segunda-feira, 29 de novembro de 2010

Galvanização: como proteger o aço...

Aula 23 do Telecurso 2000 - Química (parte 1 e 2), sobre Galvanização.

- cromeação ou cromação
- niquelação
- estanhagem
- zincagem
- metal de sacrifício (alumínio)

Para saber mais, click aqui...

Parte 1


Parte 2

Química Orgânica: diferença entre sabão e detergente; água dura...

Aula 44 do Telecurso 2000 - Química (parte 1 e 2), sobre sabão, detergente e água dura.

- diferença entre sabão e detergente
- detergentes biodegradáveis
- água dura

Para saber mais, click aqui...

Parte 1


Parte 2

Química Orgânica: Como o detergente tira a gordura

Aula 43 do Telecurso 2000 - Química (parte 1 e 2), sobre detergentes.

Para saber mais, click aqui...

Parte1


Parte 2

Óptica: A Luz e suas características

Aula 31 do Telecurso 2000 - Física (parte 1 e 2 ), sobre a Luz e suas características:

- Propagação retilínea da Luz
- Ótica Geométrica
- Reflexão e Refração

Para saber mais, click aqui...

Parte 1


Parte 2

Acústica: O Som e suas características

Aula 30 do Telecurso 2000 - Física (parte 1 e 2), sobre o Som e suas características:

- Propagação do Som
- Intensidade
- Frequência

Para saber mais click aqui...

PARTE 1


PARTE 2

Ondas (conceitos e características)

Aula 29 do Telecurso 2000 - Física (parte 1 e 2) sobre Ondas e suas características:

- Pulso, Onda Periódica
- Onda Mecânica
- Amplitude
- Frequência
- Comprimento de Onda

para saber mais click aqui

PARTE 1


PARTE 2

A viablilidade do etanol celulósico


Abrir caminho para o etanol
Em texto na revista Science, Lee Lynd e Carlos Henrique de Brito Cruz respondem a reportagem da mesma revista que questionava a viabilidade do etanol celulósico (Wikimedia)

Especiais

Abrir caminho para o etanol

29/11/2010
Agência FAPESP – “A biomassa é, de longe, a mais viável fonte sustentável de combustíveis líquidos que, por sua vez, continuarão a ser necessários por muito tempo, se não indefinidamente.” A afirmação é de uma carta publicada na edição atual da revista Science, de autoria de Lee Lynd, professor da Thayer School of Engineering do Dartmouth College, e de Carlos Henrique de Brito Cruz, diretor científico da FAPESP e professor titular da Universidade Estadual de Campinas.
O texto é uma resposta a reportagem publicada pela mesma revista em sua edição de 13 de agosto, em seção especial sobre energias alternativas. De autoria do jornalista Robert Service, a reportagem identifica fatores que contribuiriam para a eventual queda do entusiasmo nos Estados Unidos com relação ao etanol celulósico e observa que decisões políticas adotadas este ano poderão moldar a nascente indústria de biocombustíveis no país por décadas.
“O principal plano do governo dos Estados Unidos para reduzir sua dependência do petróleo com a produção comercial do etanol celulósico corre grande perigo, o que ressalta as complexas forças técnicas, econômicas e políticas que se contrapõem aos esforços globais para criar alternativas viáveis aos combustíveis fósseis”, disse Service.
Para Brito Cruz e Lynd, é importante que seja feita a distinção entre “o fundamental e o efêmero” e que as políticas tenham como base o que realmente importa, não circunstâncias momentâneas.
O primeiro ponto, segundo eles, é que combustíveis líquidos continuarão muito requisitados, mesmo em cenário de adoção em massa de alternativas como a eletricidade, por exemplo.
“As baterias são completamente impraticáveis para a aviação ou para o transporte rodoviário pesado. Mesmo no cenário mais agressivo de eletrificação de veículos leves, os combustíveis líquidos continuarão responsáveis por mais de 50% da energia empregada em transportes nos Estados Unidos”, disseram.
De acordo com os cientistas, chegar a um setor de transportes sustentável é muito mais viável com os biocombustíveis do que sem eles. E virar as costas para os biocombustíveis envolve riscos substanciais.
“O mais importante dos próximos passos na área dos biocombustíveis é a produção comercial de etanol a partir de matéria-prima celulósica. A alternativa de converter fontes de açúcares facilmente fermentáveis (principalmente a partir do milho e da cana-de-açúcar) para alimentar outras moléculas além do etanol pode permitir a manutenção da infraestrutura atual, mas contribuiria pouco para nossos maiores objetivos: criar uma fonte de energia sustentável, reduzir as emissões de gases estufa, garantir a segurança energética e promover o desenvolvimento econômico das regiões rurais”, disseram.
Segundo Lynd e Brito Cruz, o etanol muito provavelmente será o primeiro biocombustível celulósico do mundo, porque é inviável tanto comercializar novas tecnologias para converter a lignocelulose em açúcares como para converter açúcares em combustíveis.
“Desafios de infraestrutura associados com a distribuição e utilização de etanol são facilmente solucionáveis, como mostra a experiência brasileira, e decididamente menores do que os desafios associados com outras alternativas ao petróleo, como baterias ou o hidrogênio”, destacaram.
De acordo com os cientistas, a maioria dos fatores mencionados na reportagem em questão é específica para os Estados Unidos, não se aplicando para o Brasil (onde a produção de etanol é maior do que o uso de gasolina) ou o resto do mundo.
“A comunidade internacional deve tomar muito cuidado para não tomar conclusões negativas a partir dos problemas vividos pelos Estados Unidos, particularmente diante da importância do assunto em questão”, afirmaram.
A carta Make Way for Ethanol (doi: 10.1126/science.330.6008.1176-a), de Lee R. Lynd e Carlos Henrique de Brito Cruz, pode ser lida em www.sciencemag.org/content/330/6008/1176.1.full

