as plantas, usam energia luminosa para promover reações químicas

em que os produtos têm energia potencial química maior do que os reagentes;

2. os compostos com energia potencial química maior são usados pelas plantas e por

todos os outros seres vivos em níveis tróficos mais elevados para promover reações

químicas exotérmicas, gerando produtos de menor energia potencial química.

Calor e EnergiaUm dos fatos mais importantes que conhecemos na natureza é o de que todas as formas de energia podem ser convertidas completamente em calor. No caso de uma freada, por exemplo, a energia mecânica pode ser convertida em calor pelo atrito dos freios e as sapatas podem atingir altas temperaturas. Quando uma corrente elétrica é forçada através de um condutor com resistência alta, como o resistor de aquecimento em uma torradeira, a energia elétrica da corrente é parcialmente transformada em calor. Toda e qualquer forma de energia pode ser completamente transformada em calor e, assim, o valor de uma quantidade de qualquer forma de energia pode ser completamente determinado, permitindo que ela seja totalmente transformada em calor. Já o inverso não é verdadeiro - o calor não pode ser convertido inteiramente em outra forma de energia. Quando o calor é gerado, por exemplo, pela queima de carvão em uma usina termoe-létrica, não pode ser convertido 100% em energia elétrica. Isso parece ser uma limitação fundamental imposta pela natureza sobre as nossas capacidades.

72



5.4 Transformações químicas: evidências macroscópicas

5.4.1 Evidências Macroscópicas: Formação de novas substâncias

Na maioria dos casos, é possível verificar macroscopicamente a ocorrência de uma trans-

formação, por exemplo, pela observação da mudança de coloração, formação de um sólido ou,

ainda, de um gás. Essas observações sinalizam a ocorrência de uma reação química, mas não são

suficientes para confirmá-la, pois em transformações físicas também há liberação de gás, por

exemplo, quando uma substância química entra em ebulição ou sublimação.

Para confirmar se ocorreu uma reação química, é necessário isolar, separar as substâncias

produzidas e medir algumas de suas propriedades específicas, como os pontos de fusão e ebulição,

por exemplo, para então compará-las às dos reagentes utilizados na transformação.

Feita essa ressalva, vamos conhecer quais são as evidências macroscópicas mais comuns e que

fornecem os primeiros indícios de que ocorreu uma reação química.

5.4.1.1 Formação de precipitado

Os quatro tubos de ensaio da Figura 5.6 são os

nossos sistemas de observação. No estado inicial, temos

em cada tubo (da esquerda para a direita) uma solução

aquosa dos seguintes metais de transição: ferro (III),

cobre (II), cromo (III) e cobalto (II), que compõem as

soluções iniciais coloridas.

Após a adição de hidróxido de sódio, observa-se o

estado final do nosso sistema, como mostra a Figura 5.6.

Nas quatro situações, formam-se precipitados coloridos

de hidróxidos dos metais correspondentes.

Figura 5.6: Formação do hidróxido de metais da esquerda para a direita: hidróxido de ferro, hidróxido de cobre, hidróxido de cromo e hidróxido de cobalto. A formação do sólido de hidróxido do metal é utilizada como teste de identificação desses metais, uma vez que cada um produz um sólido de coloração característica. / Fonte: Latinstock.

http://www.latinstock.com.br/Site/homenet/Default.aspx

73

Química


Na natureza, também ocorrem as reações de precipi-

tação – um exemplo são os espeleotemas presentes nas

cavernas. O nome espeleotema tem origem grega:

spelation (caverna) e thema (depósito), ou seja, trata-se

de deposições minerais em cavernas, originadas por

processos químicos de dissolução e precipitação. Os

espeleotemas resultam da calcificação construtiva. Nesse

processo, minerais removidos de camadas superiores

da rocha que se encontram dissolvidos na água se

cristalizam, originando vários tipos de formação no

chão, nas paredes e no teto das grutas.

