Aplicações Industriais dos Carboidratos

                                                                                       Bolsista: Valdirene Sodré

Os carboidratos são a classe de compostos orgânicos que está presente no nosso cotidiano, além de estar em quase todo tipo de alimento, também está nos tecidos, nos combustíveis, nos medicamentos etc. Na nossa matéria de hoje estaremos falando da aplicação industrial de alguns desses carboidratos. Primeiro vamos conhecer um pouco de sobre eles (quimicamente falando). Os carboidratos também são conhecidos como glicídios ou açucares, são moléculas orgânicas que contem oxigênio, carbono e hidrogênio, tem como formula geral (CH2O)n.

Eles são divididos em três classes de acordo com o número de ligações. Os monossacarídeo são os carboidratos simples de cadeia linear, os mais conhecidos são a glicose e frutose que são os açucares presente nas maioria das frutas como a uva, maça, laranja etc. Os oligossacarídeo são a união de dois a dez monossacarídeo é encontrado principalmente na cana de açúcar e na beterraba e por fim os polissacarídeos formados por mais de dez monossacarídeos é o caso da celulose, do amido etc.

Figura 1: Estrutura de algumas substâncias

Fonte:http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/carboidratos-ou-glicidios.htm.

Agora iremos falar de sua aplicação na indústria o mais conhecido é a sacarose que é um oligossacarídeo esse composto de têm formula molecular (C12H22O11). A indústria produz vários tipos de açucares dependendo do refino que é submetido: melado preto, açúcar marrom, açúcar comum, açúcar de confeiteiro, melaço, açúcar mascavo, etc.

Outra aplicação importante é a produção de combustível o etanol, que impulsiona a economia de pais, o estado de Goiás está no ranking dos maiores produtores de cana de açúcar, o esquema da figura 2 mostra o processo químico da produção de etanol.

Figura 2: Esquema de produção de etanol

Fonte: https://pt.slideshare.net/renato_akira_okita/apresentao-trabalho-de-etanol-presentation.

Outro carboidrato muito conhecido por nós é o amido, ele é encontra dos vegetais: em cereais (batata, arroz, trigo etc.). O amido é composto por dois polímeros de glicose a amilase (20 % a 30 %) e a amilopectina (70% a 80%) que pode ser evidenciados após solubilização e separação de grânulos, ele está na fabricação de farinha de trigo que muito utilizado na panificação, amido de milho (Maisena).

Figura 3: amilase e amilopectina formadoras do amido

Fonte: http://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/producao-plastico-biodegradavel-amido-batata.htm

A frutose (açúcar das frutas) tem um papel considerável na produção alimentícia, por se trata de um produto maior concentração de açúcar, ou seja mais doce, 100 gramas de frutose equivalem 173 gramas de açúcar comum. Pela razão de menor custo a indústria produz o xarope de milho na fábrica de refrigerante, suco de frutas, frutas em conserva etc.

Até a próxima!

Referencias

JUNIOR, Wilmo EF. Carboidratos: estrutura, propriedades e funções. Conceitos Científicos em Destaque, n. 29, 2008.

LEAL, Régis Casimiro; NETO, José Machado Moita. Amido: Entre a ciência e a cultura. Química Nova na Escola, v. 35, n. 2, p. 75-78, 2013.

TENSOATIVOS: UM ANTIGO CONHECIDO

                                                                                         Bolsista: Valdirene Sodré

Faz parte de nosso cotidiano lavar louças após as refeições diárias, assim como também utilizarmos sabão em pó ou em barra para lavarmos nossas roupas, quando vamos tomar nossos banhos sempre utilizamos xampus para lavarmos nossos cabelos. Mas você já se perguntou o eles têm em comum?

Figura 1: Pessoa usando o sabão

Todos esses produtos são tensoativos. E hoje vamos falar desse produto essencial para nossa higiene e saúde. Historicamente eles estão a muito tempo em nossas vidas deste 1550 a.C já eram produzidos pelos orientais e gregos, no Brasil a sua produção se deu por volta de 1860. Há um conjunto amplo de seus derivados como os detergentes, xampus, emulsificadores, os umectantes e os agentes penetrantes.

