Polímeros

7ki - Classificação de polímeros

7ki - As proteínas são polímeros naturais

7ki - Actividade com polímeros: EPS e látex

7ki - Testes a plásticos

Azoto na água

A química do azoto compreende diversos estados de oxidação e o facto de os microorganismos poderem causar mudanças nesses estados. Os estados de oxidação predominantes do azoto nos sistemas aquáticos são -III; zero ; III e V, correspondendo respectivamente às substâncias amoníaco, azoto e anidridos de ácido nitroso e ácido nítrico.

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A presença de azoto numa água pode identificar-se por determinação do teor em nitratos, do teor em azoto amoniacal (amónia) e do valor do azoto total, correspondendo este último à soma das formas de azoto orgânico e de azoto amoniacal.

• Um dos problemas correntes associados ao azoto acontece no controlo da qualidade de água dos aquários.
• Nitratos em águas subterrâneas: Ribatejo (1996-2000).
• Método para remoção de nitratos: permuta iónica.

Para melhor se situar nos problemas associados à determinação de azoto numa água, pesquise e responda às questões seguintes:

1. Indique 3 transformações a que está sujeito o azoto atmosférico.

2. Os seres humanos e muitos animais não conseguem utilizar o azoto inorgânico para produzir proteínas. Como conseguem então as proteínas de que necessitam?

3. Sob que forma se encontra o azoto resultante da degradação metabólica das proteínas?

4. O amoníaco resultante da acção das bactérias sobre a ureia pode originar os iões ______ e ________.

5. Que efeitos provoca o excesso de nitratos à disposição das plantas?

6. Identifique a doença provocada nas crianças pelo elevado teor de nitratos na água.

7. Quais as principais fontes de poluição por nitratos na água?

8. A descarga de azoto amoniacal e a subsequente oxidação pode causar forte diminuição de oxigénio dissolvido na água. Indique duas situações mais favoráveis a essa ocorrência e uma medida que atenue esse problema.

9. Qual o teor em nitratos abaixo do qual a OMS considera uma água potável?

10. Quais as principais origens do azoto amoniacal na água?

10.1. Que acção deve ser concretizada no tratamento de água com elevado teor de azoto amoniacal?

11. Que nome dá ao fenómeno resultante do excesso de nutrientes nas águas?

11.1. Dos parâmetros aqui estudados, qual o melhor indicativo desse fenómeno?

Actividade com polímeros: EPS e látex

Látex - Borracha

EPS - Poliestireno Expandido

Síntese de poliestireno em www.videolar.com.br/

Ciclo de vida do EPS em www.acepe.pt

Para além do que é habitual, o relatório individual deverá conter:

• uma introdução sobre o polímero da actividade (classificação, propriedades, aplicações, vantagens/desvantagens, possibilidades de reciclagem) e sobre cuidados (regras de segurança) a ter com os reagentes e materiais utilizados.
  
• uma discussão sobre as observações e uma explicação científica do que sucedeu.
  

Data limite de entrega: 08 de Maio.
Não esquecer a indicação das fontes de informação! BOM TRABALHO!

Testes a plásticos

Aqui estão algumas fotos sobre a aula em que os alunos identificaram plásticos através da realização de testes físico-químicos como

• teste da densidade (em água, em álcool isopropílico e em óleo de milho)
• teste da chama (com fio de cromoníquel)
• teste da acetona
• teste do aquecimento em água

Estes testes serviram para identificar os seis tipos de plásticos conhecidos pelos códigos de identificação

1 - PET 2 - HDPE 3 - PVC 4 - LDPE 5 - PP 6 - PS

Classificação de polímeros

A produção de polímeros ocupa mais de 3/4 da indústria da Química Orgânica.

A indústria de plásticos em Portugal tem evoluído bastante. Na década de 90 a produção triplicou. Apesar de ser uma economia relativamente pequena, Portugal encontra-se entre os maiores fabricantes mundiais de moldes.

Como podemos classificar os polímeros?

1. Quanto à síntese, há polímeros produzidos por reacções de adição e outros por reacções de condensação. Essas reacções são polimerizações (a partir de monómeros).


2. Quanto à origem os polímeros são naturais, artificiais ou semi-sintéticos e sintéticos;


3. Quanto ao número de monómeros que os constituem, os polímeros são homopolímeros ou copolímeros (heteropolímeros);


4. Em relação à sua degradação, existem alguns polímeros que são biodegradáveis, outros fotodegradáveis, outros são solúveis em água, ...


5. De acordo com o comportamento mecânico, o material polimérico pode ser:

• Plástico - capaz de ser moldado em várias formas (filamentos, películas e outras); Os plásticos podem ser termoplásticos ou termofixos, de acordo com o efeito que o calor lhes provoca.


• Fibra -muito fino e alongado, na forma de filamentos. Constituído sobretudo por macromoléculas lineares. Fibras: naturais, artificiais, sintéticas.

• Elastómero - recupera rapidamente a sua forma e dimensões iniciais, após cessar a aplicação de uma tensão; O exemplo da borracha. Também há elastómeros de silicone.

Outros termos:

Resina - é uma substância amorfa ou uma mistura, de peso molecular intermédio ou alto, insolúvel em água mas solúvel em alguns solventes orgânicos e que, à temperatura ambiente, é sólida ou um líquido muito viscoso, que amolece gradualmente por aquecimento. Todas as resinas naturais são solúveis e fundíveis. Todos os polímeros sintéticos que possuem estas características também são conhecidos como resinas sintéticas.

Bioplástico - Plástico biodegradável (pode não ser obrigatoriamente biodegradável desde que tenha origem em matéria-prima renovável). Pode ser obtido a partir de origem natural ou de origem sintética...

Um universo de alto grau de conhecimento e de polímeros em construção, com muita fibra!

