4.9-Os triacilglicerois e a sua saponificação

O processo de saponificação de ácidos graxos ou uma mistura destes, óleos e gorduras é caracterizado pelo uso de uma solução alcoólica alcalina que deve ser adicioanda ao óleo, gordura ou ácido graxo levemente aquecido. O aquecimento e a agitação devem ser mantidos durante o tempo de adição da solução alcoólica alcalina e durante um certo período de tempo após o término da adição desta. Dependendo da aplicação do sabão, após o término da saponificação pode-se realizar a remoção de glicerol e o resfriamento do sabão obtido ou a adição de água de modo a obter uma solução de concentração conhecida. A presente invenção tem por finalidade facilitar a obtenção de sabões a partir de triacilgliceróis e ácidos graxos. Além de ser utilizados como produtos de limpeza, os sabões obtidos pelo processo ora proposto podem ser utilizados como coletores na flotação de minérios, viabilizando a utilização de ácidos graxos, óleos e gorduras como reagentes altamente seletivos no processo de concentração mineral.

4.8-Composição quimica de alguns oleos e gorduras

Composição óleo/gordura". É fornecida uma composição óleo/gordura que compreende 10,1 a 94,9 % em peso de um triglicerídeo, 0,1 a 30 % em peso de um monoglicerídeo e 5 a 59,9 % em peso de um diglicerídeo que tem, como um seu constituinte de ácido graxo, 15 a 90 % em peso de um ácido graxo insaturado-3 com menos de 20 átomos de carbono. A composição óleo/gordura da presente invenção apresenta excelente estabilidade térmica, apresenta ação de resistência ao acúmulo de gordura corpórea, ação de resistência ao acúmulo de gordura visceral, ação de redução do nível de açúcar no sangue, ação de aumento de resistência à insulina e ação de redução de leptina, e é igualmente usada, assim como fármaco, para alimento preventivo ou terapêutico de diabetes ou obesidade, bem como ração.

4.7-Exemplos e propiedades de algumas familias de lipidos: os acidos gordos, os oleos e as gorduras, os fosfolipidos.

Os lipídios compreendem uma categoria de compostos com estrutura diversa e desempenham diferentes funções biológicas. Funcionam como reserva de energia. A característica dessa substância é a insolubilidade em água e a solubilidade em solventes orgânicos, como o éter, o álcool e o clorofórmio.

Os principais grupos de lipídios são os triglicérides, os fosfolipídios, os cerídeos e os esteróides.
Os lipídios mais conhecidos são os triglicérides, representados por gorduras e óleos. São constituídos pela reunião de ácidos graxos com glicerol. São encontrados no leite e seus derivados, na gema de ovo, nas carnes, no óleo de algodão, amendoim, milho, arroz e soja. Podem ser encontrados em frutos como abacate e coco e em animais, como no óleo de fígado de bacalhau.

Os ácidos graxos são classificados em saturados e insaturados. As moléculas de ácidos graxos saturados constituem a maior parte da gordura animal. Deposita-se principalmente em células adiposas.
As moléculas dos ácidos graxos insaturados ocorrem nos óleos presentes em plantas, como o girassol, o milho e a canola, e em alguns peixes como o salmão e o bacalhau.
Os fosfolipídios são lipídios ligados a um grupo de fosfato. Possuem álcool, ácido graxo, ácido fosfórico e uma molécula nitrogenada.

Os cerídeos são representados pelas ceras, como a do ouvido humano, da carnaúba e do favo de abelha. As ceras são constituídas pela ligação de alcoóis de longa cadeia com ácidos graxos.
Os esteróides formam um grupo de lipídios complexos. São formados por um álcool de várias cadeias. O grupo dos esteróides compreende os hormônios sexuais, os corticosteróides, o colesterol, os sais biliares do fígado e a vitamina D. O excesso de esteróides pode ser prejudicial à saúde humana, provocando a arteriosclerose, quadro que consiste no acúmulo de esteróides na parede interna dos vasos sanguíneos.

Os lipídios são compostos com estrutura molecular variada, apresentando diversas funções orgânicas: reserva energética (fonte de energia para os animais hibernantes), isolante térmico (mamíferos), além de colaborar na composição da membrana plasmática das células (os fosfolipídios).

São substâncias cuja característica principal é a insolubilidade em solventes polares e a solubilidade em solventes orgânicos (apolares), apresentando natureza hidrofóbica, ou seja, aversão à molécula de água.

Essa característica é de fundamental importância, mesmo o organismo possuindo considerável concentração hídrica. Isso porque a insolubilidade permite uma interface mantida entre o meio intra e extracelular.

Os lipídios podem ser classificados em óleos (substâncias insaturadas) e gorduras (substâncias saturadas), encontrados nos alimentos, tanto de origem vegetal quanto animal, por exemplo: nas frutas (abacate e coco), na soja, na carne, no leite e seus derivados e também na gema de ovo.

Em geral, todos os seres vivos são capazes de sintetizar lipídios, no entanto algumas classes só podem ser sintetizadas por vegetais, como é o caso das vitaminas lipossolúveis e dos ácidos graxos essenciais.

A formação molecular mais comum dos lipídeos, constituindo os alimentos é estabelecida através do arranjo pela união de um glicerol (álcool) ligada a três cadeias carbônicas longas de ácido graxo.

Dentre os lipídeos, recebem destaque os fosfolipídios, os glicerídeos, os esteróides e os cerídeos.

Cerídeos → classificados como lipídios simples, são encontrados na cera produzida pelas abelhas (construção da colméia), na superfície das folhas (cera de carnaúba) e dos frutos (a manga). Exerce função de impermeabilização e proteção.

Fosfolipídios → moléculas anfipáticas, isto é, possui uma região polar (cabeça hidrofílica), tendo afinidade por água, e outra região apolar (calda hidrofóbica), que repele a água.

Glicerídeos → podem ser sólidos (gorduras) ou líquidos (óleos) à temperatura ambiente.

Esteróides → formados por longas cadeias carbônicas dispostas em quatro anéis ligados entre si. São amplamente distribuídos nos organismos vivos constituindo os hormônios sexuais, a vitamina D e os esteróis (colesterol).

4.6-Os aminoacidos como unidades estruturais basicas das proteinas

Os aminoácidos são as unidades estruturais básicas das proteínas. Um a-aminoácido é constituído de um grupamento amina, uma carboxila, um átomo de hidrogênio e um grupamento R diferenciado, todos eles ligados à um carbono a. Existem vinte aminoácidos na natureza que são capazes de gerar toda esta diversidade presente em nosso planeta. O aminoácido mais simples é a glicina, que só tem um átomo de hidrogênio em sua cadeis lateral. A alanina vem a seguir, com um grupamento metila. Cadeias laterais hidrocarbonadas maiores são encontradas em valina, leucina e isoleucina. A prolina também tem uma cadeia lateral alifática, mas difere dos outros membros do conjunto dos vinte por sua cadeia lateral ser ligada tanto ao nitrogênio quanto ao átomo de carbono a. A resultante estrutura cíclica influencia fortemente a arquitetura das proteínas. Três aminoácidos com cadeias laterais aromáticas fazem parte do repertório fundamental. A fenilalanina contém um radical fenila ligado à um grupamento metileno. O anel aromático da tirosina contém uma hidroxila, o que torna a tirosina menos hidrófoba do que a fenilalanina. O triptofano tem um anel indólico ligado à um grupamento metileno. Dois aminoácidos, serina e treonina , contêm hidroxilas alifáticas, o que as tornam muito mais hidrofílicas e reativas. Vamos agora aos aminoácidos com cadeias laterais muito polares, sendo altamente hidrófilos. A lisina e a arginina têm cargas positivas em pH neutro. A histidina pode não ter carga ou tê-la positiva, dependendo de seu ambiente local. As cadeias laterais da arginina e da lisina são as mais longas no conjunto dos vinte. Existem dois aminoácidos com cadeias laterais ácidas, o ácido aspártico e o ácido glutâmico. Esses aminoácidos são geralmente chamados de aspartato e glutamato para salientar que suas cadeias laterais têm, quase sempre, cargas negativas no pH fisiológico. A glutamina e a asparagina são derivados não carregados de glutamato e aspartato que contêm uma amida terminal em vez de um carboxilato. Sete dos vinte aminoácidos têm cadeias laterais facilmente ionizáveis. Um átomo de enxofre está presente nas cadeias laterais de dois aminoácidos. A cisteína contém uma sulfidrila (-SH) e a metionina possui um átomo de enxofre em uma ligação tio-éster (-S-CH3). Ambas as cadeias laterais que contêm enxofre são hidrófobas. Esta grande diversidade na natureza química de cada aminoácido permite que estes possam construir uma gama enorme de diferentes proteínas com as mais diversas funções.

Qualquer molécula de aminoácido tem um grupo carboxila (COOH) e um grupo amina ligados a um átomo de carbono. Nesses mesmo carbono ficam ligados ainda um átomo de hidrogênio e um radical (R).
O radical (R) representa um radical orgânico, diferente em cada molécula de aminoácido encontrado na matéria viva.
Os aminoácidos possuem caráter anfótero, ou seja, quando em solução podem funcionar como ácidos ou como bases.

