Actividade 1 - Pilhas Comerciais e Pilhas do Futuro


DURACELL%20C.jpg
O que é uma pilha?
Uma Pilha é um dispositivo constituído por 2 eléctrodos constituidos geralmente por metais diferentes onde ocorrem reacções de óxidação-redução espontâneas, que possibilitam a conversão de energia química em energia eléctrica, assim a forma de produção de energia eléctrica numa pilha baseia-se num fluxo de electrões do ânodo onde ocorre Oxidação, ou seja perde de electrões (polo negativo da pilha) para o cátodo, onde ocorre redução, ou seja ganha electrões (polo positivo da pilha).

Que tipos de pilhas existem actualmente no mercado?
Actualmente existem 4 tipos de pilhas no mercado:

  • Pilhas Primárias - são células galvânicas com os reagentes selados dentro de um invólucro. Como não se podem recarregar depois de gastas não podem voltar a ser usadas.
Exemplos deste tipo de pilhas:
- Pilha alcalina cilíndrica
- Pilha em forma de botão alcalina
:
A pilha alcalina é composta por um ânodo de zinco e um cátodo de dióxido de manganês.
- pilha de lítio: formada por ânodo de lítio e um cátodo de óxidos metálicos.
- bloco de lítio ( 2 pilhas em série )
- pilha de lítio/manganês: composta por um ânodo de lítio e um cátodo de dióxido de manganês
- Pilha de Zinco-Ar: formadas por um ánodo de zinco e um cátodo de
O2.
- pilha em forma de botão de zinco-árgon
- Pilha em forma de botão com óxido de prata
- Pilha seca ou de Leclanché: formada por ânodo de zinco e um cátodo formado por uma barra de grafite.
- pilha de lítio e iodo: composta por um ânodo de lítio metálico e um cátodo formado por um complexo de iodo.
- pilha de mercúrio: composta por ânodo formado por uma amálgama de zinco e mercúrio e por um câtodo de uma pasta de óxido de mercúrio II.

- pilha de Óxido de Prata: formada por um ânodo de zinco e um cátodo de Ag2O.
- pilha de zinco-carvão: formada por um ânodo de Zinco e um cátodo de MnO2 com Carbono.

  • pilhas secundárias ou acumuladores - podem reccarrregar-se se forem ligadas a uma corente eléctrica, podendo ser usadas de novo.
Alguns exemplos deste tipo de pilhas:
- bateria de ião de lítio

- bateria de níquel-cádmio: formadas por um ânodo de cádmio e um cátodo de níquel.
- baterias de hidreto metálico de níquel: formado por um ânodo constituido por um hidreto metálico e uma cátodo de hidróxido de níquel.
- baterias de chumbo e ácido: formadas por um ânodo constituído por uma grelha de liga de chumbo recoberta com chumbo esponjoso finamente dividido.e um cátodo constituido por uma grelha de chumbo recoberta com diòxido de chumbo.
- baterias de gel
- baterias alcalinas

  • pilhas de combustível - são pilhas cujos reagentes devem ser constantemente renovados e os produtos constantemente removidos.
- pilha de combustível hidrogénio-oxigénio

  • pilhas de concentração - são pilhas cujas semi-células são constituídas pelo mesmo material, mas cujos iões em solução têm concentrações diferentes.


Será que todas as pilhas têm a mesma voltagem?

Nem todas as pilhas têm a mesma voltagem,uma vez que a voltagem de uma pilha depende, por exemplo, do material porque é constituida, já que, cada material tem o seu potencial de redução. Normalmente as pilhas comuns apresentam uma voltagem que ronda os 1,5 V,enquanto que as pilhas recarregáveis apresentam uma voltagem que ronda os 1,2 no entanto as pilhas de lítio são a excepção que confirmam a regra. Na tabela seguinte podemos ver as voltagens de algumas pilhas:


pilha em forma de botão de zinco-árgon
1,4 VoLts
Pilha alcalina cilíndrica
1,5 VoLts
Pilha em forma de botão alcalina
1,5 VoLts
Pilha seca ou de Leclanché
1,5 VoLts
bateria de níquel-cádmio
1,2 VoLts
bateria de hidreto metálico de níquel
1,2 VoLts
pilha de lítio
3 VoLts
bloco de lítio ( 2 pilhas em série )
6 VoLts

E no futuro, que pilhas utilizaremos?