Figura 2: Produtos à base de tensoativos

Fonte: http://brasilescola.uol.com.br/quimica/acidos-sulfonicos.htm

Eles possuem a capacidade de reduzir a tensão superficial (uma camada superficial dos líquidos que se comporta como uma membrana elástica). Devido suas interações intermoleculares os tensoativos apresentam afinidade por óleos, gorduras e superfícies das soluções liquidas, sólidos ou gases, mas também pela água, isso devido ter em suas estruturas uma parte polar, solúvel em água (hidrofílica) e outra apolar, insolúvel em água (hidrofóbica) sendo assim pertence aos dois meios.

Figura 3: molécula do sabão

Fonte:http://qsustentavel.blogspot.com.br/2013/05/lavando-louca-de-forma-sustentavel.html

Assim quando lavamos algo com gordura, formam as micelas (figura 4) gotículas microscópicas de gordura envolvidas por moléculas de sabão, orientadas com a cadeia apolar direcionada para dentro (interagindo com o óleo) e a extremidade polar para fora (interagindo com a água).

Figura 4: Micela de sabão envolvendo a gordura

Fonte: http://escolakids.uol.com.br/como-o-sabao-funciona.htm

A parte hidrofóbica possui uma cadeia de hidrocarbonetos com 8 a 18 átomos de carbono. A parte hidrofílica dos tensoativos são divididos em catiônicos, aniônicos, não aniônicos e anfóteros. Os aniônicos é a parte carregada negativamente (ânions) possuem um ou mais grupos funcionais e ao se ionizarem formam íons carregados negativamente, são mais utilizados na indústria para fazer sabão, sabonete e xampu.

Os catiônicos são o contrário liberam íons positivos, possuem uma maior capacidade de aderência a superfícies sólidas e tem propriedades lubrificantes e amaciantes. Os anfóteros são caracterizados por apresentarem, na mesma molécula grupamento positivo e negativo é muito aplicado na produção de xampus e cosméticos. Tensoativos não iônicos são caracterizados por possuírem grupos hidrofílicos sem carga ligados a cadeia graxa é empregado na produção de sabão em pó.

O contato prolongado com esses tipos de produtos pode fazer mal a saúde, por se trata de substancias alcalinas que podem irritar a pele e até causa inflamações serias na pele. Como o descarte dessas substancias são nos rios há a preocupação com a poluição do meio ambiente, hoje as industrias utilizam os produtos biodegradáveis que são faz mal a natureza.

                                                                                                   Até a próxima!

Referências

Daltin, D. Tensoativos: química, propriedades e aplicações. São Paulo.Blucher, 2011.

NETO,O.G.Z; PINO,J.C.D. Trabalhando a química dos sabões e detergentes. Rio Grade do Sul. Pró-Reitória de Extensão da Universidade do Rio Grande do Sul.

SOLUBILIDADE DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS

      

                                                                                                 Bolsista: Valdirene Sodré

Olá, leitores do Quipibid!

Vocês sabem por que a mancha de graxa pode ser removida com gasolina, mas não com água?

Figura 1: Mãos sujas de graxa

Fonte: http://umaquimicairresistivel.blogspot.com.br/2011/04/oleo-e-agua-nao-ha-conversa-possivel.html.

A graxa é um nome genérico e popular dado aos lubrificantes pastosos conhecidos como lubrificante pastoso composto (semiplásticos) ou de alta viscosidade. Estes produtos possuem como propriedade a redução de atrito e desgaste mecânicos.

A Gasolina, cuja fórmula é C₈H₁₈, trata-se de um combustível de origem fóssil, constituído a partir de hidrocarbonetos, compostos orgânicos resultantes da ligação entre carbono e hidrogênio. Como a gasolina e a graxa são substâncias apolares aplica-se a regra da solubilidade, onde “semelhante dissolve semelhante”. Como a água é uma sustância polar, portanto não tem essa possibilidade de dissolver substâncias apolares, por isso a gasolina é capaz de limpar manchas de graxa.