Os aminoácidos são as estruturas fundamentais das proteínas. Cada aminoácido consiste de um grupo amino (-NH2) básico (alcalino), um grupo carboxí1lico (-COOH) ácido e uma cadeia lateral (grupo R) que é diferente para cada um dos 20 diferentes aminoácidos.

Cada variação no número ou na seqüência de aminoácidos produz uma proteína diferente, uma grande variedade de proteínas é possível. A situação é semelhante à utilização de um alfabeto de 20 letras para formar palavras. Cada letra seria equivalente a um aminoácido, e cada palavra seria uma proteína diferente

4.5-Configuração relativa dos aminoacidos (designação DL)

Os 20 aminoácidos possuem características
estruturais em comum:

1. A presença de um átomo de carbono central, quase
sempre assimétrico. Nas proteínas encontramos apenas
aminoácidos “L”, isto é, possuem a mesma configuração
relativa que o L-gliceraldeído

2. Ligados a este carbono central, um grupamento
CARBOXILA, um grupamento AMINA e um átomo de
hidrogênio.
3. O quarto ligante é um radical chamado genericamente de
"R", responsável pela diferenciação entre os 20 AA. É a
cadeia lateral dos AA.
• É o radical "R" quem define uma série de características
dos AA, tais como polaridade e grau de ionização em
solução aquosa.
• É a polaridade do radical "R" que permite a classificação
dos aminoácidos em 3 classes.

Todos os diferentes tipos de proteínas são inicialmente sintetizadas pelos ribossomas como um polímero de apenas 20 tipos diferentes de aminoácidos. Este aminoácidos comuns são definidos como aqueles para os quais existe pelo menos um códon específico no código genético. Como pode ser facilmente deduzido a partir do que foi exposto acima, existem 20 diferentes aminoácidos para os quais códons específicos são conhecidos.
A transcrição da informação genética contida na dupla fita de DNA - formando um mRNA - e a sua posterior tradução pelos ribossomas resulta na polimerização de uma seqüência linear específica de aminoácidos (proteína) que inicialmente pode apenas conter os 20 aminoácidos comuns. Em algumas proteínas, entretanto, podem ser encontrados aminoácidos derivados. Estes aminoácidos são produzidos após a tradução das proteínas pelos ribossomos, por reações catalisadas por enzimas, que transformam quimicamente alguns dos aminoácidos comuns.
Os aminoácidos comumente encontrados nas estruturas das proteínas possuem uma estrutura geral, que está apresentada na figura abaixo. Eles possuem em comum um carbono alfa central ao qual está covalentemente ligados um grupamento carboxílico, um grupamento amino e um hidrogênio. Além disso, também ligado ao carbono alfa, encontra-se um radical R - chamado de cadeia lateral - específica para cada um dos aminoácidos.

4.4-Ocorrencia e propiedades fisico-quimica dos aminoacidos

Propriedades químicas dos aminoácidos

O grupo carboxila ( - COOH) e o grupo amino ( - NH2), estão presentes na estrutura dos aminoácidos, por este motivos aminoácidos possuem um caráter anfótero e também uma importante propriedade de passar por uma polimerização formando proteínas.

Um aminoácido essencial é aquele que o organismo considerado (normalmente, o humano) não é capaz de sintetizar mas é requerido para o seu funcionamento.

O organismo humano é incapaz de sintetizar cerca de metade dos vinte aminoácidos comuns. Tem então de os obter através da dieta, pela ingestão de alimentos ricos em proteínas.

Os aminoácidos não essenciais são também necessários para o funcionamento do organismo, mas podem ser sintetizados in vivo a partir de determinados metabolitos.

Existem aminoácidos que são essenciais apenas em determinadas situações patológicas ou em organismos jovens e em desenvolvimento. A estes convencionou-se a designação "condicionalmente essenciais". Estes aminoácidos são normalmente fonte de divisão entre os cientistas, havendo os que consideram estes como essenciais e os que não os consideram essenciais.

Quanto à cadeia lateral
A classificação quanto à cadeia lateral (a negrito) pode ser feita em:

Aminoácidos apolares
Apresentam grupos químicos de hidrocarbonetos apolares ou hidrocarbonetos modificados, excepto a glicina (que possui um átomo de hidrogénio como cadeia lateral). São hidrófobos.

Glicina: H-CH(NH2) -COOH
Alanina: CH3-CH(NH2) -COOH
Leucina: CH3(CH3)-CH2-CH(NH2)-COOH
Valina: CH3-CH(CH3)-CH(NH2)-COOH
Isoleucina: CH3-CH2-CH (CH3)-CH(NH2)-COOH
Prolina:-CH2-CH2-CH2- ligando o grupo amino ao carbono alfa
Fenilalanina: C6H5-CH2-CH(NH2)-COOH
Triptofano: R aromático-CH(NH2)-COOH
Metionina: CH3-S-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH
Aminoácidos polares neutros
Apresentam grupos químicos que tendem a formar ligações de hidrogénio.

Serina: OH-CH2-CH(NH2)-COOH
Treonina: OH-CH (CH3)-CH(NH2)-COOH
Cisteina: SH-CH2-CH(NH2)-COOH
Tirosina: OH-C6H4-CH2-CH(NH2)-COOH
Asparagina: NH2-CO-CH2-CH(NH2)-COOH
Glutamina: NH2-CO-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH
Aminoácidos ácidos
Apresentam grupos carboxilato.São hidrófilos.

Ácido aspártico: HCOO-CH2-CH(NH2)-COOH
Ácido glutâmico: HCOO-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH
Aminoácidos básicos
Apresentam grupos amino. São hidrófilos.

Arginina: HN=C(NH2)-NH-CH2-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH
Lisina: NH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH
Histidina: H-(C3H2N2)-CH2-CH(NH2)-COOH
[editar] Quanto ao destino
Essa classificação é dada em relação ao destino tomado pelo aminoácido quando o grupo amina é excretado do corpo na forma de ureia (mamíferos), amónia (peixes) e ácido úrico (aves e répteis).

Destino cetogénico
Quando o álcool restante da quebra dos aminoácidos vai para qualquer fase do ciclo dos ácidos tricarboxílicos sob a forma de acetil-coenzima A ou outra substância.

Destino glicogénico
Quando o álcool restante da quebra dos aminoácidos vai para a glicólise

4.3-Destinção entre açucares redutores e açucares não redutores

Os açúcares redutores possuem grupos aldeídos e cetonas livres na cadeia e são chamados redutores por atuarem como agentes redutores,isto é,que sofrem oxidação(doam elétrons).Açúcares não redutores (como a sacarose) possuem esses grupamentos interligados e tormam-se redutores a partir do momento em que sofrem hidrólise(quebra).
Já os açúcares invertidos possuem esses grupamentos (aldeídos e cetonas) localizados de forma invertida.

Açucares redutores possuem radicais aldeídos livres (reduzem os reativos de Fehling e Tollens). ex: todos os monossacarídeos são redutores
açucares que não possuem radicais aldeídos livres(não reduz os reativos de Fehling e Tollens), logo são açucares não redutores. ex: sacarose.

Entretanto ao sofrerem hidrolise por ácidos diluídos ou pela ação da enzima invertase, liberando a glicose e a frutose, passam a ser denominados açucares invertidos,esses possuem maior poder adoçante e não formam cristais. Mas como principal desvantagem é o alto risco de contaminação e são muito usados na falsificação do mel.
A pesquisa de glicose na urina pode ser realizada por diversos métodos. Os mais usados são os de redução do cobre (Reagente de Benedict e Clinitest) que detecta redutores urinários e o método-enzimático (usando a enzima GOD) que possui o mesmo fundamento da dosagem plasmática, utilizando substratos sólidos (fitas reagentes) para a reação.

4.2-Clissificação das aldoses e cetoses, de acordo com o numero de atomos de carbono

ALDOSE - Carboidrato composto de uma única unidade sacarídica que se caracteriza pela presença de um grupamento de carbonila terminal.

São monossacarídeos que têm como base um grupo aldeídico ( H-C=O) e alcool (-C-OH). Ex: glicose.



CETOSE - A cetose foi identificada pelo Dr. Stephen Moody em 1969 e é um estágio no metabolismo que ocorre quando o fígado converte gordura em ácidos graxos e corpos cetônicos, que podem ser usados pelo corpo para energia.

Muitos consideram a cetose como uma situação bioquímica anormal causada pela presença de corpos cetónicos ou cetônicos no sangue. A subnutrição e a diabetes não controlada podem produzir cetose.

A cetose acontece quando o organismo usa os depósitos de gordura como fonte energética (quando não há mais carboidratos).

A cetose é tóxica para as células, podendo causar diversos problemas.

A cetose costuma ocorrer em dietas sem carboidratos, como a dieta das proteínas.

A pessoa em fase de cetose expele através da respiração um odor desagradável peculiar.


