Água Dura

É denominada de “água dura” todas as águas naturais que possuem cátions cálcio (Ca²⁺_(aq)), magnésio (Mg²⁺_(aq)) e ferro II (Fe²⁺_(aq)). Elas são chamadas assim porque o cozimento de vegetais nesse tipo de água faz com que eles endureçam.

Como acontece em muitas regiões brasileiras, os cátions cálcio e magnésio são provenientes da dissolução de rochas calcárias.

A presença desses cátions impede a ação de limpeza dos sabões. Os sabões são formados por longas cadeias carbônicas apolares e uma extremidade polar, como o exemplo abaixo:

Geralmente, eles são tensoativos porque a sua parte polar interage com a água (que também é polar) e diminui a tensão superficial dela. São também emulsificantes ou surfactantes porque a sua parte apolar interage com as gorduras, criando aglomerações delas. Formam-se micelas esféricas, que são estruturas em que a gordura fica na parte interna atraída pela cadeia apolar e as moléculas de água ficam na parte externa, atraídas pela extremidade polar.

Os ânions formados pelo sabão na água são então uma parte essencial da remoção da sujeira. O estereato de sódio é um sabão, veja o ânion que ele forma:

C₁₇H₃₅COONa_(s) → Na⁺_(aq) + C₁₇H₃₅COO^1-_(aq)

Porém, quando a água é dura, os seus cátions reagem com ânion do sabão, formando um precipitado que é insolúvel. Além de impedir a ação de limpeza, esses precipitados ainda aderem ao tecido que está sendo lavado ou à beira da pia, do tanque, da mangueira etc.

Abaixo temos a reação do cátion cálcio com o ânion do estereato de sódio:

C₁₇H₃₅COO^1-_(aq)  + Ca²⁺_(aq) → (C₁₇H₃₅ ─ COO)₂Ca_(ppt) 
 ânion do sabão      cátion                sal de cálcio         
                               cálcio                   precipitado         

Abaixo temos um exemplo da formação de um sal de cálcio no ralo de uma pia que fica em uma região em que o solo é rico em calcário:

Isso pode representar grandes prejuízos econômicos, principalmente para indústrias, em que tubulações podem entupir, e equipamentos, como as caldeiras, podem estragar.

É possível perceber se a água da torneira de nossa casa é dura se, ao usar o sabão, você não conseguir formar espuma. Os detergentes sintéticos são imunes a esse tipo de inconveniente.  

É possível eliminar essa dureza da água por meio de técnicas físicas e químicas. Se os sais que estiverem dissolvidos na água forem bicarbonatos de cálcio, magnésio ou ferro, apenas métodos físicos já são suficientes, tais como uma destilação. Agora se ânions desses sais não forem bicarbonatos, mas sim sulfatos, nitratos ou cloretos, aí será necessário aplicar processos químicos.

Apesar de todo problema e prejuízo que a água dura pode causar, ela possui seu lado positivo, pois constitui uma fonte de cálcio para os dentes e ossos, e estudos indicam que elas possuem vantagens terapêuticas, como a redução da adsorção de gordura e a prevenção de doenças cardíacas.

Como a combustão?

Combustão ou queima é uma reação química exotérmica entre uma substância (o combustível) e um gás (o comburente), geralmente o oxigênio, para liberar calor. Em uma combustão completa, um combustível reage com um comburente, e como resultado se obtém compostos resultantes da união de ambos, além de energia, sendo que alguns desses compostos são os principais agentes causadores do efeito estufa. De uma forma geral:

CxHy + (x+y/4)O2 → xCO2 + (y/2)H2O

Exemplos:

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O + calor

CH2S + 6 F2 → CF4 + 2 HF + SF6 + calor

Carvão e Diamante, o que os difere?

Carvão e diamante são substâncias que têm a mesma composição, mas valores extremamente diferentes. Imagine só fazer joias usando carvão ou acender uma lareira colocando diamantes para queimar, não seria absurdo?

Na verdade, a semelhança entre diamante e carvão limita-se apenas ao fato de que o carvão é um mineral rico em carbono e os diamantes também são feitos de carbono. 
E por que o diamante possui valor tão alto, ao contrário do carvão, que é simplesmente queimado?Vejamos as diferenças no processo de formação:

Os diamantes são obtidos sob altíssimas pressões a partir do magma presente no interior da Terra (bem abaixo da crosta). Foram necessários vários séculos para que camadas de magma fossem sendo depositadas umas sobre as outras, acarretando em forte pressão. O magma foi sendo comprimido até se petrificar. O resultado você já sabe, diamantes belos, duráveis e muito valiosos.

Já o carvão surge de um processo bem mais simplificado e acessível, ele é obtido a partir da decomposição de folhas, vegetação e árvores. O local escolhido é embaixo da terra, onde as temperaturas se elevam em relativa pressão. O carvão é formado a partir das mudanças físicas e químicas propícias a essas condições, num tempo bem inferior ao que origina o diamante.

Portanto, não seria possível ambas substâncias possuírem o mesmo valor comercial, uma vez que o tempo de formação se difere nos dois processos.

Por que o milho de pipoca estoura?

O milho é um alimento muito duro e dentro dele está retido pequenas bolhas de ar. Quando o milho esquenta, o ar retido tenta expandir-se, aumentando mais de 20 vezes o seu volume. As moléculas do ar movimentam-se com rapidez e pressionam cada vez mais fortemente as paredes resistentes das pequenas bolhas, até que elas se rompem e os grãos de milho explodem em pipocas leves e macias.