sexta-feira, 26 de novembro de 2010

Plásticos (polímeros sintéticos)

Plástico
A origem da palavra plástico vem do grego plastikós, que significa adequado à moldagem. Plásticos são materiais formados pela união de grandes cadeias moleculares chamadas polímeros que, por sua vez, são formadas por moléculas menores denominadas monômeros.
Os plásticos são produzidos através de um processo químico conhecido como polimerização, a união química de monômeros que forma polímeros.
Os polímeros podem ser naturais ou sintéticos.
São polímeros naturais, entre outros, algodão, madeira, cabelos, chifre de boi, látex. Estes polímeros são comuns em plantas e animais.
São polímeros sintéticos os plásticos, obtidos através de reações químicas.
O tamanho e estrutura da molécula do polímero determinam as propriedades do material plástico. Os polímeros dividem-se em:

TERMOPLÁSTICOS

São plásticos que não sofrem alterações na sua estrutura química durante o aquecimento e que podem ser novamente fundidos após o resfriamento. Exemplos: prolipropileno (PP), polietileno de alta densidade (PEAD), polietileno de baixa densidade (PEBD), polietileno tereftalato (PET), poliestireno (PS), policloreto de vinila (PVC) etc.

TERMOFIXOS

São aqueles que não fundem com o reaquecimento. Exemplos: resinas fenólicas, epóxi, poliuretanos etc.