Os mais simples monossacarídeos compostos com no mínimo 3 carbonos são: O Gliceraldeído A Dihidroxicetona Monossacarídeos Feita exceção à dihidroxiacetona, todos os outros monossacarídeos -e por extensão, todos os outros carboidratos -possuem centros de assimetria (ou centros quirais), e fazem isomeria óptica. Eles são classificados de acordo com a natureza química de seu grupo carbonila e pelo número de seus átomos de carbono. Monossacarídeos Se o grupo carbonila for um aldeído, o açúcar será uma ALDOSE. Se o grupo carbonila for uma cetona, o açúcar será uma CETOSE. A classificação pode ser baseada no número de carbonos de suas moléculas; assim sendo, as TRIOSES são os monossacarídeios mais simples, seguidos das TETROSES, PENTOSES, HEXOSES, HEPTOSES, etc. Monossacarídeos Aldose Cetose Monossacarídeos Aldoses Cetose Monossacarídeos Aldoses Monossacarídeos Cetoses Monossacarídeos Aldoses Monossacarídeos Cetoses Monossacarídeos Dentre os monossacarídeos, os mais importantes são as Pentoses e as Hexoses. As pentoses mais importantes são: Ribose Arabinose Xilose As hexoses mais importantes são: Glicose Galactose Manose Frutose Carboidratos A GLICOSE é o carboidrato mais importante. É sob a forma de glicose que a maior parte dos carboidratos da dieta são absorvidos pela corrente sangüínea ou é em glicose que o fígado converte os outros açúcares. É a partir de glicose que todos os carboidratos do organismo são formados

4.1-Os hidratos de carbono como poli-hidroxialideidos e poli-hidroxicetonas

Estrutura de Carboidratos

Os carboidratos (ou hidratos de carbono) são poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas, ou substâncias que, hidrolisadas, originam estes compostos.
Os carboidratos são subdivididos em:

>Monossacarídios: constituem o tipo mais simples de carboidrato, chamados aldoses ou cetoses, segundo o grupo funcional que apresentam, aldeído ou cetona. De acordo com a quantidade de átomos de carbono, são designados trioses, tetroses, pentoses, hexoses ou heptoses. Há duas trioses – o gliceraldeído, uma aldotriose, e a diidroxicetona, uma cetotriose. Os outros monossacarídios são teoricamente derivados dessas duas trioses.
>Oligossacarídeos: são carboidratos formados por uma pequena quantidade de monossacarídios unidos por ligações glicosídicas.Estas ligações são, teoricamente, formadas entre duas hidroxilas de duas moléculas de monossacarídios, pela exclusão de uma molécula de água.Os oligossacarídeos mais comuns são os dissacaridios como a sacarose (glicose + frutose) e a lactose (glicose + galactose).
>Polissacarídios: são polímeros constituídos por centenas ou milhares de resíduos de monossacarídios, mas comummente a glicose. Podem formar cadeias lineares, como na celulose, ou cadeias ramificadas, como no amido e no glicogênio.

O amido é o carboidrato mais abundante na dieta dos seres humanos, seguido por sacarose e lactose. Consequentemente, o principal produto da digestão de carboidratos é a glicose, secundada por pequenas quantidades de frutose e galactose. Carboidratos componentes de fibras dietéticas, como a celulose, por exemplo, não podem ser digeridos pelos seres humanos, que não dispõem das enzimas apropriadas


Estrutura dos Lipídeos

A maioria dos lipídeos é derivada ou possui na sua estrutura ácidos graxos. Algumas substâncias classificadas entre os lipídeos possuem intensa atividade biológica; elas incluem algumas das vitaminas e hormônios.

Proteínas

1. As estruturas das proteínas

As proteínas diferem entre si pelo número, tipo e seqüência dos aminoácidos em suas estruturas.

A seqüência linear de aminoácidos de uma proteína define sua estrutura primária.

Estrutura Primária Proteína

O número de aminoácidos é muito variável de uma proteína para outra:

• Insulina bovina: 51 aminoácidos
• Hemoglobina humana: 574 aminoácidos
• Desidrogenase glutâmica: 8 300 aminoácidos


Estrutura dos Ácidos Nucleicos

Os ácidos nucléicos são grandes polímeros formados por nucleotídeos. Cada nucleotídeo é constituído por uma pentose, na qual estão ligados uma base nitrogenada e um grupamento fosfato.

4-Biomuleculas

4.1-Os hidratos de carbono como polihidroxidado e poli-hidroxicetonas
4.2-Classificação das aldoses e cetoses, de acordo com o numero de átomos de carbono
4.3-Distinção entre açucares redutores e açucares não redutores
4.4-Ocorrencia e propriedades fisico-quimica dos aminoacidos
4.5-Configuração relativa dos aminoacidos designação D/L
4.6-Os aminoacidos como unidades estruturais basicas das proteinas
4.7-Exemplos e propiedades de algumas familias de lipidos: os acidos gordos, os oleos, e as gorduras, os fosfolipidos e as ceras
4.8-Composição quimica de alguns oleos e gorduras
4.9-Os triacilglicerois e a sua significação

3.3-Esterificação e hidrolise

Esterificação
Lipídeos são ésteres de ácidos graxos e álcoois.
Os ácidos graxos são ácidos carboxílicos de cadeia longa.
E a reação de formação de um lipídeo é conhecida como esterificação.
A reação de esterificação é muito importante por dois motivos: ocorre no seu organismo e aparece na maior parte dos vestibulares.

O lipídeo pode estar na forma de gordura ou de óleo. Qual é a diferença? A gordura possui cadeia carbônica saturada e é sólida enquanto o óleo é líquido e apresenta cadeia carbônica insaturada.

A gordura pode ser transformada em óleo e o óleo em gordura. Como?

Quando se aquece a gordura, ela sofre desidrogenação(saída de átomos de hidrogênio), insaturando a cadeia carbônica e transformando-se em óleo. Para transformar óleo em gordura, basta hidrogenar a cadeia carbônica (por exemplo: margarina, gordura vegetal hidrogenada).

Hidolise


Hidrólise é uma reação química de quebra de uma molécula por água.

Reação de alteração envolvendo fluido aquoso com íons de hidrogênio (H+) ou de hidroxila (OH–) substituindo íons que são liberados para a solução.

Determinada substância quebra-se em dois ou mais pedaços e essas moléculas novas complementam suas ligações químicas com os grupamentos H+ e OH–, resultantes da quebra da ligação química que ocorre em várias moléculas de água.

São raros os casos em que a água, por si mesmo, sem outra ajuda, pode realizar uma hidrólise completa. Neste caso é necessário operar a temperaturas e pressões elevadas. Para que a reação seja rápida e completa é sempre indispensável um agente acelerador. Os mais importantes são os álcalis, ácidos e enzimas hidrolizantes.

A caolinização de K feldspato liberando K+ e SiO2 em solução é um exemplo de hidrólise.

Através de reações de hidrólise, os monómeros que constituem um polímero podem separar-se uns dos outros. A hidrólise pode ser dividida em: hidrólise ácida, hidrólise básica e hidrólise neutra.

Outro exemplo de hidrólise é na preparação de p-nitroanilina a partir da p-nitroacetanilina (pode ser preparada através de Nitração da acetanilina).

A p-nitroanilina em meio aquoso protona e é solúvel. A melhor forma de separá-la é através da neutralização do meio ácido.

Para isso faz-se primeiramente a diluição da p-nitroanilina em água fria pois quando se joga a base para a neutralização, a reação libera muito calor (exotérmica) e a água fria irá absorver o calor da reação de neutralização. Após a adição da base vai haver a disprotonação da p-nitroanilina com a formação de uma substância pouco polar que irá se precipitar no meio aquoso.

Em seguida faz-se a filtração à vácuo para a obtenção de cristais, que ainda não está pura. A purificação é feita através da recristalização com água quente.

Nestas etapas deve-se ter o cuidado de não utilizar excesso de água, na filtração a água deve estar suficientemente gelada e não tentar acelerar o resfriamento para a formação dos cristais. O resfriamento deve ser feito lentamente para que permita a disposição das moléculas em retículos cristalinos, com a formação de cristais grandes e puros

3.2.3-Hidratação

Na química orgânica, a reação de hidratação é uma reação química em que um grupamento hidroxila (OH-) e um cátion hidrogênio (um próton acidífero) são adicionados a dois átomos de carbono ligados entre si através de uma dupla ligação carbono-carbono, pertencentes ao grupo funcional alceno, formando um álcool, ou de uma tripla ligação, no caso de alcinos, produzindo uma tautomeria ou equilíbrio ceto-enólico. A reação geralmente ocorre em meio ácido, em solução aquosa. A hidratação difere da hidrólise pois esta quebra os componentes não aquosos em dois. Aquela deixa os componentes não aquosos intactos.

A fórmula química geral da reação é a seguinte:

Alcenos: RRC=CH2 em H2O/ácido → RRC-CH2-OH (álcool)
Alcinos: RC≡CR' em H2O/ácido → R=R(OH) ⇌ R-C(=O)-R' (equilíbrio ceto-enólico)
No primeiro passo da reação nos alcenos, o próton acidífero liga-se ao carbono menos substituído, seguindo a regra de Markovnikov. No segundo passo, a molécula H2O liga-se ao outro carbono. Nesse ponto, o átomo de oxigênio possui três ligações e carrega uma carga positiva. A outro molécula de água aproxima-se e leva o próton extra, formando um álcool.

