AROMAS E FRAGRÂNCIAS

Aromas e fragrâncias são importantes na indústria moderna. Perfumes, cosméticos, fármacos e alimentos dependem de substâncias que conferem odor e sabor que sejam agradáveis aos consumidores. As substâncias que promovem odor são químicas e, assim, os químicos são os profissionais mais indicados para estudar métodos de isolamento, identificação e classificação destes compostos. Há muita teoria química envolvida no estudo de aromas e fragrâncias; o leitor é convidado a consultar literatura especializada para maior aprofundamento. Além de um bom conhecimento químico teórico é necessário que se conheçam, além de técnicas analíticas adequadas, os mecanismos pelos quais os aromas são detectados no sistema olfativo e percebidos pelo cérebro.

Introdução

Alguns fatos são universalmente reconhecidos: aromas constituem um importante parâmetro da qualidade de alimentos e são a vida da indústria de perfumes; excelência em qualidade é o objetivo da pesquisa de alimentos e o odor é causado por substâncias químicas. Com relação a estes postulados, duas questões movem os trabalhos no ramo dos aromas: “quais são as substâncias químicas que conferem odor?” e “como elas funcionam”? O fato de que os químicos são os melhor qualificados para responder à primeira questão foi reconhecido há 170 anos quando Brillat-Savaint escreveu: “não pode-se negar que é a química que revelará a causa dos elementos que conferem aroma”. Entretanto, a resposta à segunda questão é extremamente mais complexa, envolvendo questões bio-anatômicas e socioculturais.
Para identificar um aroma ou fragrância deve-se identificar, nas fontes naturais, qual ou quais são os produtos químicos responsáveis por ele. A identificação de compostos químicos nas fontes naturais avança exponencialmente, mas a atribuição de qual composto é responsável por qual odor é muito mais complexa, principalmente devido à subjetividade a que tais determinações estão sujeitas. Os odores não são função única e exclusiva do produto químico em si, apesar de se reconhecer que certos grupos funcionais e determinadas estruturas são responsáveis por odores característicos. A qualificação – reconhecimento e atribuição de um odor a uma substância química – está sujeita a fatores socioculturais que são difíceis de desvincular. O treinamento para tal é extenso e intensivo. A resposta a um aroma segue a relação:
Substância química aromática + fator humano à resposta do aroma.
Os aromistas (ou flavouristas) são pessoas treinadas para reconhecer odores característicos mesmo em baixíssimas concentrações. O melhor detector de aromas é o ser humano. Enquanto os equipamentos de análise mais sensíveis (comercialmente disponíveis) detectam, na melhor das hipóteses, concentrações na ordem de fentogramas/g ,  o nariz humano é capaz de detectar com precisão até atogramas/g .                        
A palavra inglesa flavour (ou flavor no inglês americano) tem significado mais amplo que simplesmente “aroma”. Na realidade, flavour é a combinação de aroma (smell) e gosto (taste):

Por definição, sabor é percebido na boca, pelas papilas gustativas. Até o início dos anos 90 acreditava-se que havia regiões da língua que continham papilas dedicadas à percepção de cada sabor. Por exemplo, as responsáveis pelo sabor doce localizavam-se na ponta da língua, pelo sabor ácido nas laterais, e assim por diante. Entretanto, esta teoria não mais é aceita. Hoje sabe-se que as papilas gustativas responsáveis pela detecção de cada sabor estão deslocalizadas por toda a superfície da língua.
Os responsáveis pelo odor são voláteis percebidos no nariz. Existem dois tipos principais: os voláteis provenientes do meio externo são denominados aromas, e cheiro é a percepção dos voláteis liberados de um alimento após sua ingestão, dentro da garganta – percepção retronasal. Reconhece-se que mais de 75% do gosto (sabor + odor) dos alimentos é, na verdade, a percepção retronasal de suas substâncias voláteis (cheiro). Fragrâncias são substâncias que conferem odor, mas não podem ser ingeridas. São utilizadas em perfumes e cosméticos – com exceção do batom que, por ser utilizado nos lábios, utiliza aromas.