COTIDIANO

Não se pode negar a importância dos plásticos em nosso cotidiano.
O plástico é responsável por grandes avanços, e traz uma serie de benefícios indiscutíveis na sociedade moderna.
Uma industria que gera milhões de empregos e divisas para o nosso país, e que esta presente em quase todos os setores da economia.
Mas não se pode negar os problemas ambientais que as embalagens plásticas tem trazido ao mundo moderno, e nem negar a discussão ambiental em torno do tema.
A maioria dos plásticos é reciclável e a sua reciclagem representa alem de uma atividade ecologicamente correta um incremento na economia.
Aqui você encontrara muitas informações sobre este mercado, que tem crescido em muitos setores.
O mercado de reciclagem vem crescendo em alguns setores mais até do que o próprio consumo de resinas plásticas.
Fonte: www.plastivida.org.br
PLÁSTICOS
Como o plástico invadiu o mundo, nos setores da informação há alguns termos cuja significação nem sempre é bastante conhecida. Comecemos pela definição do que é plástico.
Plástico é a denominação de uma numerosa e prolífica família de materiais sintéticos formados por grandes moléculas. São materiais “amolecíveis” por calor ou solventes e, neste estado, facilmente moldáveis. Aliás, o vocábulo “plástico” indica a relativa facilidade de levar-se tais materiais ao estado plástico. Podem receber aditivos, como estabilizadores, que lhes conferem resistência a ácidos, calor e raios solares, e também pigmentos, que lhes dão as cores e tonalidades desejadas.
A expressão “resina sintética” aparece geralmente associada a plásticos. Faz supor que a resina sintética, elaborada pelos químicos nos laboratórios, é a reprodução servil de uma resina natural. No entanto, as resinas sintéticas que dão origem à maioria dos plásticos, geralmente não são produtos artificiais que copiam com exatidão a estrutura química das resinas encontradas na natureza. Ao contrário, são resinas que não existem na natureza, mas, sim, foram criadas pelo homem após observações e experiências das mais diversas.
Assim, há plásticos que tem como matéria-prima uma resina sintética proveniente, por sua vez, de outras substâncias que, combinadas, lhe deram origem. E também há plásticos que não procedem de resinas sintéticas, mas, sim, de substâncias naturais, como é o caso, por exemplo, da celulose (substância proveniente de vegetais) e da caseína (proteína encontrada no leite).

MONÔMEROS E POLÍMEROS

Na produção de resinas sintéticas entram compostos químicos, como o fenol, formaldeído, uréia, melamina, acetato de vinilo, etileno e outros, conhecidos como monômeros, isto é, são constituídos de moléculas simples. Toma-se um destes materiais monoméricos, ou uma seleção de dois ou mais deles, e faz-se com que as suas moléculas se combinem para formar moléculas maiores (macromoléculas), constituídas, portanto, de grande número de pequenas moléculas combinadas. Essa combinação de moléculas de monômeros é chamada de polimerização e as substâncias decorrentes de tal combinação são chamadas de polímeros. Portanto, polimerização – palavra muito encontrada nas publicações de nossos dias – é uma operação química em que as moléculas iguais ou os conjuntos de moléculas se ligam, formando cadeias compridas ou redes sem que sua estrutura molecular se altere. O produto destas ligações é uma nova substância com propriedades específicas, que podem ser fixadas de antemão.
Exemplifiquemos com o etileno. O etileno é um gás que se desprende da nafta, durante o processo de fracionamento, na indústria petroquímica. As moléculas do etileno se contentam com apenas seis átomos – dois de carbono e quatro de hidrogênio – o que lhes atribui um peso atômico de apenas 28. Com a polimerização, porém, as moléculas em miniatura do etileno se agigantam e se tornam macromoléculas, e o etileno, por sua vez, transforma-se em polietileno, material sólido, com um peso molecular de 60.000.
Os polímeros são a base de grande número de matérias plásticas. De uma forma geral, quanto maiores as moléculas dos polímeros, melhores as propriedades físicas dos plásticos que produzem. Citamos alguns monômeros e, dentro de parênteses, os polímeros que eles formam: fenol, formaldeído (resina de fenol formaldeído), uréia, formaldeído (resina de uréia formaldeído), acetato de vinilo (acetato de polivinilo), etileno (polietileno). Dessa forma, o polietileno é um polímero do etileno (gás extraído do petróleo). O poliestireno é um polímero extraído do estireno (por sua vez, um líquido incolor que pode vir da reação do benzeno com o etileno, na presença de um catalisador, o cloreto de alumínio). O polipropileno é um termoplástico obtido pela polimerização do gás propileno, este extraído do petróleo. Isto, quanto a matérias-primas plásticas.