Na prática, essa reação é considerada pouco útil para a produção de álcool industrial, limitando-se aos laboratórios.

No caso dos alcinos, a sua hidratação produz um enol em equilíbrio com a sua forma ceto, a chamada tautomeria. Se um dos radicais R e R', ou mesmo os dois, forem um hidrogênio, a forma ceto vira um aldeído. Se os dois radicais forem alquilas, a forma ceto vira uma cetona.

3.2.2-Halogenação

Halogenação oxidativa de hidrocarbonetos de c~ 1~ a hidrocarbonetos de c~ 1~ halogenados e processos integrados relacionados aos mesmos". Um processo de halogenação oxidativa envolvendo contatar um hidrocarboneto reagente selecionado de metano, um hidrocarboneto de c~ 1~ halogenado, ou uma mistura dos mesmos com uma fonte de halogênio e, preferivelmente uma fonte de oxigênio na presença de um catalisador de haleto de terra rara ou oxi-haleto de terra rara, de modo a formar um hidrocarboneto de c~ 1~ halogenado tendo um número maior de substituintes halogênio quando comparado com o hidrocarboneto reagente. Preferivelmente, o produto é um metano mono-halogenado, mais preferivelmente, cloreto de metila. O processo de halogenação oxidativa para formar haleto de metila pode ser integrado com processos a jusante para produzir produtos químicos de alto consumo valiosos, por exemplo, álcool metílico e/ou éter dimetílico; olefinas leves, incluindo etileno, propileno, e butenos; hidrocarbonetos superiores, incluindo gasolinas; monômero haleto de vinila, e ácido acético. O haleto de hidrogênio, que é um co-produto destes processos a jusante, pode ser reciclado para o processo de halogenação oxidativa.

3.2.1-Hidrogenação

Hidrogenação é a reação química que ocorre quando uma molécula é obtida pela adição de hidrogênio a uma molécula insaturada ( aquela que contém dupla ou tripla ligação ). Este processo é muito utilizado na industria, para fabricação de margarinas, alcanos (partindo de alcenos e alcinos), alcoois (partindo de esteres). É um processo bastante rentável para a industria.

Os principais métodos que utilizam a hidrogenação são:

Método de Sabatier
Consiste na hidrogenação catalítica com níquel de alcenos ou alcinos para a obtenção de alcanos:

CH2 = CH2 + H2 ---> CH3 - CH3

Obtenção da margarina
Os óleos vegetais são ésteres líquidos constituidos por ácidos graxos insaturados. A margarina é um produto alimenticio obtido da hidrogenação destes óleos.
Óleo de soja + H2 ---> Margarina de soja


Obtenção industrial de álcools
Sob condições energéticas, pressão de 200 atm, catalisada por um sal de cobre II, obtem-se industrialmente álcoois a partir da hidrogenação de ésteres:

R - COO - R' + H2 ---> R - CH2 - OH + R' - OH

3.2-Adição de compostos insaturados

3.2.1-Hidrogenação
3.2.2-Halogenação
3.2.3-Hidratação

3.1-Combustão (oxidação-redução)

É uma reação química de oxidação-redução onde necessariamente temos a presença de um combustível e de um comburente, geralmente o oxigênio. Esta reação sempre libera energia calorífica e luminosa no espectro visível ou não.

Os termos oxidação e redução estavam associados a processos químicos que implicavam o ganho ou perda de oxigénio, respectivamente, por parte de compostos químicos. Estes processos incluem, por exemplo, a combustão do carvão ou a reacção de um metal com o oxigénio (como o aparecimento de ferrugem numa peça de ferro).
A evolução destes conceitos fez com que, actualmente, eles possuam uma aplicação muito mais ampla, abrangendo reacções que não envolvem o oxigénio como oxidante. Desta forma, uma reacção de oxidação-redução (ou abreviadamente reacção redox) é uma reacção onde há troca de electrões entre espécies químicas.
Vejamos, por exemplo, o que acontecerá quando introduzimos uma placa de zinco numa solução de sulfato de cobre? Se se esperar algum tempo verifica-se que a placa de zinco vai perdendo zinco para a solução, depositando-se, sobre esta, cobre.
O processo global que ocorreu foi:

Zn (s) + Cu2+ (aq) ↔ Zn2+ (aq) + Cu (s)

e constitui uma reacção redox. Este processo pode ser mais facilmente compreendido se o descrevermos pelas seguintes semi-reacções de oxidação e de redução:

Zn (s) ↔ Zn2+ (aq) + 2e- Semi-reacção de Oxidação
Cu2+ (aq) + 2e- ↔ Cu (s) Semi-reacção de Redução


Torna-se fácil compreender que o processo envolve a cedência de electrões por parte de um elemento, o que implica a aceitação dos mesmos electrões, por parte de outro, como se pode verificar no equilíbrio descrito. Assim, não se pode dizer que o processo global é de oxidação ou de redução, mas sim que se trata de um processo de oxidação-redução (ou processo redox).
No exemplo dado, o metal zinco (Zn (s)) oxida-se, uma vez que cede dois electrões ficando na forma de Zn2+ (aq), e é assim um agente redutor, reduzindo o ião cobre (Cu2+ (aq)) a cobre metálico (Cu (s)). A reacção redox global, descrita pela equação incial, apesar de não fazer intervir directamente electrões na sua escrita, descreve, na realidade, a transferência de electrões entre as duas espécies químicas.

3-Reacções dos compostos orgânicos

3.1-Combustão (oxidação-redução)
3.2-Adição a compostos insaturados: Hidrogenação, halogenação, hidratação
3.3-Esterificação e hidrólise

2.4 nomenclatura e isomeria de hidrocarbonetos

É um conjunto de substâncias com propriedades químicas semelhantes (propriedades funcionais)

Outros compostos organicos:

Isomerismo ou Isomeria ("iso" = "mesmo" , "meros" = "partes") é o fenômeno caracterizado pela existência de duas ou mais substâncias que apresentam fórmulas moleculares idênticas, mas que diferem em suas fórmulas estruturais. Por exemplo: Etanol e Éter dimetílico possuem a mesma fórmula (C2H6O).

2.3.4 - Formulas esterioquimicas

2.3.3 - Formulas de estruturas

Uma fórmula consiste numa forma de representar um composto químico usando símbolos para os átomos nele presentes. Usam-se índices para o número de átomos.
A fórmula de estrutura, também designada por fórmula estrutural, indica a forma como os átomos se encontram dispostos. Geralmente esta é feita dividindo a fórmula em grupos. A fórmula estrutural pode também indicar a disposição dos átomos ou grupos no espaço mediante artifícios gráficos que simulam figuras tridimensionais, por exemplo linhas finas, grossas ou descontínuas, consoante a ligação está no plano do papel, para a frente ou para trás. Se a fórmula estrutural permitir distinguir entre estereoisómeros designa-se por fórmula estrutural estereoquímica e se indica igualmente a conformação, denomina-se fórmula estrutural conformacional.
As fórmulas estruturais são muito utilizadas em química orgânica.

Exp:

2.3.2 - Formulas muleculares

Fórmula Molecular, na Química, é aquela que informa apenas o número de átomos em uma molécula, considerada, portanto, incompleta, pois priva-nos da compreensão das ligações entre estes átomos e a distribuição eletrônica em tais ligações. Veja a seguinte fórmula molecular:

C3H6O

A partir dela, pode-se concluir que em um mol dessa substância existem 3 mols de átomos de carbono, 6 de hidrogênio e 1 de oxigênio. Porém, não podemos saber a qual substância ela se refere.

Observe dois exemplos de substâncias que possuem essa fórmula:

Uma cetona: Propanona (Dimetil Cetona ou Acetona) (H3C—CO—CH3)

Um aldeído: Propanal (Propaldeído) (H3C—CH2—CHO)

Pode-se observar que a Fórmula Molecular pode gerar, às vezes, engano, quando necessita-se determinar a substância, porém ela pode ser muito útil quando deseja-se simplificar equações de reações químicas.

Fórmulas mais completas que a molecular, mais utilizadas na química orgânica são a fórmula estrutural e a fórmula estrutural eletrônica ou de Lewis.

[editar] Fórmulas Estruturais
Completa:

Apresenta todos os átomos do composto e suas ligações.

2.3.1 - Formulas empiricas

A formula quimica para um composto obtido por analise de composição sempre é a fórmula empirica.
Podemos obter a fórmula molecular da fórmula empírica se nós soubermos a massa molecular do composto. A fórmula molecular sempre será algum múltiplo inteiro da fórmula empírica (isto é, múltiplos inteiros das subscrições da fórmula empírica).

Ex: a Vitamina C (ácido ascórbico) contém 40,92% de C; 4,58% de H e 54,50% de O, em massa. A massa molecular experimentalmente determinada é 176u. Quais são as fórmulas empírica e molecular para o ácido ascórbico?

(40,92g C) x (1mol/12,011g)=3,407moles de C.

(4,58g H) x (1mol/1,008g)=4,544mols de H.

