Experiência Laboratorial - Reação Exotérmica

INTRODUÇÃO

As reações químicas e interações intermoleculares sempre estão acompanhadas de uma liberação ou absorção de energia, ainda que a quantidade de energia seja às vezes pequena. Se a energia dos produtos é menor que a energia dos reagentes, então, enquanto a reação ou as interações avança, a energia é liberada. Por outro lado, se a energia dos produtos é maior que a dos reagentes, o sistema absorve energia das vizinhanças durante o curso da reação ou interações. Em qualquer caso, a quantidade de energia liberada ou absorvida expressa a variação da energia na mistura que reage ou interage entre si, (Lei da Conservação de Energia). A Termoquímica é a parte da Química que estuda as transferências de Calor nas transformações químicas e físicas. O Calor é uma forma de energia simbolizada pela letra “Q” que pode assumir valores positivos (Q > 0) quando o sistema absorve calor das vizinhanças (processo endotérmico) ou negativo (Q < 0), quando o sistema perde calor para as vizinhanças (processo exotérmico). Quando os processos endotérmicos ou exotérmicos ocorrem à pressão constante, como exemplo a pressão atmosférica, o calor absorvido ou liberado é igual a entalpia (∆H) do sistema. Para melhor elucidarmos uma reação exotérmica, sugerimos o desenvolvimento de um experimento, denominado “Bastão Mágico”, apresentado através de um filme, demonstrando todas as etapas macroscópicas do processo reacional.

Reações Químicas:

Materiais:

       

 Água (H₂0)

         Bicarbonato de Sódio (NaHCO₃)

         Permanganato de Potássio (KMnO₄)

         Ácido Sulfúrico (H₂SO₄)

         Algodão

         Acetona (C₃H₆0)

         Vidro do relógio

        Óculos protetores;

        Luvas;

    Bata

Procedimento experimental:

1) Misturar a água com o bicarbonato de sódio, de forma a prepararmos um “antídoto”.

2) Moer 10g de permanganato de potássio;

3) Juntas 2 gotas de ácido sulfúrico ao permanganato de potássio;

4) Observar a formação de uma substância verde (Mn₂O₇)

5)Juntar pedaço de algodão embebido em acetona;

6) Observar a natureza exotérmica da reação.

  

Níveis record de energia renováveis

Portugal atingiu um valor recorde de produção de electricidade através de fontes renováveis em 2014, o que permitiu evitar a emissão de 13 milhões de toneladas de dióxido de carbono para a atmosfera, revelaram hoje duas associações.

A Quercus e a Associação Portuguesa de Energias Renováveis (APREN) analisaram dados da REN - Redes Energéticas Nacionais sobre a produção de electricidade em 2014 e concluíram que "foi o ano mais renovável" e que, sem esta forma de conseguir energia eléctrica, "as emissões atingiriam 26 milhões de toneladas de CO2" (dióxido de carbono), ou seja, "o dobro do actual, [ou] cerca de 40% do total de emissões de gases de efeito de estufa" de Portugal.

"Sem electricidade renovável em Portugal e, partindo do princípio que seria possível assegurar o consumo recorrendo somente à utilização de toda a capacidade instalada das centrais a carvão e nas centrais de ciclo combinado a gás natural", as emissões atingiriam 26 milhões de toneladas de CO2, explicam as organizações, em comunicado.

O contributo das renováveis permitiu poupanças de 1.565 milhões de euros: 1.500 milhões na importação de gás natural e carvão e 65 milhões em licenças de emissão de CO2.

Por isso, a Quercus e a APREN apelam à continuação do investimento em energias amigas do ambiente e "mostram como o investimento em fontes de energia renovável é vital para a independência económica e energética do país, para além do respeito pelos compromissos climáticos internacionais".

Em 2014, a electricidade obtida a partir de fontes renováveis foi responsável por 62,7% do total energia eléctrica consumida, um aumento de 6% em relação ao ano anterior.

Em cada hora de consumo de electricidade, 38 minutos tiveram origem em centrais renováveis, dos quais 14 minutos foram produzidos pela energia eólica.

Este comportamento levou à redução do valor de electricidade importada para 1,8% do consumo, o mais baixo desde 2002, segundo as associações.

O ano passado foi mais húmido do que a média (em 27%) e favorável em termos de vento, enquanto no aproveitamento solar se verificou uma subida de 31% da capacidade instalada para a obtenção de energia fotovoltaica.