Na interface de contato da água saturada com

bicarbonato e do carbonato de cálcio com a atmosfera

da caverna, ocorre uma reação química, liberando

gás carbônico para a atmosfera e originando mais

carbonato de cálcio. Isso torna a solução mineral

supersaturada em carbonato de cálcio, resultando na

sua precipitação em forma de cristais dos minerais

calcita ou aragonita. No caso do magnésio, ocorre

precipitação de carbonato de magnésio como cristais

de dolomita. As formas dos depósitos de cristais assim

formados dependem de diversos fatores, como o local

de formação (teto, paredes ou chão) e a forma de

difusão da água saturada e formação da interface com

o ar (gotejamento por frestas no teto, disseminação pela porosidade de paredes e teto, sedimen-

tação e decantação em poças e represas). Note que o tempo é fator essencial no processo. Se

mimetizarmos o processo no laboratório com uma rápida evaporação, não obteremos cristais

bem formados, conseguindo apenas partículas finas dispersas. O mestre que esculpe e constrói

essas esculturas é o tempo lento da evaporação da água e a conversão de bicarbonato em

carbonato com liberação de gás carbônico.

Figura 5.7: Entre as cidades de Apiaí e Iporanga, ao sul do estado de São Paulo, está localizado um paraíso ecológico, o PETAR (Parque Estadual Turístico do Alto Ribeira). Com cerca de 35 mil hectares de Mata Atlântica preservada, o PETAR conta com mais de 400 cavernas catalogadas. À esquerda, temos a caverna de Santana e à direita, a caverna do Chapéu. / Fonte: Thinkstock.

Figura 5.8: Flor de aragonita: O carbonato se precipita em forma de cristais de aragonita. / Fonte: Thinkstock.



74



5.4.1.2 Mudança de cor

Considere o sistema cujo estado inicial consiste no béquer contendo uma solução aquosa

de ferro (III) de cor alaranjada e um frasco conta-gotas com uma solução de tiocianato de

potássio incolor. Ao adicionarmos algumas gotas da solução desse reagente no béquer que contém

a solução alaranjada, observa-se a alteração de cor para vermelho-sangue. Essa é a situação final

do sistema, representado na Figura 5.9.

Outro exemplo é o teste inicial do “bafômetro”, que também se baseava numa transformação

química com alteração de cor. O Bafômetro (ou Etilômetro) é um aparelho que possibilita

determinar a concentração alcoólica no sangue de

uma pessoa a partir do ar expirado. Antes da existência

de sensores baseados em condutibilid de elétrica, a

quantidade de álcool no ar expirado era determi-

nada por reações químicas em que a cor do sistema

inicial difere bastante da do sistema final. No caso,

utilizava-se a reação do álcool com uma solução ala-

ranjada de dicromato de potássio. O produto é uma

solução esverdeada de cromo (III). A intensidade da

cor verde era proporcional à quantidade de álcool.

Figura 5.9: Teste para identificar a presença de íons ferro (III). A solução aquosa de ferro (III) forma o íon complexo [Fe(H2O)6]

3+, que confere uma cor alaranjada à solução. Quando é adicionado o reagente incolor contendo íons tiocianato (SCN-), forma-se uma solução de coloração vermelho-sangue devido à substituição de um dos ligantes água por tiocianato. O íon complexo resultante pode ser representado por: [Fe (SCN)(H2O)5]

2+. / Fonte: Thinkstock.

Figura 5.10: O motorista deve assoprar o bafômetro com força no canudinho, que conduzirá o ar de seus pulmões para um analisador que contém uma solução ácida de dicromato de potássio. O princípio de detecção do grau alcoólico está fundamentado na avaliação das mudanças das características elétricas de um sensor sob os efeitos provocados pelos resíduos do álcool etílico no hálito do indivíduo. / Fonte: Latinstock.



75

Química


5.4.1.3 Formação de substâncias gasosas

As reações com desprendimento de gás, principalmente as de carbonatos

de metais e ácidos, são fáceis de serem observadas no nosso cotidiano. Um

exemplo é a efervescência ao colocar um comprimido antiácido em

água. Na composição do comprimido, temos como principal compo-

nente o bicarbonato de sódio. Na presença de água, o bicarbonato reage

liberando o gás carbônico, responsável pela efervescência.

O bicarbonato de sódio é utilizado na fabricação do fermento químico.

O crescimento da massa de um bolo é devido à liberação do gás carbônico,

proveniente do aquecimento do bicarbonato que fica preso nos poros da

massa, formando os alvéolos ou os “buracos” que observamos no bolo assado.