(54,50g O) x (1mol/15,999g)=3,406mols de O.

Determina-se a relação com menor número inteiro, dividindo-se cada valor pelo de menor quantidade de mols (3.406 moles do Oxigênio)



A quantidade relativa de mols de carbono e oxigénio parece ser igual, mas a quantia relativa de hidrogénio é mais alta. Considerando que não podemos ter “átomos fraccionários” em um composto, nós precisamos normalizar a quantia relativa de hidrogénio para ser igual a um inteiro. 1.333 é 1 + 1/3, assim se multiplicarmos as quantias relativas de cada átomo por ‘3’, deveremos obter valores inteiros para cada átomo.

C = (1.0) x 3 = 3

H = (1.333) x 3 = 4

O = (1.0) x 3 = 3

ou, C3H4O3

Esta é a fórmula empírica para o ácido ascórbico. E a fórmula molecular? Falamos que, experimentalmente, foi determinada uma massa molecular de 176u.Qual é a massa molecular dafórmula empírica?


(3 x 12,011) + (4 x 1,008) + (3 x 15,999) = 88,062u.

A massa molecular da fórmula empírica é menor que a experimentalmente determinada. Qual é a relação entre os dois valores?

(176u /88,062u) = 2,0

Se multiplicarmos a fórmula empírica por ‘2’, então a massa molecular estará correta. Assim, a fórmula molecular é:

2 x C3H4O3 = C6H8O6

2.3 - Formulas empiricas, formulas muleculares, formulas de estruturas e formulas esterioquimicas

2.3.1 - Formulas empiricas
2.3.2 - Formulas muleculares
2.3.3 - Formulas de estruturas
2.3.4 - Formulas esterioquimicas

2.2 Importancia dos compostos orgânicos na sociedade

Milhares de substancias quimicas, contendo carbono, são usadas em laboratorios e na industria.
Hoje conhecem-se mais de três milhões de compostos, uns encontram-se na natureza, mas muitos são sintetizados pelo Homem.
O carbono é tambem um elemento essencial á vida, entra na constituição de todos os seres vivos.
Os compostos orgânicos integram diversos materiais, tais como combustiveis, polimeros, pesticidas, herbicidas, fertilizantes, detergentes, aditivos alimentares, cosmeticos, perfumes e medicamentos. Esta listagem, não sendo exaustiva, evidencia a importancia da quimica organica numa sociedade em evolução cientifica e tecnologica e no bem- estar das populações.

2.1 O mundo dos compostos organicos

Os compostos organicos são substancias quimicas que contem na sua estrutura hidrogenio e carbono, e muitas das vezes contem oxigenio nitrogenio enxofre, fósforo, boro, halogenio e muitos outros. Não são moleculas organicas os carbetos, carbonatos e os oxidos de carbono.

Asmoleculas organicas podem ser:

1. Moleculas orgânicas naturais - São as sintetizadas pelos seres vivos denominados biomoleculas, que são estudadas pela bioquimica.
2. Moleculas orgânicas artificiais - São substancias que não existem na natureza e têm sido fabricadas pelo homem, como os plasticos. A maioria dos compostos orgânicos puros são produzidos artificialmente.

A linha que divide as moléculas orgânicas das inorgânicas tem originado polémica, porem geralmente os compostos orgânicos apresentam carbono ligado a hidrogénio, e os compostos inorgânicos não. Deste modo, o ácido carbónico é inorgânico, entretanto o ácido fórmico, o primeiro ácido carboxilico, é organico. O anidrido carbónico e o monoxido de carbono são compostos inorganicos. Portanto, todas as moléculas orgânicas contêm carbono, porem nem todas as moléculas que tem carbono, são moléculas orgânicas.

2 - Compostos orgânico

2.1 O mundo dos compostos organicos
2.2 Iportancia dos compostos organicos na sociedade
2.3 Formulas empiricas, formulas muleculares, formulas de estruturas e formulas esterioquimicas
2.4 nomenclatura e isomeria de hidrocarbonetos

1.1.6 - Formação de estalactites e estalagmites

Já tínhamos referido atrás que a solubilidade dos gases em água aumenta com a pressão
pelo que, a grande profundidade, a concentração do CO2 é elevada, fruto do aumento
da pressão, o que explica a formação de grutas calcárias dado que:

e havendo um aumento de pressão, pela Lei de Le Chatelier, o equilíbrio é deslocado no sentido da diminuição do número de partículas, i.e., no sentido directo, solubilizando o CaCO3 .
Mas as águas de infiltração nas grutas assim formadas, contendo os iões Ca2+ e
HCO3− , vão evaporando o que leva a que o equilíbrio anterior se desloque no sentido
inverso, formando CaCO3 , o que também é reforçado pelo facto de, no interior das
grutas a pressão é menor que a pressão atmosférica normal, sendo o equilíbrio
deslocado no sentido inverso.

Dureza da água: origem e consequências a nível industrial e doméstico

A dureza de uma água é a característica dessa água que está relacionada com a presença de iões Ca 2+ e Mg 2+ .
Se a concentração de sais de cálcio e magnésio, que contêm, portanto, os iões Ca 2+ e
Mg 2+ , é elevada a água diz-se dura. Se a concentração for baixa a água diz-se macia ou
mole.
Existem outros iões que influenciam a dureza da água, como os iões de ferro ou manganês, mas na prática o seu contributo é desprezado.
A dureza relacionada com a presença de iões HCO3 −, de cálcio e/ou magnésio, é
designada de dureza temporária porque pode ser eliminada por ebulição da água pois:

ocorrendo assim a precipitação do carbonato de cálcio e/ou carbonato de magnésio.
A dureza permanente é devida à presença de sulfatos, cloretos ou outros sais de cálcio
e magnésio que não sofram decomposição por aquecimento.
A dureza total resulta da soma de todos os efeitos produzidos pelos sais de cálcio e
magnésio.
A dureza de uma água exprime-se na unidade mg / L de CaCO3 , ou seja, contabilizase
a dureza que é provocada por vários sais numa água como se ela resultasse somente
da presença de CaCO3 .

Um exemplo: “Uma dureza de 3 75mg / L de CaCO significa que esta água possui sais dissolvidos que lhe dão a dureza equivalente à que teria 1L de solução aquosa onde estivessem
3 75mg de CaCO .”
Não esqueças que 1mg / L = 1 ppm, para uma solução aquosa.
A dureza da água pode vir dividida em quatro patamares. A figura seguinte mostra a
divisão do país em termos da dureza da água.O quadro seguinte apresenta alguns minerais, e sua composição química, presentes em águas calcárias e que podem ser responsabilizados pela dureza das águas calcárias, águas em
contacto com terrenos calcários.

Se analisarmos os produtos de solubilidade do sulfato de cálcio e do carbonato de
cálcio, a 25 ºC:
constatamos que são sais pouco solúveis e que as concentrações dos iões em equilíbrio com o sólido são muito pequenas, o que daria por si só um contributo muito pequeno para a dureza de uma água. É a presença de CO2 dissolvido na água, e de outras espécies, que aumenta a solubilidade destes sais e que justifica a dureza realmente existente.
A dureza pode ter origem artificial nas ETAs onde a água tem de passar por um leito de pedra calcária, com o fito de reduzir a sua acidez, reduzindo o CO2 dissolvido na água, o que se constata pela equação:

o que se pode conseguir também através da adição à água de hidróxido de cálcio ou
óxido de cálcio: A classificação das águas quanto à dureza prende-se com fenómenos indesejáveis, fruto
da precipitação dos sabões e da formação de incrustações calcárias.

Qual o efeito de uma água dura sobre um sabão?

Primeiro há que esclarecer o que é um sabão!
Um sabão é um sal solúvel de sódio no qual o catião Na+, se liga a um anião de cadeia longa, tendo este uma extremidade com afinidade para a água, constituindo uma cabeça hidrófila, e outra extremidade com afinidade para a sujidade, constituindo uma cadeia hidrofóbica, ou hidrófoba.
Os aniões do sabão possuem uma acção detergente porque conseguem formar agregados, micelas, que removem a sujidade das superfícies, mantendo-a em solução, o que é explicado esquematicamente na figura seguinte.

Numa água dura não ocorre formação de espuma e há impedimento da acção detergente
das soluções de sabão devido à formação de compostos indesejáveis com o sabão, a escuma, que se deposita nos recipientes onde se faz a lavagem, e que é o precipitado do sal pouco solúvel formado devido à combinação dos catiões Ca 2+ e Mg 2+ e os aniões provenientes do sabão, tal que:

Esta escuma é insolúvel e pegajosa e agarra-se às fibras dos tecidos tornando a roupa áspera. Permanece aderente à pele após o banho, alterando o pH desta, com todos os inconvenientes que daí advêm, como irritações e infecções, e ao nível do cabelo deixa-o difícil de pentear e sem brilho. Ao nível de banheiras e lavatórios, ficam mancha. Os detergentes possuem uma composição diferente da de um sabão, o que explica a não precipitação na presença de iões

Ca 2+e Mg 2+ , mas também vêem a sua eficácia diminuir com as águas duras.

