Álcool ou etanol?

Escrito por: Miguel A. Medeiros

Publicado em: 04 de julho de 2004

Qual a semelhança entre a cerveja, o vinho, a vodka, a cachaça, o licor e o álcool combustível para automóveis?
A semelhança é o constituinte principal, o álcool etílico, ou etanol. Mas o que é etanol?

O etanol, CH₃CH₂OH, é um dos principais álcoois que existem, sendo ele incolor, inflamável e de odor característico. Ele é miscível em água e em outros compostos orgânicos. Seu ponto de fusão é em -114,1°C e seu ponto de ebulição é em 78,5°C.

O etanol ou álcool etílico pode ser obtido através da fermentação dos açúcares. Este é o método mais comum no Brasil, que utiliza a cana-de-açúcar para obter os açúcares que darão origem ao etanol. Este álcool é o que se encontra em todas as bebidas alcoólicas, assim como no álcool combustível e na gasolina, como um aditivo.
O etanol pode ser obtido também, pela fermentação de cereais, tais como a cevada e o malte. A cerveja é obtida pela fermentação de cereais.

A fermentação ocorre com a adição de fermento biológico a uma mistura de água e açúcares. O fermento por possuir enzimas de levedura que convertem açúcar em álcool, é o responsável pelas reações de transformação de glicose a etanol. Estas reações podem ser simplificadas como a seguir:

C₆H₁₂O₆(aq)  à  2 CH₃CH₂OH(aq)  +  2 CO₂(g)

Enzimas à proteínas com propriedade de catalisar determinadas reações em organismos vivos, a partir de reações bioquímicas.

No processo de fermentação de açúcares para obter bebidas alcoólicas, não ocorre a produção de bebidas com alto teor alcoólico. Em bebidas com elevado teor alcoólico é necessário um processo de destilação da solução e isso é o que ocorre na produção de cachaça, por exemplo.

A cachaça ou também conhecida como aguardente é uma bebida que passa pelo processo de destilação, utilizando o alambique, aparelho que serve como um destilador fracionado, desenvolvido pelos alquimistas, na época medieval.
No processo de destilação da cachaça, utilizando o alambique, ocorre a produção de várias frações da bebida, com diversificados teores alcoólicos.  

No caso do álcool combustível ou do de uso doméstico, a destilação também ocorre, pois estes possuem alto teor alcoólico, geralmente acima de 85%. No Brasil, nos dias atuais, início de 2004, não deveria ser encontrado mais, álcool de uso doméstico com teor alcoólico tão elevado. Isso, devido ao seu uso inadequado, que provocava muitos casos de queimaduras graves em pessoas descuidadas.
Algumas marcas de álcool comercializado com finalidade de uso doméstico possuem teor alcoólico, em torno de 46% m/m (46° INPM) de álcool, que está sendo encontrado em forma de solução e em gel (neste caso o teor alcoólico é de 65%).

O que significa teor de 46% m/m? Bem, isso significa que em 100 g de solução, 46 g é de álcool e o restante é de água.

Entretanto, ainda existe no comércio o produto com teor alcoólico de 92,8% de álcool (graças a uma liminar concedida a alguns produtores), um teor muito elevado para a sua finalidade. A Anvisa (Agência Nacional de Vigilância Sanitária) em uma resolução de fevereiro de 2002 (resolução RDC nº 46, de 20 de fevereiro de 2002), mostra-se contra este tipo de produto, com alta concentração alcoólica. No banco de dados da Agência não foi encontrado nenhuma outra resolução que revogasse a anteriormente citada, apenas a informação sobre a liminar.

Os álcoois combustíveis e de uso doméstico possuem teor alcoólico superior a de bebidas, no entanto, estes álcoois não podem ser ingeridos, pois possuem aditivos, conhecidos como agentes desnaturantes, que são responsáveis pela alteração do gosto do álcool, para evitar que sejam ingeridos. Alguns agentes desnaturantes, utilizados: metanol, etanal e benzoato de denatônio.

O etanol pode ser obtido de outras formas, como por exemplo, a partir da hidratação do eteno, catalisado por ácido sulfúrico. A seguir, a reação simplificada de hidratação do eteno.