A regra é a seguinte:

Figura 2: Regra de Solubilidade

Fonte: http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/solubilidade-dos-compostos-organicos.htm

Quando uma substância tem a característica de dissolver outra dizemos que essa substância possui a propriedade da solubilidade.

A possibilidade de ocorrer a dissolução aumenta quando a intensidade das forças atrativas entre as moléculas de soluto e de solvente é maior ou igual à intensidade das forças de atração entre as moléculas do próprio soluto e entre as moléculas do próprio solvente.

Outro fator importante é o tamanho da cadeia carbônica para prever a solubilidade de um composto orgânico. À medida que há um aumento da cadeia, a solubilidade diminui (Figura 3). O aumento de carbonos faz com que o caráter apolar da cadeia passe a predominar cada vez mais sobre o caráter polar da extremidade OH, e a solubilidade diminui.

Figura 3: solubilidade de alguns álcoois em água

Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAABd8wAC/forcas-intermoleculares-na-quimica-organica.

É isso pessoal, espero que eu tenha tirado algumas dúvidas de vocês. Até a próxima!

Referências

PERUZZO, M.F. Química na abordagem do cotidiano. 4° ed. São Paulo: Moderna, 2006.p. 182 a 185.

AUCÉLIO, R. Q; SOUZA L. R. T. Solubilidade. Disponível em: <http://web.ccead.pucrio.br/condigital/mvsl/Sala/Leitura/conteudos/SL_solubilidade.pdf                                                       

A QUÍMICA DOS PERFUMES

 Bolsista: Valdirene Sodré

Olá, pessoal!

Vamos conhecer a química por trás dos perfumes.

O perfume tem sua origem à aproximadamente 800 mil anos quando o homem descobriu o fogo. A fumaça exalada pela queima de madeira e folhas tinha uma fragrância adocicada, por isso durante os rituais religiosos eles dedicavam essa fumaça aos Deuses, acreditando que suas preces seriam atendidas. Com o passar do tempo perceberam que poderiam extrair essências de outras matérias-primas, como as flores, os vegetais e os animais selvagens. Os egípcios dedicaram-se a essa técnica inicialmente para uso pessoal. Foram os árabes que começaram a comercializar e aprimorar a extração dos perfumes por meio da maceração, geralmente com água, obtendo leite de rosas e água de violetas (Figura 1).

FIGURA 1: Método antigo de maceração de flores pra obtenção de essência.

Fonte: http://profvicenteneto.blogspot.com.br/2013/01/a-quimica-dos-perfumes-os-aromas.html.

O QUE É GORDURA “TRANS”?

Bolsista: Valdirene Sodré

Olá, pessoal!

Hoje iremos falar sobre uma importante reação química presente em nosso dia a dia a “Hidrogenação”. É isso mesmo! parece estranho, mas esse processo químico está muito presente nos alimentos que consumimos, como: nos biscoitos, nos sorvetes, nas batatas fritas, nos pães, em bolos, entre outros. Sabe o que tem de comum nesses alimentos?  A gordura Trans.

As gorduras Trans são um tipo específico de gordura formada pelo processo de hidrogenação. São lipídios insaturados que contêm uma ou mais ligações duplas isoladas (não conjugadas) em uma configuração trans e estão presentes principalmente nos produtos industrializados.

FIGURA 1: alimentos que a presentam gordura trans 

Fonte: http://brasil.uol.com.br/saude-na-escola/conteudo/composição-quimica-das-gorduras.htm

As gorduras são derivadas predominantemente dos ácidos graxos saturados, pertencentes ao grupo dos lipídios, e tem como componente principal os triacilgliceróis. Veja a reação química genérica de formação do triacilglicerol.

Emprego dos Compostos Clorocarbônicos – Parte II

Bolsista: Líria Amanda

Olá pessoal!