"Não podemos deixar de continuar a apostar nas energias renováveis e na eficiência energética, permitindo a recuperação da economia sem onerar o ambiente. Para tal, é preciso um investimento na sensibilização e um planeamento adequado do sector energético também em prol de uma desejável política climática exigente", defende o coordenador do grupo de energia e alterações climáticas da Quercus, Francisco Ferreira, citado no comunicado.

O presidente da APREN, António Sá da Costa, salienta que "2014 foi um ano em que Portugal beneficiou em ter apostado nos seus recursos renováveis para produzir electricidade pois, além de se terem evitado importações de combustíveis fósseis e emissões de gases com efeito de estufa, o facto de quase dois terços da electricidade consumida ser de origem renovável possibilitou estabilizar o preço deste bem".

Lusa / SOL

Empresa chinesa vai abrir fábrica de painéis solares fotovoltaicos no Brasil

O presidente da Agência Brasileira de Promoção de Exportações e Investimentos (Apex-Brasil), David Barioni, e a vice-presidente do Grupo BYD, Stella Li, anunciam nesta terça-feira (19), investimentos de R$ 150 milhões para instalação da primeira fábrica de painéis solares fotovoltaicos no Brasil. A meta da empresa é produzir 400 MW de painéis solares por ano.

Na ocasião, a Agência e a BYD assinarão um memorando de entendimento para oficializar o investimento. A cerimônia acontece no Palácio do Planalto, no âmbito da visita do primeiro-ministro chinês, Li Keqiang.

A BYD Energy faz parte do Grupo BYD, gigante chinês que emprega 180 mil pessoas em 15 unidades instaladas em várias partes do mundo.

Desde 2011, o grupo prospecta o mercado brasileiro e, desde então, conta com o apoio da Apex-Brasil, agência vinculada ao Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior (MDIC). No ano passado, o grupo chinês aportou R$ 100 milhões na instalação de uma fábrica de ônibus elétricos em Campinas (SP).

O ministro do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior, Armando Monteiro, acredita que a chegada de uma nova planta para fabricação de painéis fotovoltaicos no Brasil deve ser celebrada não apenas pela geração de novos empregos, mas também por ser um estímulo para o desenvolvimento da indústria nacional.«

“Esta nova unidade é um investimento em alta tecnologia, que estimulará a setores indiretos do nosso parque industrial. São novos postos de trabalho, em um setor de grande adensamento tecnológico. Há muitos fatores positivos nesta operação”.

David Barioni explica que a concretização de aportes estrangeiros é uma decisão que envolve muito planejamento, por isso leva tempo para ser concretizada. “É comum uma empresa levar até três anos para aplicar o recurso.

É uma decisão que envolve cifras vultosas. Neste caso específico, muito além do dinheiro, o investimento representa um avanço tecnológico para o Brasil, inaugurando uma nova frente de produção energética”.

A Apex-Brasil apoia empresas estrangeiras com informações sobre o mercado brasileiro, análise de custos operacionais, localização de áreas para instalação da fábrica e, principalmente, na interlocução governamental nas três esferas: federal, estadual e municipal.

Mais investimentos

A empresa vai instalar também um centro de pesquisa e desenvolvimento com foco em estudos e tecnologias para veículos elétricos, baterias, smart grid, energia solar e iluminação. O centro e a nova fábrica de paineis também serão instalados em Campinas.

“Creio que o nosso compromisso com a tecnologia e a inovação em tudo o que fazemos, trará aos brasileiros uma alternativa em energia renovável para enfrentar os desafios futuros, e viver uma vida mais saudável e mais gratificante”, afirma a vice-presidente sênior da BYD, Stella Li.

Até 2017, o Grupo BYD pretende investir R$ 1 bilhão no Brasil. Para o diretor de relações governamentais da BYD Brasil, Adalberto Maluf, o investimento em painéis solares inaugura uma nova fase da energia limpa.

“Traremos uma tecnologia de ponta, chamada de double glass, que significará paineis solares fotovoltáicos com maior eficiência e durabilidade em relação aos paineis convencionais. Com isso, a geração limpa e descentralizada será cada vez mais competitiva no Brasil”.

O avião solar está no ar

O avião movido a energia solar está aí. O sonho de um avião capaz de voar dia e noite sem combustível e sem poluir, começa a tornar-se realidade.