Oxidabilidade - índice de permanganato

O índice de permanganato é uma medida convencional da contaminação de uma amostra de água por matérias orgânicas e inorgânicas oxidáveis.

A oxidabilidade pode ser determinada utilizando uma solução‑padrão de permanganato de potássio em meio ácido e após 10 minutos de ebulição.

Difusão do permanganato de potássio na água

Define-se como a concentração mássica de oxigénio equivalente à quantidade de iões permanganato consumidos quando uma amostra de água é tratada pelo permanganato nas condições definidas pelo teste.

Serve para avaliar a qualidade de águas potáveis tratadas ou não tratadas e de águas superficiais. Se estiverem muito contaminadas, as amostras devem ser preparadas por diluição.

Este método deve ser utilizado para efeitos de vigilância de grande número de amostras e com pequena carga poluente (águas para consumo humano).

Mede a oxidabilidade parcial da matéria orgânica e inorgânica.

Não se recomenda a águas residuais pois não serve para determinar a carga orgânica total numa água ou a medida de carência de oxigénio, em virtude de poderem existir substâncias voláteis que se libertam antes da determinação. Para esses efeitos podem-se determinar a carência química de oxigénio, a carência bioquímica de oxigénio ou o carbono orgânico total.

O teor em sulfatos determina a necessidade de efectuar uma pré-oxidação no tratamento das águas superficiais ou subterrâneas destinadas à produção de água para consumo humano.

Pesquise e responda:

1. Refira 3 características da amostra que podem impedir a boa aplicação deste método de determinação da oxidabilidade.

2. Que cuidado especial se deve ter na preparação de amostras com índice de permanganato superior a 10 mg oxigénio / litro?

3. Em que se baseia quimicamente este método?

3.1. Que tipo de reacção química ocorre durante a titulação?

3.2. Identifique os agentes envolvidos nesse tipo de reacção.

4. Que cuidados especiais se devem ter na preparação e conservação das amostras para determinação deste índice?

Sulfatos na água

O ião sulfato é um dos iões mais abundantes em águas naturais.

As suas principais origens são:

1. Origem geológica (dissolução de gessos, oxidação de pirites, erosão de granito e basalto)
2. Inquinação por dejectos;
3. Utilização de fertilizantes (p.e. sulfato de amónio)
4. Infiltração de águas do mar;
5. Chuva ácida resultante da presença de óxidos de enxofre (dos combustíveis fósseis).
6. Tratamento de águas (p.e. com o coagulante sulfato de alumínio); No entanto, esse coagulante pode ser removido por osmose inversa ou em resinas de permuta iónica.

Problemas associados à presença de elevado teor de sulfatos na água:

1. Formação de inscrustrações em caldeiras e em permutadores de calor;
2. Mau cheiro em tubagens de águas residuais - pela redução a ião sulfureto e formação de hidrogenossulfureto e ácido sulfídrico)
3. Corrosão de tubagens de águas residuais - bactérias infectam as paredes das tubagens e, na presença de oxigénio transformam ácido sulfídrico em ácido sulfúrico;

O ião sulfato determina-se, por exemplo, através do método gravimétrico baseado na formação de um precipitado de sulfato de bário (devido à adição de cloreto de bário), o qual será digerido, filtrado, lavado, calcinado e pesado. É importante controlar o pH da amostra e ter em atenção várias interferências: matéria suspensa, silicatos, sulfatos, sulfitos, metais pesados, etc. A calcinação deve ocorrer numa mufla a 800 ºC.

Pesquise, discuta em grupo e responda:

1. Em que conhecimentos químicos (princípio) se baseia o método gravimétrico utilizado na determinação de sulfatos?

2.1. Indique duas interferências que podem proporcionar resultados mais elevados.

2.2. Indique duas interferências que podem proporcionar resultados mais baixos.

3. Qual o agente de precipitação utilizado? E qual o precipitado formado?

4. Determine a solubilidade do sulfato de bário a 25ºC.

5. Por que razões se adiciona polpa de papel de filtro*, se filtra em vácuo e se coloca o precipitado na mufla?

* O papel de filtro deve ser isento de cinzas.

Actividades laboratoriais - Dureza da água e cloretos

Os alunos deverão preparar as actividades tendo em atenção:

- o interesse da continuidade de análise do mesmo tipo (origem) de amostra de água;

- os apontamentos da sebenta e do manual:

os materiais e os reagentes a utilizar;

os procedimentos a seguir;

as observações a anotar assim como o registo de outros dados relevantes;

- a necessidade de efectuar cálculos para preparação das soluções;

- os cuidados a ter com os reagentes e materiais;

- a existência de soluções que deverão ser padronizadas e a preparação das respectivas soluções-padrão;

- as características da água a analisar e as interferências provocadas com o método de determinação;

- as cores apresentadas pelos indicadores (1, 2) a utilizar nas titulações;

- a realização de vários ensaios para cada determinação e usar os concordantes (média...) assim como a realização de ensaios em branco;

- o conhecimento e compreensão das reacções químicas intervenientes e das expressões de cálculo utilizadas na determinação dos parâmetros a obter;

Para além do habitual, o relatório deverá ter:

• uma introdução sobre o parâmetro a determinar e os conhecimentos de química envolvidos assim como os cuidados a ter com todos os reagentes utilizados;
• uma discussão dos resultados obtidos;
• os cuidados de preparação da actividade salientados neste post também deverão ser incluídos aquando da introdução e/ou da discussão.

Ainda há dúvidas sobre como se deve elaborar um relatório? Vá ao Brasil - MACKENZIE

E Que tal espreitar o blog de uma turma fantasquímica... » Dureza cálcica e dureza total da água.

/que inveja daqueles laboratórios/até cai aquela lágrima!...