quinta-feira, 14 de agosto de 2014

A química e suas cores

Fogos de artifícios


 É muito comum nos fins de ano, as pessoas passarem a virada do ano, vendo o show de fogos de artifícios, seja ao vivo (nos locais mais badalados nessa época do ano), seja pela TV. Quem não fica deslumbrado pela explosão de cores e formas que tomam conta do céu durante o espetáculo?


 Shows de fogos de artifícios são verdadeiramente lindos, mas causam um barulho realmente gigantesco. Isso se dá pela grande quantidade de pólvora existente.
  O componente essencial do fogo de artifício é a "concha", que é normalmente um tubo de papel cheio de pólvora negra, que é composta de uma mistura de salitre (nitrato de potássio), enxofre e carvão; junto de pequenos globos de material explosivo chamado "estrelas".
  

Cada uma dessas estrelas, são constituídas de 4 ingredientes químicos:
  • Um material combustível;
  • Um agente oxidante;
  • Um composto metálico (responsável pela cor);
  • Um aglutinante (responsável por manter esses compostos unidos).
 Todas as características observadas nos fogos de artifício (como:  luz, cor e som), resultam destes compostos químicos.



Por que os fogos de artifícios são coloridos?

As cores que são produzidas pelos fogos em seus espetáculos, são possíveis a partir de dois fenômenos: a incandescência e a luminescência 
  • Incandescência é o fenômeno, que ocorre quando um material é aquecido, à determinada temperatura e começa a produzir luz;
  • Luminescência é a luz produzida a partir da emissão de energia, na forma de luz, por um elétron excitado, que volta para o nível de energia menos energético de um átomo.

A luminescência, pode ser explicado da seguinte maneira:
  1. Um átomo, de um certo elemento químico qualquer, possui elétrons em suas camadas (níveis) de energia. Ao receber energia, os elétrons ficam excitados, ou seja realizam o que chamamos de salto quântico, são promovidos a níveis de energia mais elevados. Essa energia absorvida é sempre em quantidades precisas;
  2. Quando o átomo se excita e vai de um nível de energia menor para um maior, o elétron fica instável  e tende a voltar ao nível anterior, buscando estabilidade. Quando ocorre essa passagem, do nível mais energético para o menos, ocorre também a liberação da energia que foi absorvida, em forma de luz (fóton). Isso é explicado por meio do modelo atômico de Rutherford-Bohr.
Como cada elemento químico possui órbitas com níveis de energia com valores diferentes, cada fóton de energia emitido será diferente para cada um. Sendo assim cada elemento químico emitirá uma cor característica.
Observe a tabela abaixo:






      Referências





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Qual o elemento químico mais raro do universo?

Ástato

   O ástato (também conhecido como astatínio) é um elemento químico de símbolo At e de número atômico igual a 85 (85 prótons e 85 elétrons), com massa atômica de aproximadamente 210 u.m.a(unidade de massa atômica).
É encontrado no grupo 17 ou VIIA da classificação periódica dos elementos. À temperatura ambiente, o ástato encontra-se no estado sólido. Há atualmente cerca de 31 gramas de ástato na Terra, sendo assim o elemento mais raro do Universo.


Características


Este elemento é altamente radioativo e comporta-se quimicamente como os demais halogênios, especialmente como o iodo, sendo apenas um pouco mais metálico que ele.

É o elemento mais pesado entre todos os halogênios, e apresenta cinco estados de oxidação: +7. +5, +3, +1 e -1. Forma compostos com outros halogênios, tais como, AtCl e AtI.

Existem traços de ástato nos minerais de urânio e tório, pois pertence a série radioativa desses elementos. Tudo o que se conhece sobre o ástato é através de seus isótopos artificiais, todos radioativos e com meia-vida muito curta. Por isso é muitas vezes considerado um elemento artificial. 

Referências                                                                               

quarta-feira, 13 de agosto de 2014

Modelos atômicos

Teoria Atômica da Matéria

  • ·    Os primeiros a postular que a matéria é constituída de elementos indivisíveis, foram os gregos antigos;
  • ·     Mais tarde, os cientistas puderam constatar que o átomo é constituído de entidades carregadas.



O modelo atômico de Dalton
John Dalton (1766-1844)


  •  A matéria é composta de pequenas partículas, chamadas de átomos;
  •  Todos os átomos de um mesmo elemento químico são idênticos em massa e propriedades químicas;
  •   Átomos de diferentes elementos apresentam massa e propriedades químicas diferentes;
  •  Durante uma reação química, os átomos não são criados e nem destruídos, mas simplesmente rearranjados;
  •  Os compostos químicos são formados pela combinação de átomos de elementos diferentes em proporções fixas;
  •   Os átomos sempre combinam entre si em múltiplos inteiros uns dos outros: 1:1; 1:2; 2:3 ou 1:3.

                                             Figura: Modelo atômico de Dalton





Modelo do pudim de ameixas
J. J. Thomson (1856-1940)]



Pesquisando sobre raios catódicos e baseando-se em alguns experimentos, J.J. Thomson propôs um novo modelo atômico. 