A água dura provoca também incrustações calcárias em variadíssimo equipamento, ferros de engomar, máquinas de lavar, esquentadores, caldeiras e radiadores, revestindo as superfícies dos sistemas de aquecimento dificultando as transferências de energia para a água lá colocada, a qual não é suficientemente rápida, resultando num sobreaquecimento das partes metálicas do mesmo, provocando deterioração e eventualmente aumentar o risco de explosão.
Estas incrustações são mais acentuadas se a dureza for temporária, uma vez que o aquecimento da água leva à precipitação do carbonato de cálcio:

As águas macias também possuem inconvenientes. Dissolvem melhor os metais pesados, como o chumbo, ainda presente em canalizações antigas, e o cádmio, ambos venenosos, o que pode contribuir para a contaminação das águas, para além de serem mais corrosivas para a canalização metálica que as águas duras.

Redução da dureza da água

A redução da dureza da água, amaciamento, é levada a cabo por três processos: precipitação, complexação e troca iónica.
Na redução da dureza por precipitação é feita a adição de substâncias, que vão formar sais pouco solúveis de cálcio e magnésio, como o carbonato de sódio e o hidróxido de cálcio, para a água de consumo público, ou os fosfatos, no caso dos detergentes e nas ETARs.

Inconveniente: formação de depósitos de precipitado, o que implica a decantação e/ou
filtração da água antes da sua utilização. Os fosfatos provocam eutrofização. Na redução da dureza por complexação são utilizadas substâncias de efeito quelante (efeito de “garra”, “pinça”)que originam complexos estáveis com os iões Ca2+ e Mg2+ , quelatos, mantendo-os em solução, pelo que é impedida a sua reacção com o sabão e os detergentes, prevenindo também as incrustações e os depósitos calcários. São os chamados produtos anti-calcário, utilizados nas máquinas de lavar.

Inconveniente: os hexametafosfatos e os polifosfatos, apesar da sua não toxicidade, e
de serem baratos, levam a problemas de eutrofização. O EDTA e o NTA, apesar de possuírem uma elevada capacidade complexante, são irritantes para os olhos e são de biodegradação lenta. Os citratos, ao contrário, não são tóxicos nem irritantes para os olhos, são de biodegradação rápida, mas possuem uma capacidade de complexação bastante menor que o EDTA e o NTA.
Na redução da dureza por troca iónica são utilizadas resinas que possuem iões Na+ na sua estrutura, os quais são trocados por iões Ca2+ e Mg 2+existentes na água, sendo a regeneração da mesma conseguida por uma solução concentrada de NaCl , a qual vai repondo os iões Na+ na resina, removendo os iões Ca 2+ e Mg 2+ para a solução
regenerante. Os aluminosilicatos, zeólitos, são materiais naturais que possuem propriedades de troca iónica, sendo um desses materiais a glauconite, de fórmula~

K 2(MgFe) 2Al 6 (Si4 O 10) 3(OH) 12 , pois
têm cavidades na sua estrutura que
permitem o aprisionamento de iões.
Já existem zeólitos sintéticos com cavidades próprias para aprisionar determinados iões,
em função do seu tamanho e da sua carga eléctrica.

Inconveniente: apesar de não serem tóxicos, são idênticos à argila, possuem uma acção
lenta e uma baixa eficácia na remoção de iões Mg 2+ , para além de serem insolúveis e
por isso têm tendência a acumular-se nas ETARs.

Desmineralização da água do mar
A água do mar contém uma elevada quantidade de iões Na+ e Cl − , entre outros, em menor quantidade, sendo a sua salinidade média constante, tal como as proporções dos seus constituintes, por ordem decrescente, cloro, sódio, magnésio, enxofre, cálcio, potássio,…

O oceano é uma mina inesgotável de recursos, sendo a extracção do cloreto de sódio uma actividade praticada há muitos séculos.

Durante a I Guerra Mundial os americanos iniciaram a extracção de magnésio da água
do mar, indústria melhorada durante o decurso da II Guerra Mundial, sendo desta forma
obtida a maior parte do magnésio produzido no mundo.
Nos dias que correm, com grandes e graves alterações climáticas, com períodos
recorrentes de seca em muitas zonas do planeta, a dessalinização da água do mar está
a revelar-se cada vez mais importante.
A destilação é o processo mais antigo, e também o mais utilizado, para dessalinizar
água, sendo esta vaporizada por aquecimento a 110ºC e condensada por
arrefecimento. É um processo eficaz mas de elevado custo energético, e
consequentemente muito caro, pois para mudar de estado físico uma mole de água
necessita de 40,8 kJ de energia. Mesmo levando a cabo este processo a pressões
inferiores à pressão atmosférica, o que permite poupar energia, este não deixa de ser um
processo muito caro.
Pode recorrer-se à energia solar para levar a cabo a destilação da água do mar mas,
apesar de ter custos muito inferiores quando comparados com aqueles em que são
utilizados recursos não renováveis, é um processo muito lento e necessita de muito
espaço para a colocação das unidades de obtenção.
O processo mais rentável é a osmose, na qual se recorre a membranas semipermeáveis através
das quais a água circula, eliminando muitos dos sais nela dissolvidos.
Trata-se de um processo espontâneo, no qual as moléculas do solvente passam através de uma membrana semipermeável da solução de menor concentração para a solução de maior concentração.

Numa osmose inversa as moléculas do solvente, por acção de uma pressão forçada, vão passar de uma solução de maior concentração para uma de menor concentração, provocando a diminuição da concentração dos sais, que ficam retidos na membrana, obtendo-se
assim água dessalinizada, água doce, a qual tem de ser posteriormente sujeita a
tratamento para adequação aos VMR estabelecidos.
A osmose inversa permite reter partículas com diâmetro da ordem dos 0,1 nm.
Um processo alternativo é a nanofiltração, um processo de separação por uma membrana, não tão eficaz como a osmose inversa mas muito menos dispendioso pois
requer menos energia, uma vez que as pressões exercidas na água do mar que atravessa a membrana não são tão grandes como as requeridas pela osmose inversa, que permite reter partículas com diâmetro da ordem de 1 nm.

Mas atenção!

Após a dessalinização da água, como a maior parte das espécies dissolvidas são removidas, é necessário adicionar alguns sais, como hidrogenocarbonato de sódio e sulfato de magnésio, para corrigir a mineralização da água, já que não é saudável o consumo de águas muito pouco mineralizadas.

1.1.5 Equilíbrio em soluções saturadas de sais pouco solúveis: constante de produto de solubilidade ou produto de solubilidade

Se se proceder à dissolução de carbonato de cálcio em pó, CaCO3 , num certo volume
de água nota-se que apenas uma pequena massa deste sal se dissolve, ficando a solução
rapidamente saturada, constatado através da deposição de sólido no fundo do recipiente
utilizado. A temperaturas diferentes a solubilidade varia mas não deixa de se verificar a
saturação da solução para uma massa (e consequentemente uma quantidade) muito
pequena de sal dissolvido.

A massa de sal que se dissolve dissocia-se completamente tal que:Na solução saturada existe a quantidade máxima possível de iões 2+ Ca e 2−
CO3 , à
temperatura da experiência.
No entanto, através da adição de carbonato de cálcio radioactivo constata-se que,
passado algum tempo, a dita solução apresenta-se também radioactiva.
O que aconteceu então?
A conclusão a retirar é que existiu uma passagem de sólido para a solução. Então mas
esta já não tinha a quantidade máxima de iões Ca 2+e 2−
CO3 à temperatura da
experiência? Tinha, o que quer dizer que parte dos iões 2+ Ca e 2−
CO3 se juntaram para
formar sólido, o qual precipitou.
Logo, tem de existir uma situação de equilíbrio entre o CaCO3 sólido e os iões Ca 2+e
2−
CO3 em solução aquosa, à temperatura da experiência, tal que:

Este equilíbrio de solubilidade é um equilíbrio heterogéneo, dado que tem
componentes em diferentes estados físicos, i.e., em fases distintas.
A constante de equilíbrio será:Mas a natureza do equilíbrio, deste ou doutro qualquer, é dinâmica, i.e., ocorre uma
troca constante de iões entre a rede cristalina do sólido em contacto com a sua
solução saturada, o que leva a que o número de iões que transitam para a solução é
igual ao número de iões que se organizam na rede cristalina do sal. Logo, a
concentração do sal sólido na solução saturada é constante e o produto de uma
constante por outra constante é. Assimsendo S K a constante de produto de solubilidade ou simplesmente produto de
solubilidade.
O quadro 5 apresenta valores de alguns produtos de solubilidade para alguns sais e
hidróxidos a 25ºC.