CH2=CH2

CH3-CH2-OH

O etanol, além de ser utilizado em bebidas alcoólicas, ele é muito empregado na indústria, seja na farmacêutica (na produção de perfumes, loções, anti-sépticos, etc) ou como solvente químico.  

O homem ao ingerir pequenas quantidades de etanol pode sofrer excitamento mental, depressão, vômitos ou náuseas. No entanto, o maior dano  é quando ingerido em grandes quantidades, pois aí, ele pode provocar problemas como: indução ao sono, coma alcoólico e até mesmo morte de uma pessoa.

Fazendo sabão

Materiais utilizados:
hidróxido de sódio (soda cáustica), filtro de papel,copos descartáveis, água, perfume ou álcool, sal de cozinha e gordura (óleo vegetal, óleo de cozinha).
Procedimentos:

• Prepare uma solução de hidróxido de sódio aquosa, para isso, dissolva um pouco de soda cáustica em um 100 mL de água. A solução aquecerá, por isso deve-se tomar cuidado. Quando estiver adicionando a soda cáustica a água, faça isso, adicionando pequenas quantidades de soda à água, para evitar aquecimento acelerado.
• Filtre a solução, utilizando um filtro de papel, que depois será descartado.
• Adicione a solução de hidróxido de sódio em uma vasilha que possa ir ao fogo, coloque a gordura vegetal dentro da mesma vasilha. Aqueça a mistura por alguns minutos. A aparência da mistura se modificará.
• Pare o aquecimento.
• Adicione uma colher de sal de cozinha e um pouco de perfume ou álcool à solução e misture.
• Espere a solução resfriar.
• Formará uma camada na parte de cima do líquido, recolha esta camada sólida, ela é o sabão.
• O sabão formado é a parte sobrenadante, depois de retirá-la, experimente-a, ou seja, utilize o sabão para verificar a sua utilidade.

O sabão é um bom meio de limpeza, pois ele possui uma parte de sua molécula polar e uma outra apolar , sendo a sujeira também apolar, então as partes apolares se unirão e a sujeira sairá, a parte polar do sabão se unirá à água que também é polar.

Substâncias corrosivas

ácido acético glacial:
libera vapores irritantes; trabalhar em capela.

ácido bromídrico:
apresenta-se em solução aquosa de concentração variada; libera vapores altamente irritantes e deve ser manipulado em capela.

ácido bromo-acético:
provoca queimaduras na pele; deve ser protegido da luz e da umidade.

ácido clorídrico:
libera vapores corrosivos que podem ser fatais; manipulá-lo em capela eficiente.

ácido fórmico:
produz sérias queimaduras; trabalhar com luvas.

ácido malônico:
sólido bastante irritante; deve-se evitar contato com a pele.

ácido nítrico concentrado:
libera vapores corrosivos; deve-se trabalhar em capela eficiente.

ácido nítrico fumegante:
é composto por ácido nítrico a 95% e contém óxidos de nitrogênio; seus vapores são altamente corrosivos e sufocantes; deve-se trabalhar em capela.

ácido sulfúrico concentrado:
provoca sérias queimaduras; usar luvas.

ácido sulfúrico fumegante:
é extremantente corrosivo e possui odor irritante de SO3; deve-se trabalhar em capela.

amônia:
gás incolor, corrosivo e tóxico, possui odor irritante e a inalação de seus vapores pode provocar asfixia, sendo bom trabalhar em capela.

bromo:
é um líquido volátil, irritante e corrosivo, ataca rapidamente tecidos orgânicos, provoca sérias queimaduras, trabalhar em capela eficiente, usar luvas.

dietilamina:
líquido altamente alcalino, irritante à pele e também às vias respiratórias; deve-se evitar contato com a pele e trabalhar em local arejado.

iodo:
sólido facilmente sublimável, os seus vapores são tóxicos e corrosivos; deve-se trabalhar em capela eficiente.

hidróxido de sódio e hidróxido de potássio
altamente corrosivo; deve-se evitar contato com a pele e os olhos.

Algumas aparelhagens de laboratório.

Frasco de Erlenmeyer - Utilizado em titulação, aquecimento de líquidos, dissolução de substâncias e realização de reações. Quando aquecê-lo, empregue o tripé com a proteção da tela de amianto.

