A espectrofotometria é
uma técnica que mede a quantidade de luz absorvida por uma amostra em função do
comprimento de onda, sendo estes correspondentes a região do visível e
ultravioleta. É baseada no fato de que cada espécie molecular é capaz de
absorver suas próprias frequências características de radiação.
Para esses princípios
temos uma lei de absorção, chamada de Lei de Beer. Esta lei nos diz que a
intensidade de absorção de uma amostra depende da concentração das moléculas
absorventes e da extensão do caminho sobre o qual ocorre a absorção.
Denominamos P0 a energia incidente sobre a amostra e P a energia
remanescente. A transmitância (T) é a razão de P sobre P0, ou seja,
a fração da radiação incidente transmitida pela solução. Normalmente
expressamos a transmitância como absorbância (A). A absorbância é –log de T.
Sabendo-se a absorbância, o caminho óptico (b) e a absortividade molar (ε),
pode-se determinar a concentração de uma substância através da equação da lei
de Beer2:
A=
εbc = log (P0/P)
Os espectrofotômetros são
instrumentos capazes de medir absorbâncias em função do comprimento de onda. O
registro dos dados é chamado de espectro de absorção. Normalmente esses
instrumentos contem cinco componentes principais: fontes de radiação, monocromador,
recipientes para conter as soluções, detectores e indicadores de sinal.
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As forças de coesão são responsáveis por manter moléculas e átomos de um mesmo material unidos, já a força de adesão é a atração que as partículas de um material exercem sobre partículas de outros materiais. Um líquido molha devido às forças de adesão presentes nele, ao entrar em contato com uma superfície essas forças fazem com que a superfície fique molhada. Mas se a força de coesão for maior do que a de adesão ocorrerá exatamente o contrário: a superfície não irá se molhar. É exatamente isso que acontece com o mercúrio que corre dentro dos termômetros, a atração entre as moléculas de mercúrio (coesão) não permite que se espalhem sobre determinadas superfícies, como a do vidro e das folhas de papel. Demonstração: os átomos de mercúrio ao entrarem em contato com uma superfície de vidro, não são atraídos pelas moléculas de SiOH (hidróxido de silício presente no vidro), preferem se ligar entre si, ou seja, a força de coesão é maior do que a de atração. O mesmo não acontece quando moléculas de água entram em contato com superfícies de vidro, pelo contrário, elas se desfazem estabelecendo ligações O-H com as moléculas de SiOH, por isso então é que a água molha o vidro. Por outro lado, se uma bolinha de mercúrio for depositada sobre uma superfície de ouro, ela se desfaz, espalhando-se. O que nos leva a uma conclusão sobre a pergunta inicial: existe líquido que não molha? Existe sim, mas depende da composição química do líquido como também da superfície onde ele é depositado. O que determina é a disputa entre as forças de coesão e as forças de adesão.
O experimento citado é apresentado na animação à seguir:
Na animação é apresentado o experimento feito pelo químico neozelandês, Ernest Rutherford, em 1904.
Em seu experimento, Rutherford colocou uma substância que emite partículas alfa – por exemplo, o rádio
ou o polônio – no interior de um bloco de chumbo (azul, na animação) fazendo-as colidir com uma fina lâmina de ouro (placa amarela). O bloco de chumbo impede
que a radiação se espalhe por outras direções.
A lâmina de sulfeto de zinco (anteparo verde) emite luminosidade quando é atingida pelas partículas após emissão, facilitando a identificação de pontos.
Com esse experimento, ele verificou que:
• a maioria das partículas alfa atravessava a lâmina de ouro;
• algumas dessas partículas, ao atravessar a lâmina, eram desviadas;
• uma pequena parte das partículas alfa não ultrapassava a lâmina e retornava, como se elas se
chocassem com algo muito denso.
Também foi possível concluir que o átomo não é uma esfera maciça e que ele possui núcleo carregado positivamente.
Referências
PINTO, Carlos Eduardo. O experimento de Rutherford. Editora do Brasil. Disponível em: <http://www.qrce.com.br/portal_educacional/fundamental2/projeto_apoema/pdf/textos_complementares/ciencias/9_ano/pac9_texto_complementar_O_experimento_de_Rutherford.pdf>. Acesso em: 27 de junho de 2017.