A presença de iões 2+ Ca e 2−
CO3 em solução aquosa pode também resultar da dissolução de outros sais que contenham os mesmos iões e não da dissolução de mais
CaCO3 .
Mas uma coisa é certa. Sempre que o produto [ Ca2 + ] [ CO 2− ]3
.for superior ao valor de
S K vai ocorrer precipitação, i.e., formação de sólido no seio da solução.
Se definirmos o produto iónico [ + ] [ − ] = 23
Q Ca2 . CO teremos:
•S Q p K , ou seja, [ ] [ 2 ] 932 . 4,8 10+ − − Ca CO p × , solução não – saturada
•S Q = K , ou seja, [ ] [ 2 ] 932 . 4,8 10+ − − Ca CO = × , solução saturada
•S Q f K , ou seja, [ ] [ 2 ] 932 . 4,8 10+ − − Ca CO f × , solução sobressaturada

Relação entre S e KS

No equilíbrio que temos vindo a analisar, ( ) ( ) ( )CaCO3 s 2Ca aq + CO32 aq + − «

Então, como [ ] [ ]S e e K Ca CO + − = 2
3
2 . , temos 2 K S S = e 4,8 10 9 − S = × , i.e., 6,9 10 5 3 − − S = × mol dm .

O que concluímos daqui?
Concluímos que a concentração em iões 2+ Ca e 2−
CO3 em águas naturais é de
6,9 10 5 3 − − × mol dm , apesar de se encontrarem valores mais baixos uma vez que o ião
2−CO3 tende a hidrolisar-se, i.e., reage com a água, de acordo com a equação
( ) ( ) ( ) ( ) 2 3
2
CO3 aq H O HCO aq OH aq − − − + l « + .
Mas como é que podemos explicar valores muito mais elevados para a concentração em
iões 2+ Ca em águas naturais?
Temos de estudar esta situação à luz da variação da solubilidade de sais devido à
presença de outras espécies.
A presença de CO2 dissolvido na água a partir da atmosfera potencia a dissolução do
CaCO3 , tal que:
( ) ( ) ( ) ( ) 2 ( ) 3
2
CaCO3 s CO2 aq H2O Ca aq HCO aq + − + + l « +
É que as concentrações em 2+ Ca e 2−
CO3 presentes nas águas naturais seriam reduzidas
se só resultassem da dissolução do CaCO3 .
Este fenómeno ocorre nas águas naturais em contacto com solos calcários explicativo do
facto destas águas apresentarem um pH superior àquele que seria de esperar apenas
através da dissolução do CO2 , traduzido pela reacção( ) ( ) 2 ( ) ( ( ) ( ) ( )) 2 3 3 2 2 2 3
2
CO3 aq + H CO aq ® HCO aq CO g + H O « H CO aq − − l .
Como o CaCO3 abunda na crosta terrestre, as águas de origem subterrânea contêmconcentrações apreciáveis em 2+ Ca e 2−CO3 , e consequentemente −HCO3 .A presença de ácidos aumenta a solubilidade dos carbonatos em água.
Consequentemente existe um aumento de solubilidade do CaCO3 devido à dissolução
de CO2 na água. Todavia, o CaCO3 não deixa de ser um sal pouco solúvel à pressão
normal e temperatura ambiente e é por isso que alguns seres vivos o utilizam para
fabricar conchas a partir dos iões existentes na água do mar. No entanto, a elevadas
profundidades, abaixo dos 5 km, é praticamente impossível encontrar CaCO3 nas águas
marinhas, dado que o efeito do aumento da solubilidade com o aumento de pressão é
particularmente elevado para o caso do CO2 , efeito reforçado pela diminuição de
temperatura, a qual também contribui para o aumento da solubilidade deste gás na
água. Ácidos complexos, existentes nas camadas superficiais dos solos, contribuem
também para a acidificação da água, levando à produção de mais iões 2+ Ca e CO2 , pois
( ) 2 ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2
2
CaCO3 s + H aq ®Ca aq + H O + CO g + + l .
Então, o que acontece quando as conchas afundam a profundidades elevadas?
O equilíbrio de solubilidade é ( ) ( ) 2 ( )
3
2
CaCO3 s Ca aq CO aq + − « + , exotérmico no
sentido directo, potenciando o CO2 esta dissolução.
Como existe maior concentração de CO2 dissolvido em águas profundas, fruto das
pressões serem mais elevadas e as temperaturas mais baixas, reforçado pelo facto de a
dissociação do CaCO3 nos iões 2+ Ca e 2−
CO3 aumentar com a diminuição da
temperatura, a dissolução do CaCO3 das conchas dos seres vivos é favorecida, o que
está de acordo com a Lei de Le Chatelier.
Os seres vivos que habitam nas profundezas dos oceanos não possuem conchas uma vez
que estas se dissolveriam devido às altas pressões e baixas temperaturas.
Dependendo da constituição geológica, a acidez devida á presença de CO2 na água
pode levar à dissolução de outras espécies químicas como o feldspato (aluminossilicato
de potássio, KA Si3O8 l ), uma vez que 2 ( ) + 2 ( ) + 3 ( )® 3 8 2 2
KAlSi O s CO g H O l
( ) ( ) 2 ( ) 2 ( ) 4 ( ) ® A 2Si2O5 OH 4 s + HCO3 aq + K aq + SiO2 aq − + l .
Isto explica o facto de algumas águas naturais possuírem, para além de
hidrogenocarbonato, −
HCO3 , sílica dissolvida, SiO2 , e potássio, + K , em abundância.

Formação de precipitados
Se adicionarmos volumes idênticos de soluções 1,0 10 6 3 − − × mol dm de soluções aquosas
de AgNO3 e de NaCl , não é detectada visualmente nenhuma alteração. Contudo, se as
soluções adicionadas tiverem a concentração de 1,0 10 3 3 − − × mol dm ocorre a formação
de um precipitado branco de AgCl , conforme a equação:
( ) ( ) ( ) ( ) AgNO3 aq + NaC aq ® AgC s + NaNO3 aq l l
A equação iónica, eliminando os iões espectadores, é:
Ag (aq) + Cl (aq)® AgCl(s) + −
Uma das aplicações mais importantes do produto de solubilidade consiste na
determinação da formação, ou não, de um precipitado de um sal pouco solúvel a partir
da adição de soluções de sais muito solúveis.
Assim, ocorrerá a formação de um precipitado sempre que as concentrações dos
iões do sal em solução levem à saturação da solução nesse sal, ou seja, sempre que o
quociente da reacção correspondente ao equilíbrio desse sal for maior que o
respectivo produto de solubilidade.
Em suma:
• Qs <> Ks há formação de precipitado
• Qs = Ks é atingida a saturação da solução
Se numa solução existirem iões de vários sais pouco solúveis, por evaporação do
solvente, a saturação da solução relativamente aos vários sais presentes não é atingida
simultaneamente mas sim ocorre precipitação do sal menos solúvel em primeiro lugar,
seguindo-se os outros menos solúveis por ordem crescente de solubilidade. Chama-se a
este fenómeno precipitação selectiva de sais por evaporação do solvente e é o que
acontece nas salinas nas quais, por evaporação da água, os sais existentes, cloreto de
sódio, cloreto de magnésio, sulfato de magnésio ou o sulfato de cálcio precipitam
quando se atinge o respectivo produto de solubilidade.
Os diferentes produtos de solubilidade também podem ser usados em análise química
para a separação de iões. Vejamos.

Consideremos uma solução contendo iões cloreto ( ) − Cl e cromato 2−
CrO4 , cujas
concentrações são [ ] 0,10 3 − − Cl = mol dm e [ 2 ] 3
4 0,10 − − CrO = mol dm .
Por adição de nitrato de prata ( ) AgNO3 , o ião + Ag vai formar sais pouco solúveis com
esses iões: cloreto de prata (AgCl) e cromato de prata ( ) Ag2CrO4 .
Como em primeiro lugar precipita o sal que tiver menor S K isso quer dizer que vai
primeiro precipitar o sal que necessitar de menor quantidade de + Ag para atingir o
valor do respectivo S K .
Assim, para começar a precipitar AgCl é preciso que S S Q = K .
[ ] [ ] [ ]
[ ]
[ ] [ ] 9 3
10
1,8 10
0,10
1,8 10
. + − −
−
+
−
+ − + Û = ×
×
= Û = Û Ag = Ag mol dm
C
K
K Ag C Ag S
S
l
l
Qual o significado físico disto?
Quando [ + ] Ag atingir o valor 1,8 10 9 3 − − × mol dm começa a precipitar AgCl .
Para começar a precipitar Ag2CrO4 é preciso que S S Q = K .
2 5,1 10,102,6 10
. + − −−+−+ − + Û = ××
= Û = Û Ag = Ag mol dmCrO
KK Ag CrO Ag SS
Qual o significado físico disto?
Quando [ + ] Ag atingir o valor 5,1 10 6 3 − − × mol dm começa a precipitar Ag2CrO4 .
Conclusão:
Como é preciso menor quantidade de + Ag para precipitar AgCl do que para precipitar
Ag2CrO4 , obtém-se em primeiro lugar o precipitado de AgCl , o qual pode ser obtido
por filtração da solução, ficando ainda em solução o ião 2−
CrO4 , tendo deste modo sido
feita a separação dos iões − Cl e 2−CrO4 .
Este fenómeno é designado por precipitação selectiva de sais por adição de um
precipitante.