Balão de fundo chato - Nele são aquecidos líquidos e realizadas reações com liberação de gases. Para aquecê-lo, use o tripé com a proteção da tela de amianto.

Béquer- Apropriado para reações, dissolução de substâncias, precipitações e aquecimento de líquidos. Para levá-lo ao fogo, use tripé com a proteção da tela de amianto.

Alonga- serve para conectar o condesador ao frasco coletor nas destilações, direcionando o fluxo de líquido.

Funil - O funil é utilizado para filtração, sendo que para filtrações mais delicadas (geralmente, em análises quantitativas), emprega-se o funil analítico, que tem diâmetro pequeno e haste maior. Às vezes, o analítico apresenta internamente estrias no cone e na haste.

Mangueira - usada para conectar e transportar a água para o condensador, ou outras utilidades.

Tubo de ensaio - Empregado para reações em pequena escala, principalmente testes de reação. Com cuidado, pode ser aquecido diretamente na chama do bico de Bunsen.

 

Condensador- Dispositivo para liquefazer vapores. É utilizado na destilação de soluções.

Bastão de vidro - baqueta ou bagueta. Haste maciça de vidro com que se agitam misturas, facilitando reações. É utilizado, principalmente para ajudar na dissolução de substâncias sólidas em líquidas.

Pipeta graduada e pipeta volumétrica - São utilizadas para medir com exatidão e transferir pequenos volumes de líquido. (Nunca se deve pipetar líquidos com a boca, utilize uma "pera" para puxar o líquido.

Bico de Bunsen - Também conhecido como búnsen. É a fonte de aquecimento mais empregada em laboratório. No entanto não se deve utilizá-lo para aquecer substâncias inflamáveis, para isso, deve-se utilizar uma chapa elétrica.

Cadinho - Geralmente é feito de porcelana. Serve para calcinação (aquecimento a seco e muito intenso) de substâncias. Poder ser colocado em contato direto com a chama do bico de Bunsen. Aguenta altas temperaturas, dependendo do material que foi feito.
Suporte universal - É empregado em várias operações, para sustentação de peças.

Vareta de vidro - Cilindro oco, feito de vidro de baixo ponto de fusão. Interliga peças como balões, condensadores, erlenmeyers etc.
Tripé de ferro - Sustentáculo utilizado com a tela de amianto para aquecimento de várias vidrarias.

Anel, ou argola - Preso à haste do suporte universal, sustenta o funil na filtração universal.

Pinça simples - Espécie de braçadeira para prender certas peças ao suporte universal.

Termômetro - usado nas medidas de temperatura.
Garra de condensador. Espécie de braçadeira que prende o condensador (ou outras peças, como balões, erlenmeyers etc.) à haste do suporte universal.

Estante de tubos de ensaio - Serve para alojar tubos de ensaio.
Pinça de madeira - Utilizada para segurar tubos de ensaio em aquecimento, evitando queimaduras nos dedos.
Cápsula de porcelana - Recipiente para evaporar líquidos.

Vidro de relógio - Peça côncava para evaporação em análises de líquidos. Para aquecê-lo, use tripé com tela de amianto.

Bureta - Serve para medir volumes, principalmente em análises. É utilizada para realizar medidas precisas de volume, também é utilizada em titulações.

Triângulo de porcelana - Suporte para cadinhos de porcelana colocados em contato direto com a chama do bico de Bunsen.
Tela de amianto - Serve para evitar o aquecimento direto de vidros refratários distribuindo o calor do bico de gás de forma uniforme.

Almofariz e pistilo - Empregados para triturar e pulverizar sólidos.
Frasco de Kitassato - Compõe a aparelhagem das filtrações a vácuo. Sua saída lateral se conecta a uma trompa de vácuo. É utilizado para uma filtragem mais veloz, e também para secagem de sólidos precipitados.

Balão de destilação - Destinado a destilação, pode ter um ou dois gargalos.

Funil de decantação - Utilizado na separação de misturas de líquidos imiscíveis.

Dessecador - Nele se guardam substâncias sólidas para secagem. Sua atmosfera interna deve conter baixo teor de umidade, para isso, utiliza-se agentes secantes, como sílica gel.
Pinça de Mohr e pinça de Hofmann - Servem para reduzir ou obstruir a passagem de gases ou líquidos em tubos frexíveis.
Provetas - Destinadas a medir volumes de líquidos e preparo de soluções.