Alguns dias atrás fizemos um podcast falando sobre o luminol, uma substância utilizada para detectar sangue em cenas de crimes. Seguindo o tema Química Forense, vamos abordar aqui outra substância muito usada na técnica de detecção de impressões digitais.
É bem simples a técnica. Ela se baseia em aquecer levemente, em um recipiente fechado alguns cristais de iodo e o material a ser examinado. Rapidamente, se forma uma névoa violácea de iodo na fase de vapor. O vapor interage com a impressão digital, por meio de uma absorção física, formando a imagem da impressão digital presente no material analisado, possibilitando o uso de outras técnicas para isolar e identificar a impressão.
O vapor de iodo entra em contato com os compostos gordurosos do suor, fazendo assim sua revelação.
Esta técnica sé pode ser utilizada para impressões recentes, visto que os
compostos gordurosos desintegram-se rapidamente
e o vapor de iodo por ser volátil, irá desprender-se,
fazendo a impressão digital invisível novamente.
Para isso, o iodo, quando aquecido, sublima-se, gerando os vapores, que termina por sua vez, aderindo aos compostos gordurosos contidos na impressão digital.
O vídeo abaixo mostra melhor a experiência:
Referências
FARIAS, Robson Fernandes de. Introdução á Química
Forense. 1.ed. Campinas, SP: Editora Átomo, 2007. 100p.
Olá, pessoal! Navegando pela internet você se depara com um certo gif que mostra o seguinte:
Ok, mas que bruxaria é essa? Esse pó azul é uma areia hidrofóbica. Areia hidrofóbica não é algo novo. Mas ver os efeitos dela em contato com a água é sempre impressionante. Você viu ela ir de areia para meleca metálica em instantes assim que chega na base do recipiente. O efeito é reversível e não menos impressionante: a meleca prateada voltando ao pó quando retirada da água. A água é muitas vezes chamada de solvente universal, pois ela tem a capacidade de dissolver grande parte das substâncias ao nosso redor. As soluções químicas usadas em laboratório, por exemplo, são em sua maioria formadas pela dissolução de sais, ácidos e bases dissolvidos em água.
No entanto, em nosso cotidiano, existem algumas substâncias hidrófugas, que são aquelas que repelem a água e não se solubilizam nela, permanecendo intactas, sem se molhar. Uma substância hidrófuga bem conhecida é o óleo. Isso ocorre porque não há interação entre as moléculas de água e as moléculas dessas substâncias.
Esses produtos são usados no mercado para diversas finalidades, por exemplo, existe o aditivo impermeabilizante, que tem o aspecto de areia, usado para fazer caixas d'água, piscinas e alguns tratamentos para impermeabilizar paredes. Além disso, existem também repelentes de água ou impermeabilizantes líquidos que são vendidos principalmente para para-brisas de automóveis e na forma de spray hidrorrepelente que serve para se passar em barracas, sofás etc.
Essa areia foi inventada inicialmente com a finalidade de conter derramamentos de petróleo, para envolvê-lo e forçá-lo a afundar para depois ser recolhido junto à areia sem se misturar com a água. Entretanto, visto que a sua produção tem um custo elevado, essa finalidade está sendo abandonada e hoje a areia que não se molha é comercializada como um brinquedo, que é conhecido como “areia mágica”.
Quando se adiciona a areia na água, formam-se filetes em que toda a água ao seu redor é repelida, formando um duto de alta pressão em torno deles, por isso, a areia vai para o fundo do recipiente com água. O ar também vai para o fundo, por essa razão, a areia, ao ser misturada, sobe, pois o ar que é menos denso sobe e leva consigo algumas partes da areia.
No caso das areias mágicas comercializadas como brinquedo, elas são impermeabilizadas com vapores de reagentes que contêm silício, cloro e grupos de hidrocarbonetos, um exemplo é o trimetilsilanol ((CH3)3SiOH). Os grupos Si-OH não interagem bem com a água. Já o repelente líquido é formado por uma solução de polímero de silicone dissolvido em álcool propílico, sendo que o álcool evapora e sobra um filme de silicone sobre o vidro. Eles não se atraem porque as interações entre as moléculas de água são muito mais fortes que as interações entre uma molécula de água e o polímero de silicone.
Abaixo segue um vídeo com um pouco mais detalhes sobre a areia mágica.