Imagine como seriam as plantações de arroz, soja, tomate e outras formas de agricultura, se não houvesse a existência dos pesticidas? Com certeza haveria uma enorme devastação nas plantações e, provavelmente, a população sofreria as consequências. Na matéria passada falamos sobre compostos clorocarbônicos na refrigeração de ambientes e na conservação dos alimentos. Hoje iremos falar sobre o uso de pesticidas feitos a partir de compostos clorocabônicos e os malefícios que trazem aos seres vivos e ao planeta.

Como citamos na matéria passada o efeito do cloro na camada de ozônio causa danos irreparáveis. Os pesticidas em que contém cloro são mais eficazes e de grande proveito para a humanidade, mas sua perduração no meio ambiente produz efeitos danosos.

Dentre os pesticidas mais eficazes e também de alto risco, encontramos a molécula do DDT (ver figura 1). Essa molécula é um derivado de 1,1-difeniletano (ver figura 2), no qual o DDT é uma abreviação do nome diclorodifeniltricloretano.

Figura 1: A estrutura da molécula 1,1-difeniletano

Fontes: Os Botões de Napoleão

Empregos dos Compostos Clorocarbônicos – Parte I

Bolsista: Líria Amanda

Olá pessoal!

Alguém já pensou como seria o mundo sem os aparelhos de refrigeração? O que aconteceria com os alimentos transportados a longa distância? E no verão, como seria ficar em uma sala de aula sem o conhecido ar-condicionado? Com certeza não seria nada fácil. Na matéria de hoje Empregos dos Compostos Clorocarbônicos – Parte I estarei abordando sobre a utilização desses compostos na refrigeração de ambientes e a conservação de alimentos.

Muitos anos antes de Cristo, as pessoas já utilizavam os métodos de refrigeração para manter os alimentos, por meio do gelo. O gelo era encontrado em lugares frios. Mas a tentativa de melhorar o sistema nunca parou e, em 1748, descobriram que o éter tinha um efeito refrigerante, mas somente cem anos depois uma máquina de éter comprimido foi utilizada como refrigerador. Anos depois o amoníaco, o cloreto de metil e dióxido de enxofre também foram empregados no processo de refrigeração, pois satisfazem as exigências técnicas de um bom refrigerante. No entanto, por apresentarem graves riscos de incêndio, serem venenosas ou terem péssimo cheiro – às vezes o conjunto disso tudo, foram substituídas.

Em 1913 começaram a ser utilizados refrigeradores nas casas, e na década de 1920 começaram a substituir a caixinha de gelo. Esse gelo era produzido em usinas industriais. Mas como anteriormente comentado, os refrigerantes utilizados apresentavam problemas e risco, estimulando o engenheiro Thomas Midgley Jr e o químico Albert Henne a analisaram compostos que provavelmente teriam pontos de ebulição na faixa estipulada. Os compostos que atendiam esses critérios eram os compostos de flúor, mas ainda possuía algumas falhas, pois o flúor é um gás altamente tóxico e corrosivo.

Polímeros e suas aplicações

Bolsista: Líria Amanda

Olá pessoal!

Quem nunca ficou curioso em saber como é formado o material das roupas, das garrafas PETs ou de outro objeto? Se você já teve essa vontade de saber as composições químicas de algum material, então hoje estarei abordando sobre polímeros e suas aplicações. Mas o que seriam os polímeros? Polímeros são macromoléculas formadas pela junção de pequenas moléculas repetidamente, dando origem a longas cadeias. Há vários tipos de cadeias: as lineares, as ramificadas e as em redes (ver na figura 1). Essas cadeias são formadas principalmente por átomos de carbono. ^{[1], [2]}

Figura 1: Cadeias lineares, ramificadas e em redes.

Fonte: Tecnologia de Manufatura.

Os polímeros foram descobertos a partir do século XX, pelo químico Staudinger, que formulou as hipóteses das macromoléculas gigantes, através do estudo da hemoglobina e da celulose.

Fenol e fenóis, suas utilizações! (Parte II)

Bolsista: Líria Amanda

Olá Pessoal!