As pilhas de combustível serão a tecnologia do futuro, dado o seu potencial no que respeita à preservação do meio ambiente.

O princípio da pilha de combustível "fuel cell", baseia-se no processo electroquímico que combina directamente Hidrogénio com Oxigénio do ar, a uma temperatura da ordem dos 100ºC, produzindo electricidade e vapor de água;
H2 + O = H2O + Electricidade
Como podemos ver a única emissão produzida é o vapor de água, daí a não poluição do meio ambiente. O rendimento é elevado, na ordem dos 50 a 60%, são silenciosas, não dispõem de orgãos mecânicos, o que faz reduzir os custos de manutenção, e também não produzem vibrações, e O Hidrogénio, por outro lado, é praticamente inesgotável e pode provir do metanol, do gás natural ou da electrólise da água.

No entanto estas pilhas têm algumas desvantagens:
-
Custo muito elevado devido às condições de baixa temperatura em que o hidrogénio tem que ser armazenado.
- O peso e volume por kw, é ainda muito elevado
.

Apesar destas desvantagens, é importante percebermos que estas pilhas serão a tecnologia do futuro uma vez que não são poluentes e, por outro lado, o hidrogénio é praticamente inesgotável ao contrário dos materiais usados nas outras pilhas.


30f1.gif



Extracção Mineira


O que é?

Extracção mineira é um conjunto de processos/actividades que tal como o próprio nome indica tem como objectivo a extracção de minerais a partir de depósitos ou massas minerais. Como actividade industrial, a extracção mineira é indispensável para a manutenção do nível de vida e avanço das sociedades modernas em que vivemos.
Podendo-se mesmo dizer sem qualquer tipo de dúvida que sem a extracção mineira a sociedade actual, tal como a conhecemos, pura e simplesmente não existiria, uma vez que os minerais, e o que é deles posteriormente retirado (por exemplo os metais) estam presente em tudo o que usámos, desde os equipamentos eléctricos aos utensílios de cosinha.


Garimpo no Brasil

slide15.jpg
O garimpo é a forma mais rudimentar de extracção mineira, pois estão, muitas
vezes, localizados em áreas remotas e não contam com apoio de qualquer
empresa ou orgão público, sendo muitas vezes considerado ilegal.


Personal Opinion
:

Penso que os mineiros deveriam ter melhores condições de trabalho porque apesar dos gastos adicionais para criar estas condições seria mais rentavel se os trabalhadores estivessem mais felizes e não trabalhassem contrariados.













Extracção Mineira a Céu Aberto

800px-Chuquicamata-002.jpg

Extracção mineira a céu aberto
refere-se ao método de extracção de minerais a partir de um poço situado ao ar livre. Este tipo de extracção mineira tem, algumas limitações e acarreta alguns problemas. Uma das suas limitações é o seu uso depender da localização do minério procurado, uma vez que este tipo de extracção apenas pode ser usado quando o minério se encontra á superficie.
Os principais problemas provenientes deste tipo de extracção mineira são alterações de ordem paisagistica no local onde se situa poço, poluição do solo,
erosão, perda de biodiversidade, contaminação de aquíferos e cursos de água e escravatura.