Como funciona o sensor do bafômetro moderno? O sensor é formado por um material cuja condutividade elétrica é influenciada pelas substâncias químicas presentes no meio, que se aderem à sua superfície. Sua condutividade elétrica diminui quando a substância é o oxigênio e aumenta quando se trata de álcool. Entre as composições preferidas para formar o sensor, destacam-se aquelas que utilizam plásticos condutores ou filmes de óxidos cerâmicos, como óxido de estanho, depositados sobre um substrato isolante. A correspondência entre a concentração de álcool no ambiente, medida em partes por milhão (ppm), e uma determinada condutivi-dade elétrica é obtida mediante uma calibração prévia, onde outros fatores, como o efeito da temperatura ambiente, o efeito da umidade relativa, regime de escoamento de ar etc., são rigorosamente ava-liados. A concentração de álcool no hálito das pessoas está relacionada à quantidade de álcool presente no seu sangue, dado o processo de troca gasosa que ocorre nos pulmões.

Figura 5.11: A reação de etanol com dicromato é a base do ensaio do bafômetro. Esse ensaio é usado para verificar a presença de etanol no ar expirado. Se o álcool estiver presente, o íon dicromato, vermelho-alaranjado, se transforma no íon crômio (III), verde. Quanto maior a concentração de álcool, mais intensa é a coloração esverdeada obtida. / Fonte: Latinstock.

Figura 5.13: Há no mercado um fermento químico mais eficaz que o bicarbonato de sódio, que é o bicarbonato de amônio, uma vez que na sua decomposição libera um volume maior de gases, proporcionando um crescimento mais rápido da massa. / Fonte: Thinkstock.

Figura 5.12: As bolhas observadas quando dissolvemos um comprimido de um antiácido estomacal em água são de dióxido de carbono, resultante da decomposição do bicarbonato presente na sua composição. Outros medicamentos como a vitamina C (acido ascórbico) efervescente também utilizam o bicarbonato em sua composição, o que confere uma sensação “frisante” quando a ingerimos dissolvida em água. / Fonte: Thinkstock.



76



Os carbonatos também liberam gás carbônico quando em presença de ácidos. Um exemplo

é a ação de ácido sobre o calcário formado essencialmente por carbonato de cálcio. O carbonato

de cálcio reage com o ácido para formar ácido carbônico. Esse ácido é instável e sofre uma se-

gunda reação para formar o dióxido de carbono e água. A reação de carbonatos com ácidos é

muito presente no nosso planeta e muito útil. Na agricultura, é possível corrigir a acidez do solo

com carbonato de cálcio, o qual consome as substâncias ácidas, adequando o solo para o cultivo

de uma determinada planta.

No nosso planeta, a emissão de gases é um processo comum. Sabemos que a queima de carvão

e de combustíveis fósseis, bem como os poluentes industriais e os automóveis, contribuem para o

aumento da concentração de gases como o dióxido de enxofre e os de óxidos de nitrogênio na

atmosfera. Esses gases se combinam com o vapor d’água presente nas

nuvens e formam ácido sulfuroso e ácido nítrico, respectivamente.

O resultado dessas transformações são as chuvas ácidas.

As águas da chuva, assim como a geada, a neve e a neblina ficam carre-

gadas de ácidos e, ao caírem na superfície, alteram a composição química

do solo e das águas, atingem as cadeias alimentares, destroem florestas e

lavouras, e atacam estruturas metálicas, monumentos e edificações.

Figura 5.15: Em um período de dez anos (1955 a 1965), a poluição atmosférica destruiu os narizes e outras partes das Cariátides, colunas em forma de figuras femininas sobre as quais está apoiado o templo grego de Erectlon. O mesmo ocorreu com o Coliseu, em Roma, e o Taj Mahal, na Índia. Esses monumentos são feitos de materiais que possuem, na sua maioria, carbonato de cálcio na constituição, e o mármore é um exemplo desse tipo de material. / Fonte: Thinkstock.