Na matéria passada, sobre “Fenol e fenóis, suas utilizações, parte I”, falamos do fenol no tratamento de infecções e também alguns fenóis naturais encontrados nas especiarias e os fenóis artificiais, como o ácido pícrico que foi utilizado em armamentos, pelos ingleses. Hoje, iremos falar sobre o fenol na construção de objetos e sobre um fenol para sabor. Vejamos a seguir como esse composto trouxe grandes benefícios para nossa vida.

Quase na mesma época que Lister (descrito na matéria anterior) fazia experiências com ácido carboxílico, a produção de pentes, talheres, botões e caixas, peças de jogo de xadrez e chaves de piano, que eram feitas do marfim retirado do cerne de elefantes, aumentavam grandemente. Matava-se um número maior de elefantes, por causa de suas presas, o marfim estava escasso e caro. Devido à alta demanda do produto, e o jogo de bilhar se tornar popular, as reservas de marfim estavam se esgotando. Precisava de um produto artificial que poderia substituí-lo. Então foi utilizado a celuloide, um polímero baseado na celulose, tornando-se o primeiro material termoplástico.

O problema é que os polímeros por base de celulose são inflamáveis, principalmente os que são envolvidos por nitrocelulose, causando explosões. Em 1897, ocorreu um incêndio no cinema de Paris, pois a indústria cinematográfica ao fazer o filme, utilizava o polímero de celulose feito de nitrocelulose. Mas nunca aconteceu de uma bola de bilhar explodir, mesmo assim, era um risco para a segurança.

Fenol e fenóis, suas utilizações! (Parte I)

Bolsista: Líria Amanda

Olá Pessoal!

Vocês já imaginaram como seria um hospital sem esterilização? Essa abordagem e muitas outras que vamos classificar o composto fenol, e suas utilizações, através da esterilização hospitalar e dos compostos fenóis que são comuns em nosso dia-a-dia. Mas o que seria fenol? Fenol é uma molécula aromática simples, que possui um anel benzeno, sendo ligado a grupo hidroxila (OH^-) (ver na figura 1).

Figura 1: Molécula do fenol

Fonte: Os Botões de Napoleão

Antes de 1864, eram muito frequentes as mortes ocasionadas por infecções hospitalares. Quando um paciente era submetido a uma cirurgia, a probabilidade de sobrevivência era muito pequena, além dos riscos provenientes de uma cirurgia, quase sempre as feridas cirúrgicas ficavam infectadas. Então o médico Joseph Lister, acreditava que as infecções talvez não fossem provocadas pelo gás venenoso surgido dos esgotos, como antigamente prediziam. Mas poderia ser iniciado por algo invisível ao olho humano. Depois de ler um artigo sobre a teoria germinal das doenças, ficou mais convicto de suas ideias.

Curiosidades do Isopropeno

Bolsista: Líria Amanda

Olá pessoal!

Hoje estarei falando do isopropeno, um composto orgânico bem conhecido devido sua utilidade no mundo. Mas qual seria a importância do isopropeno? Esse composto químico é encontrado na borracha, antigamente utilizado pelos indígenas como bolas para a diversão da aldeia. Essas bolas quicavam mais alto do que as bolas feitas na Espanha, que eram feitas de bexigas de animais infladas. Cristóvão Colombo, ao ver essas bolas, levou um pouco desse material para Europa, mas no calor ficavam pegajosas e mal cheirosas, e no inverno ficavam duras e quebradiças.

A seiva branca pegajosa era extraída da árvore da borracha, formava um látex. O látex pode ser extraído de diversas espécies que produz a borracha, uma delas é a seringueira (veja na figura 1). Em 1735, o francês Charles-Marie ao ver os índios manuseando a borracha para fazer utensílios resolveu investigar o emprego do líquido, levando-o para a Europa. Por causa da longa viajem o líquido pereceu, ficando mal cheiroso.