Extracção Mineira no Subsolo


diminuator.php.jpg

Extracção mineira no subsolo refere-se ao método de extracção de minerais a partir de prefurações feitas no solo terrestre. Tal como a extracção mineira ao ar livre este tipo de extracção acarreta muitos problemas,como por exemplo,
poluição do solo, erosão, perda de biodiversidade, contaminação de aquíferos e cursos de água, escravatura, neste caso agravada porque muitas vezes as prefurações no solo não permitem a entrada de adultos dado o seu reduzido tamanho, então, por vezes existem uma exploração do trabalho infantil, crianças muitas vezes sem pais vivem em condições miseráveis e são obrigas a trabalhar nas minas, não recenbendo por vezes, mais do que um pão por dia e, por último mas não menos importante, este tipo de extracção pode causar a morte de quem trabalha nas minas por asfixia, já que por vezes não chega oxigénio sufeciente ás galerias onde os mineiros estão a trabalhar, ou pode ocorrer um abatimento de terras no qual os mineiros fiquem subterrados.

Por isso,

embora a manutenção do nível de vida das sociedades actuais dependa em parte da extracção mineira é preciso ter consciência dos problemas que esta pode causar e tentar minimisá-los ao máximo.

Personal Opinion:

tanto a extracção mineira no subsolo como a extracção mineira ao ar livre acarretam imensos perigos quer para quem lá trabalha, quer para o meio ambiente, por isso, acho que devem ser tomadas medidas o mais rapidamente possível para:
- salvaguardar o bem-estar dos mineiros, que arriscam a sua vida todos os dias em troco de um salário miserável com condições de trabalho do mais rudimentar que existe;
- proteger o meio-ambiente que pode ser seriamente afectado pelas substâncias usadas as minas, e pela destruição de paisagens e habitats.




Actividade 2 - Complexos, metais

Por que razão os complexos têm cor?


A maior parte dos complexos é formado por metais de transição, uma vez que estes possuem orbitais d em preenchimento, orbitais essas muito importantes para a cor que estes adquirem, uma vez que uma explicação para a origem da cor dos complexos é a transição de electrões entre as orbitais d do metal: Um electrão é excitado
d' uma orbital d com uma dada energia para outra orbital d de energia mais elevada, sendo a energia fornecida pela luz visível suficiente para provocar esta transição, uma vez que as diferenças de energia entre as orbitais d são muito reduzidas.

Que papel têm os metais para a vida humana?

Os metais acompanham o homem desde os primórdios, quando eram utilizados no fabrico de armas e instrumentos de caça. O bronze e o ferro, ajudaram o homem a sair da idade da pedra e continuam a ser, ainda hoje, metais com uma enorme importância industrial.
Hoje em dia os metais estão presentes em tudo o que usámos, desde pilhas, comandos, computadores, roupas, canetas, ...
No entanto, existem alguns que se sobressaem pela sua importância
:
desde logo o
ferro presente na hemoglobina do sangue dos mamíferos.
Metais como o sódio, potássio, cálcio e magnésio estão presentes no corpo humano em quantidades substânciais.
Os compostos de cobalto, molibdénio e zinco encontram-se nas vitaminas e enzimas essenciais para a vida humana.

Também na medicina e na biologia os metais assumem um papel fundamental, como se tem concluído através de investigações médicas e nutricionais, sendo, por exemplo O cobalto é utilizado no tratamento de doenças cancerígenas.
O ouro é usado em joalharia, em sistemas monetários, aplicações financeiras e um dos seus isótopos é usado como fonde de radiação gama.
O cobre é usado em cabos eléctricos, moedas, ligas, caldeiras, tubos, válvulas, torneiras, utensílios de cozinha e revestimeto de fachadas e telhados.
O vanádio e a platina são usados no fabrico de catalisadores tendo em vista a diminuição da poluição, e nos trabalhos de investigações que visam tornar o hidrogénio o combustível do futuro.
Outros metais como o titânio, são considerados metais das novas tecnologias e utilizados na indústria aeroespacial.
Existem muitos outros metais (essenciais) cuja importância para a sociedade é muito grande, no entanto, são tantos e com tantos e tão variados usos que só para os citar seria necessário um livro.