Figura 5.14: O carbonato de sódio em presença de ácido libera bolhas de gás carbônico nos dois sistemas de observação: à esquerda, tubo de ensaio contendo carbonato de sódio e ácido clorídrico e à direita, gotas de ácido dispersadas num pedaço de calcário. / Fonte: Thinkstock.

a b

Figura 5.16: Os efeitos da chuva ácida sobre a estátua de pedra são notórios. A acidez ataca o carbonato existente no cálcario e arenito da estátua e o transforma em gesso (sulfato de cálcio). O gesso formado é desagregado pela água da chuva, causando a corrosão da estátua. Escultura do leão na Leeds Town Hall – Inglaterra. / Fonte: Thinkstock.




77

Química


Reações químicas que emitem luzExiste também várias reações químicas que emitem luz, veja alguns exemplos.

Figura 5.17: Combustão da glicose: A glicose, ao ser queimada em uma colher, produz uma chama (centro) e vapor de escape (à esquerda). A reação da glicose, um açúcar (C6H12O6), com o oxigênio (O2) no ar, produz dióxido de carbono (CO2) e água. Se a combustão é incompleta (como indicado pela cor amarela da chama), forma-se um depósito negro de carbono (fuligem). A reação controlada de glicose com o oxigênio nas células do corpo, através de uma reação bioquímica complicada, fornece energia de forma similar à energia que está sendo liberada aqui. / Fonte: Latinstock.

Figura 5.18: Bioluminescência: (a), vaga-lume “iluminado”. (b), vaga-lume, besouro da Família Lampyridae, no cerrado. Chapada dos Veadeiros-GO, 1992. / Fonte: Thinkstock.

a b

O oxigênio inspirado pelo vaga-lume entra pela traqueia, que está ligada à região do abdômen do inseto. Lá, existe um tipo de tecido abdominal formado por células especializadas na emissão de luz, os fotócitos, que também está ligado ao cérebro do animal. Quando o vaga-lume quer piscar, o cérebro libera o neurotransmissor octopamina, que vai “ligar” os fotócitos do abdômen. Os fotócitos iniciam uma reação química com três “ingredientes”, que são o oxigênio inspirado, a luciferina (combustível produzido pelo animal) e o ATP (substância que fornecerá energia para as células). Essa reação ocorre com a participação da enzima luciferase, que acelera a reação. O resultado dessa reação é a produção de gás carbônico e da substância oxiluciferina fluorescente, responsável pela liberação de energia em forma de luz. Nessa reação toda, não há perda de energia como calor, ou seja, a luz do vaga-lume é fria.

a b

Figura 5.19: Quimiluminescência: a. bastões contendo luminol, utilizado para animar festas. b. Produto preparado misturando-se luminol com peróxido de hidrogênio (água oxigenada). Quando essa mistura entra em contato com o sangue humano, utiliza o ferro presente na hemoglobina como catalisador, ocasionando uma reação de quimiluminescência. Muito utilizado pela polícia científica, quando precisa saber se há vestígios de sangue em roupas, objetos ou lugares. No caso de tecidos, mesmo que a cena do crime tenha sido limpa, as fibras do tecido absorvem partes do composto de ferro, e assim, quando aplicado o luminol, ele causa uma reação de oxidação e “ilumina”, literalmente, o local, ficando uma cor azul-fluorescente. É mais útil quando usado junto com luz-negra, pois permite ver mais claramente as evidências de sangue. / Fonte: Thinkstock.




78



ReferênciasAtkins, P. W.; Jones, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio

ambiente. 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.

BrAdy, J. E.,russel, J. W. E; Holum, J. R. Química: a matéria e suas transformações. 3. ed.

Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2002.

Brown, T. L.; lemAy, H. E.; Bursten, B. E.; Burdge, J. R. Química: a ciência central. 9. ed.

São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005.

kotz, J. C.; treicHel, P. M.; weAver, G. C. Química geral e reações químicas. 6. ed.

São Paulo: Cengage Learning, 2010.

mAHAn, B. M.; myers, J. R. Química: um curso universitário. São Paulo: Edgard Blücher, 1995.

sHriver, D. F.; Atkins, P. W. Química inorgânica. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2008.

UFSCAR. Banco de Imagens LENAQ/UFSCar. Departamento de Química. Universidade

Federal de São Carlos.

wHitten, K.W.; dAvis, R. E.; Peck, M. L. General Chemistry. 5. ed. New York: Heartcourt

College Pub., 1997.

Documents

TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS: Química · liberam energia para realizar outras transformações que, por sua vez, requerem energia. Exemplos de transformações que absorvem energia