AS CATEGORIAS

Quanto aos plásticos, classificam-se em duas categorias: os termoplásticos, que, sob pressão e calor, passam por uma transformação física, não sofrem mutação em sua estrutura química, e se tornam reversíveis, isto é, podem ser reaproveitados em novas moldagens; e termoestáveis ou termofixos, quando sofrem uma transformação química sob efeito de calor e pressão, tornam-se irreversíveis, não podendo ser reaproveitados. Pertencem à primeira categoria os derivados de celulose, PVC rígido e não rígido, polietileno de alta e baixa densidade, polipropileno, poliestireno, policarbonato, “nylon” e outros. E pertencem à categoria dos termoestáveis os plásticos fenólicos, uréicos, o poliéster e a melamina.
Os artigos plásticos são produzidos em máquinas de injeção (armários, assentos sanitários, gaveteiros, garrafeiras), de extrusão (chapas, laminados, tubos), de sopro (frascos, brinquedos), de compressão (também assentos, pratos, xícaras), de calandragem (chapas planas transformadas em onduladas).
Fonte: www.simplago.org.br
PLÁSTICOS

PLÁSTICOS NO BRASIL

Pesquisados desde 1930, os chamados plásticos biodegradáveis têm por característica serem destruídos por microrganismos do próprio meio, transformando-se em gás carbônico e água. No Brasil, um desses plásticos, o PHB, foi desenvolvido a partir da sacarose da cana de açúcar. Sua produção, ainda pequena, é voltada para o mercado externo de embalagens, vasos e materiais descartáveis.
Sua utilização, entretanto, na maioria das aplicações ainda não se tem mostrado viável do ponto de vista econômico. E por ser biodegradável, não consegue substituir os plásticos derivados de petróleo - mais duráveis e seguros -, em embalagens de remédios, alimentos, bebidas carbonatadas, cosméticos, defensivos agrícolas, e em uma grande série de outros produtos.
Mais recentemente, começaram a ser fabricadas no Brasil sacolas de plástico convencional que recebem um aditivo para acelerar o tempo de degradação em condições ambientais favoráveis. Pela mesma razão acima, também esse tipo de plástico não consegue substituir os plásticos convencionais na maioria de suas aplicações. E os efeitos de sua degradação no meio ambiente ainda estão sendo pesquisados.
Fonte: www.plastivida.org.br

IMPORTÂNCIA PARA A VIDA

Os plásticos têm centenas de aplicações. Impermeáveis, maleáveis, duráveis e com uma excelente relação custo/benefício, contribuem para o desenvolvimento social, econômico e científico. E protegem o meio ambiente.
Proteções de plástico auxiliam na produção, estocagem e distribuição de milhares de toneladas de alimentos. Evitam desperdícios e perdas por transporte ou por alterações do clima.
Embalagens de plástico garantem que hortifrútis, carnes, laticínios e bebidas cheguem à mesa em perfeitas condições para seu consumo.
Bolsas de sangue e de soro, catéteres, máquinas de circulação extracorpórea e embalagens para resíduos hospitalares são alguns exemplos de materiais plásticos que ajudam na cura e na prevenção de doenças. São os plásticos salvando vidas.
Impedir a contaminação dos solos, evitar erosões, canalizar esgotos, preservar a água e gerar energia são importantes contribuições dos plásticos à preservação do meio ambiente.
Com plástico reciclado fabrica-se uma infinidade de produtos como vestuário, componentes automotivos, conduítes, carpetes, bolsas, artigos de comunicação visual, solados, páletes e móveis, entre vários outros.
A cadeia produtiva dos plásticos contribui decisivamente para o Desenvolvimento Sustentável, ajudando na conservação dos recursos naturais, melhorando a qualidade de vida das pessoas e contribuindo para o crescimento econômico.
Custos competitivos, facilidade de instalação e baixa manutenção tornam os plásticos perfeitamente adequados para o atendimento das necessidades básicas: habitação, saneamento, suprimento de água e saúde.
Fonte: www.plastivida.org.br
PLÁSTICOS