Pinça metálica ou tenaz - Serve para manipular objetos aquecidos.
Pisseta - Frasco para lavagem de materiais e recipientes por meio de jatos de água, álcool e outros solventes.

Furadores de rolhas - Jogo de furadores utilizado para produzir orifícios de diferentes diâmetros em rolhas de cortiça ou de borracha.
Espalhador de chama - Adaptado ao bico de Bunsen, produz chama larga, apropriada para dobrar varetas de vidro.
Trompa de vácuo - Equipamento que, ligado à uma torneira, faz sucção nas filtrações à vácuo.

balança - Utilizada para efetuar medidas de peso de substâncias, sendo possível uma determinada precisão de massa. É a balança mais utilizada em laboratórios qualitativos.

Balão volumétrico - É utilizado para realizar reações sem aquecimento, no entanto, ele também pode ser aquecido, sendo utilizado uma manta aquecedora ou até mesmo adaptações com bico de bunsen.

Funil de Buchner - Utilizado para realização de filtragem à vácuo, é empregado juntamente com o kitassato.

Chapa elétrica e agitador - É utilizada para o aquecimento de substâncias de uma forma em geral, principalmente as substâncias inflamáveis. Esta é a forma mais comum e segura de aquecimento em um laboratório de química, atualmente. Ela também pode ser utilizada para o agitamento de soluções, aquecidas ou não.

Aparelhagem de destilação - Montagem de aparelhos para uma destilação. É utilizado, um condensador reto, uma alonga, um balão volumétrico, um adaptador para destilação e uma manta aquecedora.

Funil para sólidos - É utilizado para direcionamento de sólidos à um recipiente com a abertura reduzida.

Conta gotas - É utilizado para retirar pequenas quantidades de volume de líquidos de soluções.

Atitudes corretas dentro de um laboratório

- usar guarda-pó de algodão e abotoado, sapatos fechado, em caso de cabelos compridos, devem ser mantidos amarrados;
- usar óculos de segurança;
- não utilizar lentes de contato em laboratório, pois vapores corrosivos podem ficar presos entre a lente e a córnea e, em caso de algum líquido espirrar no olho, o lava-olhos não é eficiente;
- não usar produto que esteja sem rótulo;
- verificar sempre a toxidez e a possibilidade de inflamar dos compostos químicos;
- não pipetar nenhum líquido com a boca, para isso existe as peras, ou seringas;
- de forma alguma, efetuar procedimentos ou experiências sem a autorização do professor;
- não pôr as mãos na boca ou nos olhos, quando estiver manuseando algum composto do laboratório, é muito importante evitar este contato de forma a evitar problemas mais graves à saúde;
- Não fume, não coma e não tome nada no laboratório. Isto pode contaminar reagentes, comprometer aparelhos e provocar intoxicação;
- Não coloque bolsas, roupas, livros, etc. sobre a bancada;
- Não brinque no laboratório. Esteja sempre atento à experiência. Laboratório não é lugar para crianças;
- Não receba colegas no laboratório. Atenda-os no corredor;
- Siga rigorosamente as instruções fornecidas pelo professor;
- Caso esteja usando um aparelho pela primeira vez, leia sempre o manual antes e consulte o professor;
- Nunca teste um produto químico pelo sabor;
- Conheça as propriedades físicas, químicas e toxicológicas das substâncias com que vai lidar, bem como métodos de descarte dos resíduos gerados;
- Antes de usar qualquer reagente, leia cuidadosamente o rótulo do frasco para ter certeza de que aquele é o reagente desejado;
- Não aqueça líquidos inflamáveis em chama direta, caso seja necessário aquecer use banho maria;
- Nunca deixe frascos contendo solventes inflamáveis (éter, acetona, álcool) próximos a uma chama;
- Não armazene substâncias oxidantes próximo a líquido voláteis e inflamáveis;
- Abra frascos o mais longe possível do rosto e evite aspirar ar neste momento;
- Nunca torne a colocar no frasco uma droga retirada em excesso e não usada. Ela pode ter sido contaminada;
- Nunca aqueça o tubo de ensaio, apontando sua extremidade aberta para um colega ou para si mesmo;
- Cuidado com chapas elétricas. Elas podem estar quentes, verifique-a aproximando a mão lentamente das mesmas;
- Ao preparar soluções aquosas diluídas de um ácido, coloque o ácido concentrado lentamente na água, nunca o contrário isto pode causar projeções;
- Ao se retirar do laboratório, lave sempre as mãos.