Por que a cebola provoca lágrimas?

                                                                                                         Uma cebola antes de ser cortada é inofensiva (quando esta na prateleira do mercado, por exemplo), isto é, não emite nenhum composto irritante aos nossos olhos. Isso ocorre porque as enzimas que ativam o sabor e biogênese do fator lacrimejante são guardadas em vacúolos no citoplasma. Quando cortamos a cebola, rompem-se os vacúolos liberando as enzimas que promovem a formação dos compostos sulfurados.

Aquele cheiro que aparece após o corte, no refogado com a “transformação espontânea” do ácido propenilsulfênico em tiossulfinato, este sim o responsável pelo cheiro característico da cebola.
Mas quem faz a gente lacrimejar é outro composto. O ácido propenilsulfênico, dizia-se, também se transforma espontaneamente em syn-propanotial-S-óxido, tais substâncias, ao entrarem em contato com os olhos, provocam irritações nas células nervosas do globo ocular causando a sensação de ardência. As glândulas lacrimais são ativadas e libertam lágrimas que lavam os olhos e removem as substâncias irritantes.
Há cebola que possuem menos ácidos e outra que possuem mais, por isso que em algumas vezes não choramos ao cortá-las, é uma questão particular de cada uma, mas normalmente e na maioria das vezes elas possuem muito, esta nas propriedades químicas da cebola.

Por que alguns líquidos são vendidos por massa e outros por volume?

Não sei se você, amigo leitor, já reparou ou até mesmo se perguntou, por que têm produtos que são vendidos por massa, como o creme dental; e outros são vendidos por volume, como o óleo de cozinha!? A razão para isto é bastante simples decompreender, e ela está ligada diretamente a densidade desses produtos. Então, vamos relembrar o que é densidade: Densidade é o quociente da massa pelo volume do material a uma dada temperatura. Ela pode ser representada matematicamente comod = m/v. Agora, vamos à explicação para a pergunta acima.

Por exemplo, o clorofórmio (d = 1,4 g/cm³) é vendido, em lojas de produtos químicos, por massa; já o éter comum (d = 0,8 g/cm³) é vendido por volume.

Se ambos são líquidos, por que um é comprado por massa e o outro por volume?

Sendo a densidade da água igual a 1,0 g/cm³, isso significa que a cada 1,0 g de água ocupa um volume de 1,0 cm, ou cada 1,0 Kg de água ocupa um volume de 1,0 litro. Utilizando esse raciocínio, cada litro de clorofórmio possui uma massa de 1,4 Kg; já 1,0 litro de éter possui uma massa de 0,8 Kg. Líquidos mas densos que a água costumam ser vendidos por volume.

Abrindo um parêntese para falar um pouco sobre o clorofórmio e o éter:

O clorofórmio, conhecido também por triclorometano, é um líquido incolor e volátil que produz efeito anestésico, por ser muito volátil absorve calor da pele. O que ocorre é que com a temperatura reduzida, os nervos sensitivos não exercem suas funções e a sensação de dor também é diminuída. O que fez com que os médicos o abandonassem como anestésico em cirurgias e partos foi a comprovação de que esta droga poderia ocasionar morte súbita por depressão circulatória. Ele é utilizado como: Lavagens a seco para remoção de manchas; Condutor de calor em extintores de incêndio; Produção de corantes e pesticidas;  Constituinte de alguns cosméticos e medicamentos e Agente fumigante (produto químico gasoso usado como desinfetante ou exterminante de pragas) na armazenagem de cereais.

 Éter  é todo composto orgânico onde a cadeia carbônica apresenta – O – entre dois carbonos. O oxigênio deve estar ligado diretamente a dois radicais orgânicos. O éter mais conhecido é o éter comum, ou etóxietano ou ainda éter dietílico. Ele é encontrado em farmácia e hospitais. É um líquido muito volátil, com ponto de ebulição em torno de 35°C, muito inflamável, incolor e com odor característico. Pode ser utilizado como solvente de graxas, óleos, resinas e tintas. Passou a ser usado, como anestésico por inalação, em 1842. Provocava grande mal estar nos pacientes após a anestesia e foi então substituído por outros anestésicos.

COMO FUNCIONAM AS LATINHAS QUE RESFRIAM EM APENAS SEGUNDOS?

s chamadas latinhas inteligentes criadas na Coreia do Sul são um tipo de aplicação muito interessante dos fenômenos físico-químicos de trocas de calor. Estas latas se aquecem ou se resfriam.
As latinhas inteligentes usadas para refrigerantes e cerveja gelam o produto em 15 segundos, sem precisar de geladeira.
Dentro da lata há uma serpentina cheia de gás carbônico sobre alta pressão. Ao abrir a lata, o gás é liberado, acarretando um rápido resfriamento, que gela a bebida contida na lata.
Existem também os recipientes que aquecem seu conteúdo. É usado em sopas, leite e café.
Esta ideia foi muito utilizada durante a Segunda Guerra Mundial, para fornecer comida quente aos soldados nos campos de batalha.
Para o aquecimento, são usadas várias reações que liberam calor (exotérmicas), como:

CaO  +  H2O  →   Ca(OH)2

2 Al  +  Fe2O3   →   Al2O3   +   2 Fe