MATÉRIA PRIMA

Plásticos
Matéria-primaA matéria-prima dos plásticos é o petróleo, formado por uma complexa mistura de compostos. Pelo fato de estes compostos possuírem diferentes temperaturas de ebulição, é possível separá-los através de um processo conhecido como destilação ou craqueamento.
A fração nafta resultante do craqueamento é fornecida para as centrais petroquímicas, onde passa por uma série de processos, dando origem aos principais monômeros como, por exemplo, o eteno.
É importante observar que apenas uma pequena parcela da produção mundial de petróleo é usada para a obtenção dos plásticos, em processos totalmente controlados que não afetam o meio ambiente e muito menos contribuem para o aquecimento global.
Como é utilizado o petróleo - Mais de um terço de todo o petróleo extraído é usado em aquecimento de ambientes (particularmente no hemisfério norte), e quase outro tanto é usado na produção de combustíveis. Um quinto do total vai para a geração de energia elétrica. E somente 4% bastam para a produção dos plásticos.
Características do Plástico
Fonte: www.plastivida.org.br
PLÁSTICOS
Em química e tecnologia, os plásticos são materiais orgánicos poliméricos sintéticos, de constituição macrocelular, dotada de grande maleabilidade (que apresentam a propriedade de adaptar-se em distintas formas), facilmente transformável mediante o emprego de calor e pressão, e que serve de matéria-prima para a fabricação dos mais variados objetos: vasos, toalhas, cortinas, bijuterias, carrocerias, roupas, sapatos, etc...

PROPRIEDADES CARACTERÍSTICAS

Bolsas de Plástico
Bolsas de plástico
  • São baratos.
  • Possuem uma baixa densidade.
  • São impermeáveis.
  • São isolantes elétricos.
  • São isolantes termicos, mesmo não suportando temperaturas elevadas.
  • Se queimados são muito contaminantes.
  • São resistentes a corrosão e as intempéries.
  • Resistem a muitos fatores químicos.
  • Alguns podem ser reciclados mais fáceis que outro, porém não são biodegradáveis.
  • São facilmente moldados.
Fonte: pt.wikipedia.org

terça-feira, 23 de novembro de 2010

Ciclos Biogeoquímicos

CICLAGEM DOS NUTRIENTES

NUTRIENTES = ELEMENTOS ESSENCIAIS AOS SERES VIVOS

ETAPAS DA CICLAGEM DE NUTRIENTES

TRANSPORTE FÍSICO

TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS

Tempo de residência (TR): para depósito em equilíbrio (somatória das entradas = somatória das saídas)
TR (anos) = depósitos (kg) / somatória das saídas (kg/ano)

TIPOS DE CICLOS

  • Gasoso: atmosfera como compartimento principal (menor TR)
  • Sedimentar: sedimentos como principal depósito (maior TR)

CICLO DO CARBONO



(Depósitos: 105 mol; fluxos: 105 mol . ano-1)

CICLO DO NITROGÊNIO

CICLO DO FÓSFORO

(Depósitos: 1012 mol; fluxos: 1012 mol . ano-1)


(Depósitos: 1012 mol; fluxos: 1012 mol . ano-1)

CICLO DO ENXOFRE (PRINCIPAIS ETAPAS)

TRANSFORMAÇÃOMECANISMO
SO2--, SO4-- - S orgânicoAssimilação por plantas
S orgânico - H2SDiversas bactérias aeróbicas e anaeróbicas
S orgânico - SO4--Maioria das plantas e animais, muitas bactérias
SO4-- - H2SBactérias anaeróbicas (Desulfovibrio, Desulfotomeculum)
H2S - S - SO4--Bactérias aeróbicas (Thiobacillus, bactérias fotossintetizantes)

INTERFERÊNCIA DAS ATIVIDADES HUMANAS SOBRE OS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

Plasma; o quarto estado físico da matéria

Plasma

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

Em Física, o plasma é denominado o quarto estado da matéria. Difere-se dos sólidos, líquidos e gasosos por ser um gás ionizado, constituídos por átomos ionizados e elétrons em uma distribuição quase-neutra (concentrações de íons positivos e negativos praticamente iguais) que possuem comportamento coletivo. A pequena diferença de cargas torna o plasma eletricamente condutível, fazendo com que ele tenha uma forte resposta a campos eletromagnéticos.