O projeto, batizado Solar Impulse, nasceu em 2003. Foi preciso muito trabalho para o aperfeiçoar, mas está finalmente pronto para um voo ambicioso.Em abril de 2008, a Comissão Europeia decidiu apadrinhar o projeto de Bertrand Piccard e André Borschberg, reconhecendo a importância do Solar Impulse para um impulso às energias renováveis.

Quando descolou pela primeira vez em 3 de dezembro de 2009 em Dübendorf, na Suíça, o Solar Impulse não se ergueu mais alto que alguns decímetros. Mas um ano depois, a aeronave fez um voo de 26 horas, provando a capacidade de armazenar suficiente quantidade de energia nas baterias de lítio.Um segundo modelo mais perfeito, o Solar Impulse 2, realizou o primeiro voo na Suíça em junho de 2014. O Solar Impulse 2 dispõe de quatro motores eléctricos, alimentados por 17 mil células fotovoltaicas. Com uma hélice de 17,5 cavalos e meio, tem a potência de uma scooter.

Com 72 metros, o Solar Impulse 2 tem só menos oito metros de comprimento de asas que um Airbus A380. Fabricado em fibra de carbono, pesa apenas 2.300 quilos, o peso de um veículo todo-o-terreno familiar.

Depois de 12 anos de trabalho, Bertrand Piccard, co-fundador deste projeto, decidiu avançar para o verdadeiro teste de fogo: o Solar Impulse 2 está no ar para um voo à volta do mundo.

“Vamos partir de Abu Dhabi, atravessar a Índia e a China, realizando etapas de 24 horas, para seguir depois para o Havai e os Estados Unidos, sobrevoar o Atlântico rumo à Europa do Sul e Norte de África, e fazer então um longo voo de regresso a Abu Dhabi, completando assim o ciclo do globo terrestre.”, explicou Piccard.

Um percurso ousado que exige dos dois pilotos, Bertrand Piccard e André Borschberg, uma excelente forma física.

São 35 mil quilómetros, 25 dias de voo, a uma altitude de 8 500 metros durante o dia e 1 500 metros durante a noite, num cockpit não pressurizado. E um só piloto a bordo durante uma etapa de cinco dias e cinco noites. Entre Abu Dhabi e a primeira escala em Mascate, capital de Omã, é Borschberg que assume a pilotagem:

“Planeamos descansar ou dormir durante um máximo de 20 minutos de cada vez, restabelecemos então o contacto com o centro de controle, fazemos a verificação do desempenho do avião e podemos ter em seguida um segundo intervalo de repouso.”, sublinhou o piloto suíço.

Esta é uma prova exigente para os pilotos, mas o Solar Impulse não é uma aventura desportiva – o objetivo deste projeto é demonstrar que podemos dispor hoje da tecnologia que nos permite economizar a energia consumida no planeta.

O voo pode ser seguido no twitter (hashtag #solarimpulse) e na página online do projeto

GravityLight a lâmpada que funciona com energia da gravidade promete revolução

Foi então que nasceu uma lâmpada que se propõe ser uma solução paliativa, mas ao mesmo tempo muito útil. A GravityLight é acionada com um peso de 25 libras (pouco mais de 11 quilogramas), o que tanto pode ser um saco de areia como um aglomerado de pedras ou qualquer outro objeto.

O objeto é então levantado por meio de uma corda com contas e, uma vez que o topo é atingido, basta soltar para ter iluminação por um período de 20 ou 30 minutos por ciclo. Uma vez terminado o período, basta puxar a corda novamente.

O projeto tem foco inicial nos países em desenvolvimento, mas pretende atingir mais de 30 países em sua segunda fase. Segundo os fabricantes, a GravityLight 2 tem maior autonomia, é mais brilhante e também pode permanecer acesa entre os ciclos (momentos em que é necessário suspender novamente o peso).

A nova versão da GravityLight também serão fabricadas diretamente nos locais em que são mais necessárias, o que deve diminuir os custos e gerar empregos nesses países — em especial o Quénia.

Custo Vs benefício da GravityLight

As tradicionais lâmpadas de querosene, por sua vez, são consideradas um risco, tanto para os utilizadores quanto para o meio ambiente de forma geral. Além do óbvio perigo de incêndios (dada a natureza altamente inflamável do combustível), esses lampiões ainda liberam no ar gases potencialmente cancerígenos.

De acordo com a GravityLight, atualmente 780 milhões de mulheres e crianças inalam uma quantidade de querosene equivalente ao fumo de 40 cigarros por dia.