Exercícios e Provas de Vestibular e Enem de Biologia

 Segue o link com os exercícios de Biologia
http://www.biologia.bio.br/provas/provas5.htm
Muito Interessante

INFLUÊNCIAS NA VELOCIDADE DAS REAÇÕES QUÍMICAS

INFLUÊNCIAS NA VELOCIDADE DAS REAÇÕES QUÍMICAS

Os principais fatores que alteram a velocidade das reações são: superfície de contato, temperatura, catalisadores, concentração de reagentes.

SUPERFÍCIE DE CONTATO

Para investigar o efeito da superfície de contato na velocidade, vamos considerar a reação a seguir:

CaCO_3(s) + H₂SO_4(aq) ®- CaSO_4(S) + H₂O_(l) + CO_2(g)

e medir o tempo necessário para obter o mesmo volume de CO_2(g) usando massas iguais de CaCO₃ sólido e volumes iguais de uma mesma solução aquosa de H₂SO₄ , com o auxílio da seguinte aparelhagem:

O tempo necessário para produzir 20 cm³ de CO₂ em cada experimento é:

Experimento I: 50 segundos;

Experimento II: 20 segundos;

Experimento III: 8 segundos.

Nesses experimentos, o único fator que sofreu variação foi a superfície de contato do CaCO₃ sólido. O tempo necessário para produzir o mesmo volume de CO_2(g) quando utilizamos a placa de CaCO_3(s) (experimento 1) foi maior (50 s), pois essa placa apresenta a menor superfície de contato; quando usamos CaCO_3(s) em pó, o tempo necessário foi menor (8 s), pois o pó apresenta a maior superfície de contato.

Isso ocorre porque as colisões entre as moléculas acontecem na superfície do sólido e, considerando que quanto mais fragmentado está o sólido, maior é a superfície exposta, o número de colisões aumenta, determinando também um aumento na velocidade da reação.

Observando a representação gráfica dos três experimentos, notamos que, com o aumento da superfície, aumentou a velocidade da reação e não a quantidade de produto formado.

TEMPERATURA

Muitos acontecimentos cotidianos podem servir para demonstrar a relação entre a mudança na velocidade das reações e a mudança de temperatura.

Um alimento cozinha mais rapidamente numa panela de pressão, por exemplo, porque nesse tipo de panela a água ferve a uma temperatura maior, o que favorece o cozimento. Para a melhor conservação de alimentos, eles são guardados em refrigeradores ou freezers, que apresentam temperaturas menores que a do ambiente, diminuindo a velocidade das reações responsáveis pela decomposição.

Outro exemplo da influência da temperatura na velocidade das reações ocorre com a combustão, que é uma reação exotérmica. Em um ambiente onde a perda de calor é pequena (como em uma floresta), a temperatura do ambiente aumenta e provoca um aumento na velocidade de reação de combustão. É isso o que torna os incêndios, especialmente os florestais, tão devastadores.

O primeiro cientista a relacionar a variação de temperatura e a velocidade das reações foi Jacobus Van't Hoff, no final do século XIX. Ele percebeu que, em algumas reações, uma elevação de 10°C durante a reação fazia com que a velocidade dobrasse. A partir desse fato, ele estabeleceu a seguinte regra, conhecida por regra de Van't Hoff.

Um aumento na temperatura provoca um aumento na energia cinética média das moléculas e, com isso, um aumento no número de colisões, o que irá acarretar aumento da velocidade da reação. Em um sistema, nem todas as moléculas apresentam a mesma energia cinética e somente uma fração delas (representada na área destacada do gráfico) possui energia suficiente para reagir:

Como, com a elevação da temperatura, ocorre um aumento na energia cinética média das moléculas, há alteração na distribuição dessa energia. Dessa maneira, aumenta a quantidade de moléculas com energia suficiente para reagir e, conseqüentemente, há aumento na velocidade da reação.