Dentre suas características, a mais importante é a tendência que esse estado tem de permanecer eletricamente neutro, equilibrando sua carga elétrica negativa e positiva em cada porção de volume de matéria. Caso ocorra um desequilíbrio entre as densidades de cargas, estas dão lugar a forças eletrostáticas que, pela alta condutividade elétrica, atuam rapidamente de modo a restaurar o estado inicial de neutralidade.

Propriedades

O Plasma emite luz sempre que entra em contato com alguma excitação elétrica e campos magnéticos. As auroras polares são um exemplo típico deste fenômeno. Também pode ser vista nas descargas atmosféricas daionosfera.
A área geral do estudo de Plasma, onde as interações dos gases ionizados com campos elétricos são dependentes do tempo, denomina-se dinâmica do plasma
A denominação "o quarto estado fundamental da matéria" foi dada pelo físico inglês William Crookes, que assim o chamou por conter propriedades diferentes do estado sólido, líquido e gasoso.
Esta mudança de estado físico acontece da seguinte forma: ao transferirmos energia em nível atômico (calor, por exemplo) a um corpo de massa sólida, este aumenta sua temperatura até o ponto de fusão, tornando sua massa líquida; se transferirmos ainda mais energia, este atingirá a temperatura de ebulição e sua massa tornar-se-á gasosa, ainda se aumentarmos a energia transferida ao gás a altíssimas temperaturas, obteremos o plasma. Sendo assim, se colocarmos os estados físicos da matéria em ordem crescente, conforme a quantidade de energia que possui, teremos:
Condensado de Bose-Einstein \Leftarrow Sólido \Leftarrow Líquido \Leftarrow Gasoso \Leftarrow Plasma
Como o plasma está em uma temperatura muito alta, a agitação de seus átomos é tão grande que as colisões entre partículas são frequentes, não podendo mais o átomo ser mantido coeso.

História

Michael Faraday em 1842.
O primeiro cientista a iniciar as pesquisas efetivas sobre plasma foi Michael Faraday, em 1830.
Com a descoberta do elétron e o aperfeiçoamento dos tubos de descarga a vácuo, estudos com gases à baixa pressão, conduzidos pelos cientistas Langmuir e Crookes, permitiram a elaboração dos primeiros modelos teóricos para ionizaçãorecombinaçãodifusão, colisões elétron-íon e a formação de íons negativos.
O termo scooby-doo foi utilizado algum tempo depois (1920), por Irving Langmuir e H. Mott-Smith, para designar gases ionizados. Como plasma se refere à matéria moldável, os cientistas provavelmente se referiram à propriedade que o plasma tem de reagir a campos eletromagnéticos, podendo ter sua trajetória modificada, como se fosse um "fio de luz". Em 1929, estudos com sondas eletrostáticas, no diagnóstico de plasmas em descargas a baixa pressão, foram precursores dos tubos de descarga com mercúrio gasoso para iluminação - as futuras lâmpadas fluorescentes.
A partir da década de 1930, o plasma foi examinado pela ciência e seus fundamentos teóricos foram edificados. O interesse na obtenção de novas fontes de energia relevou a importância do plasma no processo de fusão nuclear.
Em 1961, surgiu o primeiro conceito bem sucedido de confinamento magnético de plasmas. Pouco tempo depois, a União Soviética construiu a primeira máquina capaz de confinar o plasma e obter energia oriunda de fusão nuclear, batizado de Tokamak. O Tokamak é pesquisado até hoje e acredita-se ser, teoricamente, o melhor candidato à nova fonte de energia desse século.
Em 1970, foram instauradas as primeiras tecnologias de pesquisa em plasmas, como exemplos, as lâmpadas especiaisarcos de plasma para solda e corte, chaves de alta tensão, implantação de íons, propulsão espacial, laser a plasma e reações químicas com plasmas reativos. Deixava de ser apenas teórico e passava a ter utilidade prática.
Em 1994, vem ao público o uso do plasma em terminais de vídeo plano, em Osaka, no Japão. Era a ideia matriz das TVs de plasma.Em 1999, verificou-se que a utilização de filtros a plasma eliminava 90% de gases poluentes de veículos automotores.
Em 2000, ocorreu com sucesso a utilização de propulsores iônicos para propulsão primária com xenônio na aeronave Deep Space 1.
No começo de 2005, o sucesso da venda dos televisores de plasma, em função da altíssima resolução que possuem (HDTV), tornou a tecnologia atrativa e economicamente importante, acarretando em investimentos em pesquisa por parte de grandes empresas, como a PanasonicPhilipsSony e LG.