Já atrás tínhamos visto que a temperatura afectava a solubilidade de um sal,
consoante a solubilização seja um fenómeno endotérmico ou exotérmico, de acordo com
a Lei de Le Chatelier.
Se for endotérmico, um aumento de temperatura leva a um aumento da solubilidade do
sal e consequentemente a um aumento do produto de solubilidade.
Se for exotérmico, um aumento da temperatura leva a uma diminuição da solubilidade
do sal e consequentemente a uma diminuição do produto de solubilidade.
Também de acordo com a Lei de Le Chatelier, um aumento da concentração de
qualquer dos iões em solução leva o equilíbrio a deslocar-se no sentido inverso,
causando uma diminuição na solubilidade do sal em causa. Uma aplicação é o efeito do ião comum. Vejamos.
A solubilidade de um sal em água diminui por aumento da concentração de qualquer um
dos seus iões em solução. Consideremos, a 25 ºC, a solubilidade do cloreto de prata
(AgCl) . Como ( ) 1,8 10 10 − K AgCl = × S , temos:
S S
AgC s Ag aq C aq
− − − − −
− − − − −
« + + −
0 0
l( ) ( ) l ( )
donde que:
[ ] .[ ] 2 1,34 10 5 3 + − − − K = Ag C Û K = S Û S = K Û S = × mol dm S e e S S
l
Se tivermos o cloreto de prata numa solução 0,10 3 − mol dm de cloreto de sódio (NaCl) ,
o que é que acontece? Temos o efeito do ião comum, i.e., temos iões − Cl provenientes
do cloreto de prata e do cloreto de sódio.
Como a solubilidade vai ser muito inferior a 0,10 , S' pode desprezar-se na soma
0,10 + S' , e como a temperatura é a mesma, o que significa que o valor de S K é o
mesmo, temos:

Este resultado vem comprovar o que, teoricamente, nos diz a Lei de Le Chatelier, a
solubilidade diminui devido ao efeito do ião comum.
Também o efeito da adição de ácidos está de acordo com a Lei de Le Chatelier.
Quando o anião do sal pouco solúvel é uma base conjugada de um ácido fraco, esse sal
pode ser solubilizado através da adição de um ácido forte, como se verifica para a
dissociação do carbonato de cálcio:

em que o ião 2−
CO3 é uma base conjugada do ácido fraco −
HCO3 .
Adicionando um ácido forte, um ácido que sofra uma ionização praticamente total, os
iões 2−
CO3 vão aceitar protões desse ácido, tal que:

CO23CO aq + H aq ®CO g + H O l −

o que leva à diminuição da concentração dos iões 2−
CO3 e consequentemente o
equilíbrio ( ) ( ) 2 ( )
3
2
CaCO3 s Ca aq CO aq + − « + desloca-se no sentido directo
aumentando a solubilidade.
Por adição de uma quantidade suficiente de ácido todo o CaCO3 pode ser solubilizado.
Também o efeito da formação de iões complexos pode ser explicado pela Lei de Le
Chatelier.
Consideremos, novamente, o equilíbrio AgC (s) Ag (aq) C (aq) + − l « + l .
Por adição de amoníaco ( ) NH3 forma-se o ião complexo diaminoprata [ ]+
3 2 Ag (NH ) ,
pois ( ) 2 ( ) [ ( ) ] ( ) Ag aq NH3 aq Ag NH3 2 aq + + + « , o que leva a que a concentração do

ião + Ag , no equilíbrio AgC (s) Ag (aq) C (aq) + − l « + l , diminua, deslocando o
equilíbrio no sentido directo, havendo solubilização do precipitado.

1.1.4 Solubilidade de gases em água

A pressão não influencia a solubilidade dos sais mas influencia a solubilidade dos gases.
Esta solubilidade é também influenciada pela temperatura.
O quadro 4, abaixo, mostra a variação da solubilidade do dióxido de carbono e do
oxigénio com o aumento da pressão e da temperatura.

1.1.3 Solução saturada, não saturada e solubilidade

Por adição sucessiva de soluto a um dado volume de solvente chega-se a dada altura á
situação de não se conseguir dissolver mais soluto e à solução assim obtida chamamos
solução saturada.
A solubilidade de uma substância diz respeito à porção máxima de substância que é
possível dissolver num determinado volume de solvente.
A solubilidade em água é normalmente indicada pela massa de substância que se
pode dissolver, expressa em g, por cada 100 g de água, podendo também ser expressa
pelo quociente entre a quantidade máxima de soluto que se pode ter em cada dm3 de
solução, a uma dada temperatura (concentração da solução saturada).
A solubilidade dos sais geralmente aumenta com o aumento da temperatura, se
bem que esse aumento varie de sal para sal, como mostra a figura seguinte.
Todos os sais são compostos iónicos mas isso não quer dizer que se dissolvam todos
bem na água (dissociação seguida de solvatação).
O cloreto de sódio é um sal muito solúvel em água mas o cloreto de prata não o é.
A solubilidade dos sais varia com a temperatura. Assim:

• quando a dissolução é um fenómeno endotérmico, a solubilidade aumenta com o
aumento da temperatura;
• quando a dissolução é um fenómeno exotérmico, a solubilidade diminui com o
aumento da temperatura.

O estado de divisão do soluto e a agitação da solução não fazem aumentar a
solubilidade; só fazem com que o soluto se dissolva mais depressa no solvente.
O quadro 3, abaixo, apresenta sais e hidróxidos diferentemente solúveis em água.

Solubilidade de sais e hidróxidos

Os sais pouco solúveis, ou muito pouco solúveis, são vulgarmente designados por
insolúveis, mas na realidade têm sempre um certo grau de solubilidade.

Consequências da diferente solubilidade dos sais em água

• Como os nitratos são muito solúveis em água tal facto implica que a actividade
agrícola seja a maior causa de poluição das águas naturais, pois são utilizados
como adubos. Utilizados em excesso, o que não é aproveitado pelas culturas
infiltra-se nos solos, por dissolução nas águas de rega ou da chuva, e escorrem
para os rios, lagos e/ou aquíferos subterrâneos. A contaminação das águas
subterrâneas causa a contaminação de todas as captações que lhe estão
associadas.

• Como a salinidade da água do mar resulta de uma mistura de iões, por
evaporação da água, vamos obter uma cristalização de sais, por ordem crescente
de solubilidade, ou seja, começam por cristalizar os menos solúveis e só depois
os mais solúveis.--

1.1.2 Mineralização e salinidade

Ao atravessar solos de diversos tipos, ou em contacto com eles, a água vai dissolver
alguns dos seus constituintes, primariamente sais, mas também alguns compostos
moleculares, como a sílica, SiO2 , processo que se designa por mineralização, o que
explica por que é que as características de uma água dependem do local onde nasce e do
tipo de solos que atravessa, conforme já referimos, e verificámos, anteriormente.
As espécies químicas mais comuns em águas doces naturais, para consumo humano, e
respectivas concentrações médias, estão abaixo indicadas no quadro 1.

Espécies iónicas, e respectiva concentração, mais comuns em águas doces naturais para
consumo humano.

A mineralização pode ser expressa através do quociente da massa de material
inorgânico existente por litro de água, i.e., em −1 mg L , ou ppm.
A mineralização é em parte devida à dissolução do dióxido de carbono da atmosfera, o
que leva, como já vimos anteriormente, a um elevado teor em hidrogenocarbonato

e à acidificação das águas, potenciando a dissolução de outras espécies.
A mineralização da água pode ser determinada através da sua condutividade, uma vez
que existe uma relação entre a concentração de iões dissolvidos na água e a resistência
que oferece á passagem de corrente eléctrica. Uma condutividade anormalmente
elevada pode ser sinónimo de poluição de origem inorgânica.

A água do mar apresenta uma condutividade mais elevada que a água doce, o que leva à
conclusão que a taxa de espécies iónicas presentes na água do mar é maior, pois mais de
99% das substâncias dissolvidas na água do mar são sais. O quadro 2, abaixo, apresenta
as espécies iónicas presentes na água do mar, e a respectiva concentração em massa.

Espécies iónicas, e respectiva concentração, na água do mar

O quociente entre a massa de sais dissolvidos, expressa em g, por cada kg dessa água
toma a designação de salinidade da água, a qual em mares e oceanos apresenta valores
entre 7 a 43 g/kg.

A salinidade varia entre os vários mares e oceanos mas as proporções relativas dos seus
constituintes, ou seja, a % (m/msais) indicada no quadro 2, mantém-se constante, o que
possibilita exprimir a salinidade da água a partir do teor em cloretos.
Assim:É de realçar que a elevada salinidade da água do mar resulta do arrastamento de muitos
sais solúveis para os oceanos através dos rios e também das emissões feitas por vulcões
submarinos.

1.1-Mineralização e desmineralização de águas

http://dtnet.no.sapo.pt/ficheiros_blog/ano2_qui_2.4.pdf

Indice de conteudos Quimica

1.Reacções de precipitação e equilibrio heterogéneo

1.1-Mineralização e desmineralização de águas

1.2-Equilíbrio de solubilidade

2.Compostos orgânicos

2.1-Compostos orgânicos

2.2- Reacções dos compostos orgânicos

3.Polímeros ligas metalicas e outros materiais

3.1-Os plásticos e os materiais poliméricos

3.2-Metais e ligas metálicas

3.3-Outros materiais: Cerâmicos e compósitos