CATALISADOR

Nosso sistema digestivo converte os nutrientes (proteínas, carboidratos e gorduras) em substâncias que podem ser absorvidas e usadas pelas células. Essas transformações ocorreriam demasiadamente devagar se não existissem, em nosso organismo, substâncias capazes de acelerar o metabolismo, ou seja, as reações do organismo, sem serem consumidas nessas reações. Essas substâncias são um tipo de proteínas denominadas enzimas e constituem os catalisadores biológicos, ou biocatalisadores, e são altamente específicas.

Catalisadores: Substâncias capazes de acelerar uma reação sem sofrerem alteração, isto é, não são consumidas durante a reação.

Os catalisadores têm a capacidade de diminuir a energia de ativação, fazendo com que a reação se processe de maneira diferente.

O primeiro cientista a explicar a ação de um catalisador foi Arrhenius, em 1889. Ele afirmava que o catalisador se combina com o reagente, originando um composto intermediário que, por sua vez, se transforma, originando o produto e se regenerando em seguida. Considerando a reação genérica a seguir, de acordo com esse raciocínio temos:

Note que a soma dos dois passos corresponde à reação genérica que pode ser representada pela equação e pelo gráfico a seguir:

A + B ¾^C® AB

OBSERVAÇÕES

1. Um catalisador acelera a reação, mas não aumenta o seu rendimento, isto é, ele produz a mesma quantidade de produto, mas num período de tempo menor.

2.O catalisador não altera o DH da reação.

3.Um catalisador acelera tanto a reação direta quanto a inversa, pois diminui a energia de ativação de ambas.

As reações que ocorrem na presença de catalisadores são denominadas catálises, que podem ser de dois tipos: homogênea e heterogênea.

Catálise homogênea

Nesse tipo de reação, os reagentes e o catalisador formam um sistema monofásico ou homogêneo. Veja os exemplos:

Catálise heterogênea

Nesse tipo de reação, os reagentes e o catalisador formam um sistema com mais de uma fase. Veja os exemplos:

Autocatálise

É um tipo de reação na qual um dos produtos formados atua como catalisador. Um exemplo é a reação que ocorre entre o cobre (Cu) e o ácido nítrico (HNO₃ ):

Inicialmente, a reação ocorre lentamente; porém, à medida que o óxido de nitrogênio (NO) é formado, ele age como catalisador, aumentando violentamente a velocidade da reação.

Veneno ou inibidor de catalisador

E uma substância que se combina com o catalisador, diminuindo ou anulando a sua ação. O método industrial de produção de amônia (NH₃), conhecido por Haber-Bosch, só é vantajoso pela ação catalitica do ferro (Fe):

N_2(g) + 3 H_2(g) ¾ ^Fe® 2NH_3(g)

No entanto, sua eficiência se torna muito pequena se ocorrer a presença de arsênico (As), que inibe a ação do ferro, ou seja, é o veneno de catalisador.

CONCENTRAÇÃO DE REAGENTES

Em um pedaço de carvão em brasa, as moléculas de oxigênio 0_2(g) presentes no ar estão colidindo com o carvão. No entanto, apenas 20% das moléculas do ar são de 0_2(g); as demais também estão colidindo com o carvão, mas não participam da reação. Nessa situação, o carvão queima lentamente.

Se colocamos esse carvão em brasa em um frasco contendo gás oxigênio puro, ele se inflama. Isso se deve ao fato de que, nesse caso, todas as moléculas que se chocam com o carvão são de 0_2(g), o que permite concluir que o aumento da concentração de oxigênio passou de 20% para 100% e provocou um aumento na velocidade da reação.

A partir desse fato, podemos concluir que a velocidade de uma reação depende também da concentração dos reagentes, pois ela está relacionada com o número de choques entre as moléculas. Vamos aplicar esse conceito a uma reação genérica:

1A + 1B ® 1AB

O número de choques e, conseqüentemente, a velocidade irão depender das concentrações de A e B. Vamos considerar quatro situações em que varia o número de moléculas de A e B, num mesmo volume e numa mesma temperatura:

Isso demonstra que o número de colisões e, conseqüentemente, a velocidade da reação são proporcionais ao produto das concentrações.

Observação: Em reações envolvendo reagentes gasosos, quando se aumenta a pressão, ocorre uma diminuição de volume e conseqüentemente há aumento nas concentrações dos reagentes.