Processos de Ionização

Descarga gerada em laboratório - um exemplo de manifestação de plasma.
Os plasmas são gerados principalmente através de vários processos de ionização. A maioria destes processos é colisional. Dependendo da natureza da colisão, pode ou não ocorrer a ionização do átomo ou molécula neutra.
Para um gás em temperatura alta o suficiente, as colisões térmicas entre os átomos, em função de suas altíssimas energias cinéticas, irão ionizar alguns deles. Um ou mais elétrons que estão normalmente ligados ao átomo, em órbitas ao redor do núcleo, serão "ejetados" do átomo e converterão o gás numa região onde coexistem elétrons livres, íons cátions e átomos neutros, formando o plasma.
A retirada do elétron do átomo ocorre pela absorção de energia, expressa em elétron-volt (eV). Em condições normais, cada elemento químico tem seu próprio número de prótons e elétrons e, conseqüentemente, uma força eletrostática característica, que vai determinar a quantidade de energia requerida para "arrancar" certo elétron do átomo. Freqüentemente, seu valor, denominado de energia de ionização, se refere à energia necessária para arrancar definitivamente um elétron mais externo, que sofre menos atração pelo núcleo, de seu átomo isolado, gasoso e no estado fundamental.
Quando aquecemos um gás ou o atingimos com descargas elétricas, as colisões entre os elétrons e os átomos neutros podem ser elásticas ou inelásticas:
  • As colisões elásticas ocorrem onde existe uma conservação da quantidade de movimento e da energia do elétron. Nesse processo não ocorre ionização.
Como exemplo, citemos um jogo de bola de gude: quando uma bolinha atinge a outra, ambas se movem. Assim, não houve absorção ou emissão de energia, ou seja, somente a quantidade de movimento foi compartilhada, permanecendo, no conjunto, nula.
  • Já as colisões inelásticas ocorrem onde toda ou parte da energia cinética do elétron é transferida para o átomo ou molécula neutra sem que este se desloque igualmente para manter a quantidade de movimento. Como resultado, a energia é absorvida pelo átomo ou molécula neutra, ocasionando saltos quânticos dos elétrons nas camadas de energia da eletrosfera. Dependendo da energia transferida pelo choque, o átomo poderá absorver tanta energia que esta terminará por se igualar à da força com que os prótons atraem o elétron; ele então "pulará" para fora do átomo, quebrando o equilíbrio eletrostático. Ocorre, então, ionização: o átomo se converte numa partícula positivamente carregada - o cátion - e os elétrons ficam circulando livremente pelo perímetro.
Como exemplo, podemos citar um tiro numa parede de concreto: quando o projétil a atinge, ela não se desloca; e energia de sua velocidade, natureza mecânica, é transferida (absorvida) para a parede no momento de colisão, ocorrendo a fragmentação.
À ionização do gás, alguns fenômenos estão correlacionados:
  • Relaxação: ocorre após a estimulação do átomo por meio de uma energia externa, quando o elétron que realizou o salto quântico (para camadas mais energéticas), pelo fato de não possuir energia natural para se manter nesse estado, retorna ao seu lugar de origem. Esse retorno do elétron se dá pela devolução da energia adquirida, emitida na forma de radiação eletromagnética. Isso explica o porquê do plasma emitir luz e radiação;
  • Dissociação molecular: quebra de moléculas por algum processo colisional de ionização;
  • Captura eletrônica: processo inverso ao da ionização, pois o íon captura o elétron perdido na ionização. Os elétrons livres do gás, em função da defasagem do equilíbrio de cargas, reocupam, vezes ou outras, as camadas de onde os elétrons foram arrancados, devolvendo energia em forma de fótons, similar ao fenômeno de relaxamento.
Atualmente, no entanto, a ionização também se concretiza por outros métodos, de natureza radiativa. Na fotoionização, a ionização ocorre pela interação entre fótons e os átomos de um gás, ou seja, o átomo absorve energia através de ondas eletromagnéticas, como a radiação ultravioleta ou infravermelha.
A eficiência na fotoionização está relacionada com a secção de choque σ do átomo e também ao comprimento de onda λ da radiação luz incidente (quanto menor o comprimento, maior a energia).
A ionização por ruptura eletrônica reside na ionização induzida por um campo elétrico aplicado que, inicialmente, polariza as cargas do átomo ou molécula e depois as ioniza. É assim que o plasma é gerado na ampola de Crookes.
O desenvolvimento tecnológico envolvendo plasmas tem fundamental importância nas indústrias eletrônica, aeroespacial, metalúrgica, biomédica, e de tratamento de resíduos e detritos. Alguns resultados obtidos na indústria moderna só foram possíveis graças à utilização de técnicas que utilizam plasmas e que foram desenvolvidas, em sua maior parte, nas últimas décadas. Diversas aplicações do plasma têm se tornado cada vez mais importantes por reduzir o tempo e o custo de processos, devido à alta reatividade e à eficácia que promove.
Para diferentes aplicações, exige-se também plasmas de diferentes densidades, temperaturas e íons:
  • para plasmas densos, quentes e de íons leves, temos a fusão termonuclear controlada (FTC) dos isótopos leves do hidrogênio e hélio.
  • para plasmas densos, mornos e de íons pesados, propulsão e tochas a plasma.[1]
  • para plasmas pouco densos, frios e de íons pesados, há a implantação iônica, processos de esterilização e lâmpadas fluorescentes.