Além disso, estima-se que, coletivamente, a queima do combustível por aproximadamente 3% das emissões de CO2 (gás carbónico) no planeta, com a produção do chamado “carbono negro” tornando o quadro ainda mais preocupante nas localidades que dependem dessa fonte.

Por fim, a utilização do querosene ainda representa um rombo económico considerável entre as populações mais pobres. De acordo com a companhia, o combustível consome cerca de 30% dos gastos mensais dessas famílias, enquanto que a GravityLight pode ser comprada por 6£ (cerca de 9 Euros).

Experiência Laboratorial: Biodiesel e Saponificação

BIODIESEL

O biodiesel, ou éster metílico, é um combustível biodegradável que é fabricado a partir de fontes renováveis, como óleos vegetais, provenientes do girassol, amendoim ou até mesmo da couve-nabiça. Com uma tonalidade próxima do amarelo torrado, é mais ou menos viscoso consoante a origem dos óleos usados, e pelo facto de ser produzido a partir de fontes renováveis de energia, a sua utilização envolve grandes vantagens para o ambiente e para o ser humano. 

Ao constituir uma alternativa aos combustíveis fósseis, que caminham actualmente para o esgotamento, o biodiesel torna-se indispensável, sendo portanto importante incrementar a sua produção.

Transesterificação

A transesterificação, é um processo através do qual ocorre a cisão do componente triglicerídeo (molécula formada por três ésteres ligados a uma molécula de glicerina) ao reagir com um álcool, em geral, o metanol (CH3OH). Essa cisão, irá libertar dois compostos: éster metílico – biodiesel -, e glicerol que é um subproduto. Todo este processo ocorre na presença de um catalisador que poderá ter carácter ácido ou alcalino, mas em geral, utiliza-se o hidróxido de sódio (NaOH) ou de potássio (KOH). A glicerina torna o óleo mais denso e viscoso. Durante o processo de transesterificação, a viscosidade e densidade do óleo são diminuídas considerávelmente.

Materiais:

• Gobelés de plástico de 0,250L;

• Gobelé de vidro de 2000 ml;

• Varetas de vidro;

• 1 Vidro de relógio;

• 1 Pipeta;

• 1 Ampola de decantação;

• Termómetro graduado;

• Agitador magnético;

• 1 Balança digital;

• 1 Placa térmica;

• 1 Pano ou filtro;

• 1 Agitador eléctrico;

• Bata;

• Luvas;

• Funil;

• Argola;

• Suporte;

• Base.

Aqui vão algumas fotos para os nossos seguidores dos processos laboratoriais:

Experiência Laboratorial: Carbonização do Açúcar

A nossa experiência, Carbonização do Açúcar, consiste em observar o poder desidratante do Ácido Sulfúrico na molécula de Sacarose observando ao mesmo tempo, o vapor de água e toda a energia emanada resultante do processo. Como sabem o açúcar, é principalmente constítuido por Sacarose, sendo esta formada por Glicose e Frutose.

Começemos então, com uma breve descrição da molécula de Glicose:

Analisando calmamente a fórmula de estrutura, conseguimos concluir que:

·      É constítuida por 6 Carbonos; 12 Hidrogénios; 6 Oxigénios, logo a sua formula química será: C₆H₁₂O₆;

·         Pertence à familia dos Aldeidos, devido ao seu grupo funcional.

A Molécula de Sacarose, é como já foi referido, constituída por uma molécula de Glicose e outra de Frutose, tendo o seguinte aspeto:

·         

Analisando a estrutura da Sacarose, concluímos que esta tem 12 Carbonos, 22 Hidrogénios e 11 Oxigénios - C₁₂H₂₂O₁₁.

Carbonização do Açúcar:

A reação global desta experiência é dada por:

C₁₂H₂₂O₁₁(s) + 11 H₂SO₄ (aq) --> 12 C (s) + 11 H₂SO₄.H₂O (g)

A experiência é caracterizada essencialmente pela desidratação da molécula de Sacarose, através da ação do Ácido Sulfúrico, sobrando apenas uma substância negra, constituída pelo Carbono que resta da molécula, ou seja os 22 Hidrogénios e 11 Oxigénios, na proporção de 2:1 irão dar origem a 11 moléculas de àgua, que evapora com o calor da reação,  sobrando os 12 Carbonos, que resultam na substância negra:

Esta é a razão pela qual os açúcares se chamam de Hidratos de Carbono:

·         São constituídos por uma parte que poderá dar origem à molécula de Água (Hidrato);

·         A outra parte, são simplesmente carbonos.