Categoria: Físico-química

Acetona sólida


A acetona (propanona) torna-se sólida em uma temperatura abaixo de -94,9 °C, e portanto será difícil ver esta substância neste estado, mesmo em um laboratório de química.

Com o auxílio do nitrogênio líquido é possível obter temperaturas menores do que os -94 °C, e assim você conseguirá ver como é a acetona sólida, mesmo que por alguns segundos, porque qualquer aquecimento faz com que retorne ao estado líquido.

No vídeo abaixo verá que foi obtida uma acetona finamente dividida, quase como uma ´neve´.

Um Nobel pelo grafeno

martyn mostra grafeno de plástico
Professor Martyn Poliakoff explica o que é o grafeno e porque dois físicos, Andre Geim e Konstantin Novoselov, receberam o Prêmio Nobel de física por estudos realizados com esta estrutura.

Martyn tenta repetir um dos procedimentos realizados por Andre e Konstantin, na obtenção de finas camadas de grafeno, apenas com um adesivo e grafite. Confira o resultado no vídeo abaixo.

Com legendas em português.

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.

Mão em nitrogênio líquido

O Theodore Gray é um entusiasmado pela química, e escreve regularmente uma coluna para a revista americana Popular Science.

Ele costuma também experimentos pouco tradicionais e que apresentam um certo perigo. Com conhecimento sobre a física e a química, é possível minimizar a chance de algum acidente, mas como ele sempre ressalta, as demonstrações somente devem ser feitas por especialistas e com o máximo de proteção possível.

Na coluna de agosto ele demonstrou como é possível colocar a mão dentro de nitrogênio líquido, que está a uma temperatura de -195 oC, sem muitos danos para a pele.

Apenas alguns instantes a mais em contato com o nitrogênio líquido podem resultar em congelamento e severos danos para a mão.

[Atualização 11 de outubro de 2017: O vídeo original está com problemas de acesso. Alteramos para um vídeo do canal NurdRage]
(sem legenda em português)

Neste experimento a pele da mão de Theodore Gray não congelou pois a imersão foi extremamente rápida, com um curto tempo de exposição. Além disto uma fina camada de vapor de nitrogênio minimizou o contato da pele com o líquido, no que é conhecido como efeito Leidenfrost. Que é o mesmo efeito que observamos quando uma gota de água é derramada sobre uma superfície que está muito quente. A gota de água quase que flutua sobre a superfície, com pouco contato com a placa quente.

Não tente isto em casa.

Veja os perigos de manipular nitrogênio líquido.

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.

Líquidos parcialmente miscíveis

A demonstração abaixo, presente no Wolfram Demonstrations Project, ilustra didaticamente o uso da regra da alavanca para o entendimento das quantidades e composições presentes em misturas binárias de líquidos parcialmente miscíveis (com presença de uma temperatura crítica de solubilidade superior (ou temperatura consoluta superior), indicada pelo ponto preto no diagrama).

O diagrama representa a formação (ou não) de duas fases como função da temperatura e da composição global. Neste, para situações em um ponto dentro da curva teremos a presença de duas fases (isto é, observa-se a presença de duas fases líquidas no recipiente).
A linha horizontal tracejada, presente dentro da região de existência de duas fases líquidas, é conhecida como linha de amarração (tie-line), e neste caso é possível utilizar a regra da alavanca para o cálculo das quantidades relativas de líquido nas duas fases.
Qualquer condição que saia da região de duas fases resultará na presença de uma única fase líquida.

wolfram demonstrações

Acesse e baixe a demonstração pelo link
http://demonstrations.wolfram.com/LeverRuleAppliedToPhaseDiagramForPartiallyMiscibleLiquids/
(necessário ter o Mathematica Player 7 para visualizar (baixe gratuitamente))

Osmose e termodinâmica estatística – Aula no MIT


Nesta aula, de número 24, o professor inicia com considerações sobre a osmose e com uma dedução da equação que representa a pressão osmótica.
Também dois exemplos são utilizados para dar uma dimensão dos valores presentes em medidas de pressão osmótica.
Numa segunda parte da aula, inicia com observações sobre a termodinâmica estatística, e em como é importante o conhecimento do objeto de estudo de uma forma macro e microscópica.

Aula em inglês.

Pressão de vapor de soluções binárias

físico química
Quando uma mistura de dois líquidos A e B observam um comportamento ideal, podemos dizer que obedecerão a Lei de Raoult. E por esta lei podemos verificar que a pressão parcial de vapor de cada componente é proporcional à sua fração molar no líquido. Ou seja
PA=PoA.xA
e
PB=PoB.xB
nas quais, PoB significa a pressão de vapor de B quando puro (normalmente em 25 oC), e PoA a pressão de vapor de A quando puro.

E então a pressão total de vapor será a soma destas duas pressões parciais.
P = PA + PA = PoB + (PoA – PoB).xA
; lembrando que xA + xB = 1

Misturas binárias que apresentam este comportamento ideal não são muito comuns, e para isto ocorrer as duas substâncias devem ser semelhantes, tais como apresentar uma estrutura molecular muito semelhante uma da outra, diferindo pouco em comportamento físico-químico. Como por exemplo em misturas, benzeno e tolueno; clorobenzeno e bromobenzeno; hexano e heptano; etc.

Soluções que apresentam um desvio desta idealidade, podem ter um desvio positivo ou negativo em relação à Lei de Raoult. Em um desvio positivo, a pressão parcial de A e B são maiores do que o esperado em um sistema ideal. Disto percebe-se que a interação entre as moléculas de A (A – A) e de B (B – B) são maiores do que as interações A com B (A – B). E mutatis mutandis para um desvio negativo da Lei de Raoult.

Na demonstração presente no Wolfram Demonstration Project vemos uma representação com aproximações qualitativas destes comportamentos. Ou seja, não existe um rigor matemático absoluto, e servem ilustração didática para entendermos este comportamento.
Nesta demonstração a curva em azul representa a pressão parcial de A, e a curva em vermelho a pressão parcial de B. A curva em preto mostra a pressão total deste sistema. Já as representadas em tracejadas demonstram os comportamentos idealizados.

Mesmo em sistemas não-ideais vemos que o comportamento da pressão parcial da A fica próximo ao da Lei de Raoult quando xA ~ 1. E vice-versa para o B.
E também para um sistema diluído, temos que este aproxima-se da Lei de Henry, cujas equações terão as relações lineares de, PA~KA.xA para xA ~0 , e PB~KB.xB para xB ~0.
Nestas o KB, e KA são chamados de constantes da Lei de Henry e dependem tanto da natureza do soluto quanto da do solvente.
E tais dados podem ser visualizados selecionando a opção ´show Henry´s law´.

Acesse a demonstração pelo link
http://demonstrations.wolfram.com/VaporPressuresOfBinarySolutions/