Aplicações do plasma na vida cotidiana

O plasma também pode existir em baixas temperaturas, como exemplos podemos citar a nossa já conhecida lâmpada fluorescente. Também é usado para processar esterilização em autoclave de plasma e peróxido de hidrogênio.

Curiosidades

Pelo senso comum, tem-se a idéia de que o plasma é algo difícil de ser produzido (a julgar, principalmente, pelo preço dos televisores) e extremamente raro. A verdade é que 99% do Universo visível conhecido estão em estado de plasma, sendo que o 1% restante é constituído de todos os outros estados de agregação da matéria, dentre eles o sólido, líquido e gasoso.
Como exemplos do plasma, podemos citar:
  • galáxias e nebulosas que contém gás e poeira cósmica interestelar, em estado eletrificado, ou ionizado;
  • o vento solar ou fluido ionizado, constantemente ejetado pelo sol;
  • plasmas gerados e confinados pelos Cinturões de Radiação de Van Allen, nas imediações do planeta Terra;
  • a ionosfera terrestre, que possibilita as comunicações via rádio;
  • as auroras Austral e Boreal, que são plasmas naturais e ocorrem nas altas latitudes da Terra, resultantes da luminescência visível resultante da excitação de átomos e moléculas da atmosfera, quando bombardeados por partículas carregadas expelidas do Sol e defletidas pelo campo geomagnético;
  • as lâmpadas fluorescentes;
  • as descargas atmosféricas (raios), que não passam de descargas elétricas de alta corrente (dezenas a centenas de quiloamperes) que ocorrem na atmosfera com uma extensão usual de alguns quilômetros.
FONTE: PLASMA. In: WIKIPÉDIA, a enciclopédia livre. Flórida: Wikimedia Foundation, 2010. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Plasma&oldid=21735635>. Acesso em: 23 nov. 2010.:

obrigado pela visita

Related Posts with Thumbnails