Todavia,

exitem alguns metais chamados de metais tóxicos, nos quais estão presentes o mercúrio,o chumbo e o crómio, cujas propriedades são nocivas para a nossa saúde e cujos efeitos devemos tentar minimizar ao máximo.


Podemos concluir assim, que os metais estão presentes em tudo o que usámos na nossa vida, desde electrodomésticos, carros, roupa, joalharia, tratamento de doenças, e nós próprios temos metais dentro nós, sendo por isso importante usar os metais com cuidado, uma vez que são um recurso finito, e sempre que possível é bom tentar reciclalos tendo em vista diminuir quer os gastos de energia quer os gastos de minérios.



Actividade 3 - EDTA e Hemoglobina

Fórmula Molecular do EDTA - C10H16N2O8

Estrutura Molecular do EDTA



Ethylenediaminetetraacetic.png


O que é?

EDTA ou ácido etilenodiamino tetra-acético, é um composto orgânico que age como agente quelante, e forma complexos muito estáveis com diversos iões metálicos. Entre estes podemos encontrar magnésio e cálcio, com valores de pH acima de 7 e manganês, ferro(II), ferro(III), zinco, cobalto, cobre(II), chumbo e níquel com valores de pH abaixo de 7. O EDTA é um ácido que actua como ligante hexadentado, ou seja, pode complexar o ião metálico através de seis posições de coordenação.

Usos

É usado como descolorante para cabelos; sendo também utilizado na fabricação de pães e derivados na industria alimentar. Sendo também usado durante o tratamento endodôntico por ter uma função quelante e retirar iões cálcio (Ca2+). Esta afinidade com o cálcio, faz com que seja também utilizado como anticoagulante.



Hemoglobina




A hemoglobina (Hb) é uma metaloproteína, constituída por quatro grupos HEME, que possuem ferro no centro, o qual estabelece seis ligações de coordenação, 4 delas estabelecidas com o porfirina e outras duas a moléculas de oxigénio,estabelecendo assim o transporte de oxigénio pelo sistema circulatório, através dos glóbulos vermelhos (eritrócitos).






Hb-animation2.gif 14.jpg




Catalisadores


Os catalisadores são substâncias que alteram a velocidade de uma reacção química sem sofrerem nenhuma alteração. Em geral, actuam em pequenas quantidades para transformar quantidades apreciáveis de reagentes.
Existem catalisadores positivos, designados simplesmente catalisadores, que aumentam a velocidade de uma reacção, e catalisadores negativos, denominados de inibidores ou estabilizadores, que diminuem a velocidade das reacções.
O efeito do catalisador pode ser reforçado por activadores ou promotores. Um catalisador pode tornar-se inactivo e diz-se, então, que o catalisador se encontra envenenado.
Os catalisadores podem dividir-se em homogéneos e heterogéneos. No primeiro caso, o catalisador e os reagentes constituem uma única fase; no segundo caso, o catalisador e os reagentes constituem fases diferentes e a reacção química só se dá na superfície das substâncias sólidas.
Ao nível dos seres vivos, existem catalisadores altamente eficientes e específicos, denominados de enzimas ou fermentos. As enzimas são proteínas globulares que têm uma propriedade muito importante que não se encontra nos catalisadores inorgânicos. Cada enzima intervém só, e de forma específica, numa única reacção química. Esta especificidade é de grande importância para a vida.
Os catalisadores são muito importantes a nível industrial, uma vez que permitem que se possam obter produtos com maior rapidez, não obrigando a recorrer a técnicas mais dispendiosas.
São muitos os exemplos de reacções industriais que se efectuam na presença de catalisadores, sendo de realçar as seguintes: síntese do amoníaco a partir do hidrogénio e do azoto usando um catalisador à base de limalha de ferro; síntese do ácido sulfúrico por oxidação do dióxido de enxofre usando um catalisador de pentóxido de vanádio e hidrogenação dos óleos para se obter gorduras sólidas, usando como catalisadores metais o níquel, o paládio e a platina.