Figura 1: Extração do látex da seringueira                      

Fonte: Mundo Educação

O cientista Michael Faraday, em 1826 estabeleceu a fórmula química da borracha como um múltiplo da molécula de C₅H₈. Nove anos depois, descobriram que o isopropeno podia ser destilado da borracha. Em 1844 o inventor e empresário norte americano Charles Goodyear descobriu uma nova forma de prolongar a durabilidade da borracha. Devido à variedade da utilidade do material, não era durável, pois no verão ficava pegajosa e fétida e no inverno ficava dura e quebradiça. Então Goodyear fez diversos experimentos, com várias substâncias, para tonar a borracha mais durável. Acidentalmente caiu um pouco de enxofre na borracha na chapa quente. Depois de seus prolongados experimentos, Goodyear conseguiu obter uma borracha rija, elástica e estável, no inverno e no verão, pelo processo chamado de vulcanização.

A estrutura molecular do isopropeno consiste em duas ligações duplas em átomos adjacentes. Quando ocorre a rotação entre dois átomos de carbono, todas as moléculas formadas, através da rotação, continuam formando o mesmo composto, mas com estruturas muito diferentes, uma cis e outra trans (veja na figura 2). O que poderia ser a forma cis e trans? Quando a estrutura está na forma cis, os hidrogênios estão do mesmo lado da ligação dupla. Caso o hidrogênio esteja ligado em lados opostos da ligação dupla, a forma da estrutura é trans (veja na figura 3). Agora quando ocorre a polimerização do isopropeno forma-se uma massa semelhante a borracha. A estrutura polimerizada produz ligações duplas que impede a rotação. 

Figura 2: Rotação da estrutura do isopropeno

Fonte: Os Botões de Napoleão

Talidomida, seus benefícios e malefícios

Bolsista: Líria Amanda

Olá galerinha do blog!  

Hoje estarei falando sobre a talidomida, uma substância fármaco. Vamos relatar suas funcionalidades dentro da área de orgânica, em que ela é situada.  Quem nunca ficou apreensivo ao ler uma bula depois de ter ingerido um medicamento? Como sabemos, os medicamentos, de forma geral, além de aliviar algum sintoma adverso do organismo, pode trazer alguns efeitos colaterais provocando reações contrárias muito graves.

A primeira síntese (Figura 1) da talidomida foi realizada na indústria farmacêutica alemã por Wilhem Kunz, em 1953. Na síntese da talidomida, há uma primeira etapa, que é a condensação do (R,S)-ácido glutâmico com anidrido ftálico. Depois que é obtido ftalimídico, passa para a segunda etapa, no qual há sua condensação com a amônia em temperatura elevada e, por fim, é obtida a talidomida.

Figura 1: Síntese da Talidomida

Fonte: Química Nova

A Composição do Petróleo

Bolsista: Líria Amanda da Costa Silva

Olá Pessoal!

Nesse mês irei falar sobre o petróleo, um assunto que já foi abordado por nossa colega Tatiane Ferreira mas que vale a pena reforçar. O petróleo é uma mistura de compostos orgânicos, bastante conhecido por suas diversas aplicações. Sua utilização vem desde os tempos remotos, como azeite, betume, asfalto, lama, múmia e óleo de rocha. No antigo Egito o petróleo era utilizado na iluminação noturna, na construção das pirâmides, e no embalsamento das múmias.  Nessa época o petróleo aflorava naturalmente na superfície. _[1]

Foi apenas nos séculos XIX nos EUA que o petróleo passou a ser obtido pela indústria moderna, através da perfuração do solo rochoso ou do mar, os quais eram encontrados em grandes profundidades.  O primeiro responsável por várias tentativas de perfuração foi o americano Edwin L. Drake. _[1]

O petróleo é uma mistura complexa de vários compostos orgânicos, sendo que os principais são hidrocarbonetos, constituídos por ligações de carbono e hidrogênio. Os hidrocarbonetos são divididos em cinco grupos: alcanos, alcenos, alcinos, cicloalcanos e aromáticos (Figura 1). Na composição do petróleo existe também átomos de nitrogênio, oxigênio e enxofre, além de poder conter alguns metais. _[2]

Figura 1: Hidrocarboneto aromático