  • ·     Segundo ele, como a tendência da matéria é ficar neutra, o número de cargas positivas teria que ser igual ao número de cargas negativas;
  • ·           No século XIX, experiências foram realizadas, juntamente com o átomo proposto por Thomson, o que possibilitou a descoberta do próton e do elétron;
  • ·    Para Thomson o átomo seria um aglomerado, composto de uma parte de partículas positivas pesadas (prótons) e de partículas negativas (elétrons), que são mais leves. Esse modelo foi apelidado como pudim de ameixas.


Figura: Modelo atômico de Thomson




O modelo atômico de Rutherford


Em 1911, Ernest Rutherford, enquanto estudava a trajetória de partículas a (partículas positivas) emitidas pelo elemento radioativo polônio, resolveu bombardear uma fina lâmina de ouro. Ele observou que:
  • ·        A maioria das partículas a, atravessavam a lâmina de ouro, sem haver desvio em sua trajetória ( logo, se entende que há uma grande região vazia, pela qual as partículas conseguiram passar, denominou-se eletrosfera);
  • ·        Algumas partículas sofriam desvio em sua trajetória: haveria uma repulsão das cargas positivas (partículas a),com uma região também positiva (núcleo);
  • ·      Um número pequeno de partículas batiam na lâmina e voltavam, portanto, ele concluiu que a região central é pequena e densa, sendo composta por prótons.



Figura: Modelo atômico de Rutherford




Modelo Atômico Rutherford-Bohr

O modelo proposto por Rutherford foi aperfeiçoado por Bohr, pois possuía alguns erros.
 Então em 1913, o cientista Niels Bohr se baseou também na teoria quântica da energia de Max Planck e nos espectros de linhas dos elementos para criar os seguintes princípios fundamentais:
  • ·     Na eletrosfera, os elétrons não se movem aleatoriamente ao redor do núcleo, mas sim em órbitas circulares, chamadas de camadas ou níveis de energia;
  • ·       Cada camada ocupada por um elétron possui um valor determinado de energia (estado estacionário), quanto mais próximo do núcleo, menor a energia do elétron, e vice-versa;
  • ·        Os níveis de energia são quantizados, ou seja, os elétrons só podem ocupar os níveis que tenham uma determinada quantidade de energia, não sendo possível ocupar estados intermediários;
  • ·       Ao saltar de um nível(ou camada), que tenha menor energia  para outro nível de maior energia, os elétrons absorvem uma quantidade definida de energia (quantum de energia). Quando isso ocorre dizemos que o elétron realizou um salto quântico e atingiu um estado excitado. Esse estado é instável;
  • ·       Ao retornar ao nível mais interno, o elétron emite um quantum de energia (igual ao absorvido em intensidade), na forma de luz de cor definida ou outra radiação eletromagnética (fóton).
  • ·      Os níveis de energia para os átomos dos elementos conhecidos são no máximo 7 e são representados pelas letras K, L, M, N, O, P, e Q.



 Crédito da imagem: Antonio Abrignani e Shutterstock.com.






Referências:

http://www.mundoeducacao.com/quimica/modelo-atomico-rutherford-bohr.htm

terça-feira, 12 de agosto de 2014

O que você sempre quis saber sobre o Tungstênio.



            

       
          A princípio esse nome pode soar estranho aos nossos ouvidos, entretanto, o tungstênio está mais presente em nosso cotidiano do que imaginamos, sendo o 18° elemento mais abundante da crosta terrestre.
        Conhecido por ser utilizado na fabricação do filamento de lâmpadas incandescentes, em telefones celulares, canetas esferográficas, peças aeroespaciais, armamentos, na indústria eletrônica, entre outros, o metal, também conhecido como Wolfrâmio, possui como principal característica a capacidade de resistir a altas temperaturas.
       O Tungstênio, que pertence ao grupo 6 da Tabela Periódica, é um metal de transição externo, muito resistente a corrosão. Quando exposto ao ar sofre oxidação, entretanto, por formar óxido (que protege o restante do metal) é considerado muito resistente a corrosão. Assim como, só é atacado ligeiramente por ácidos minerais diluídos. 
      É sólido, apresenta coloração cinza-aço. Seu ponto de fusão (3422°C), é um dos mais altos entre todos os metais da Tabela Periódica, perdendo apenas para o carbono. Seu símbolo químico é W.
Seu ponto de ebulição é de (5657°C). É extremamente rígido (podendo ser utilizado em ferramentas de corte nas formas de WC e W2C- carboneto de Tungstênio). Seu número atômico é 74 e sua massa atômica 183,84.


Algumas curiosidades :



  •     A primeira lâmpada incandescente de tungstênio, foi criada na Hungria em 1904. Surgiu a partir da necessidade de substituir a lâmpada com filamento de carbono, criada por Thomas Edison, que durava algumas horas. Surge então na Europa, as lâmpadas de ósmio, estas eram muito caras, e as lâmpadas de tântalo, cujo os filamentos eram frágeis. Entretanto foi nos Estados Unidos que houve o aperfeiçoamento nos processos de purificação e fabricação de filamentos de tungstênio, criando assim a lâmpada incandescente que conhecemos atualmente.

  •    Na Segunda Guerra Mundial, o Tungstênio adquiriu papel fundamental na indústria bélica.Sua resistência a altas temperaturas e capacidade de aumentar resistência de ligas metálicas o tornou a principal matéria prima para a fabricação de armas.