Teorias da Olfação

Várias teorias foram postuladas na tentativa de desvendar os mecanismos pelos quais as células receptoras detectam e diferenciam substâncias odoríferas. Entretanto, nenhuma delas é universalmente aceita, ou foi totalmente comprovada. Abaixo seguem as teorias mais aceitas pela comunidade científica. O leitor é estimulado a consultar o artigo “O Sistema Olfativo” para maior compreensão da fisiologia de percepção de aromas.
1 – Formato molecular
Os químicos notaram que cadeias orgânicas com quatro ou oito carbonos de certos aldeídos ou álcoois possuíam odores muito fortes. A presença de anéis benzênicos alteram seu odor significativamente, dependendo do local onde as cadeias laterais são situadas, enquanto que anéis maiores (14 a 19 átomos de carbono) podem ser alterados consideravelmente sem alterar seu odor. A hipótese da “chave e fechadura” (Moncrieff, 1949) foi emprestada da cinética enzimática e aplicada aos odores. Moncrieff propôs que odores primários distintos possuíam sites receptores específicos. Amoore (1963) propôs sete odores primários devido a sua elevada freqüência de ocorrência entre cerca de 600 compostos orgânicos: cânfora, floral, hortelã, éter, pungente, putrefato e musgo. Propôs-se que estes sete odores primários possuíam receptores de formatos diferentes, correspondendo ao formato de suas moléculas. A mesma teoria é empregada na química da visão.
Com a descoberta de proteínas seqüestrantes de odores, esta teoria recebeu, recentemente, maiores atenções e considerações.
2 – Poro de Difusão
Esta teoria, criada por Davies e Taylor (1959), sugere que a molécula odorífera se difunde na membrana da célula receptora formando um poro iônico no processo. O tempo de difusão e a afinidade pela membrana determina os thresholds (menor concentração perceptível de um aroma ou fragrância). Mas é difícil de explicar a diferença nas intensidades dos odores. O mesmo problema de codificação de freqüência e intensidade de estímulo ocorre com a teoria de ressonância molecular. Os diferentes odores podem causar um diâmetro de poro diferente e, assim, um potencial receptor também diferente, dando origem a uma taxa de percepção diferente – mas na olfação, a intensidade de estímulo é codificado pela freqüência e não as diferentes qualidade de odor.
3 – Efeito Piezo
Esta teoria foi proposta por Rosenberg et al. (1968). Acreditava-se que os carotenóides (presentes nos pigmentos das células olfativas) combinavam-se com os gases odoríferos dando origem a correntes elétricas. Rosenberg et al. testou a idéia e encontrou uma relação reversível entre corrente elétrica e concentração, onde uma unidade de concentração de um aroma provocava um aumento de 10.000.000 vezes na corrente elétrica. Com base nestes resultados, propôs que a formação de complexos de ligação fraca aumentava o número de transmissores. Entretanto, há alguns problemas com esta teoria. Primeiramente, as células receptoras não contém pigmentos e, em segundo lugar, álcoois pouco odoríferos de cadeias curtas forneceram um grande aumento na corrente elétrica, enquanto que álcoois de cadeia mais longa, mas com maior poder odorífero, forneceram pouca alteração na corrente.
4 – Vibração Molecular
A freqüência de vibração da maioria das substâncias odoríferas pode ser determinada por espectroscopia de infravermelho (IR – InfraRed Spectroscopy). A idéia de que a vibração molecular pudesse estar associada ao seu odor foi sugerida por Dyson (1938). As mariposas macho são atraídas pelos doces porque sua emissão de infravermelho é idêntica àquela emitida pelos feromônios produzidos pelas mariposas fêmeas. Freqüências diferentes no infravermelho podem originar odores diferentes. Se toda a faixa de vibração de um composto ou molécula estiver abaixo de 4000cm-1, a detecção de grupos funcionais pode ser explicada, uma vez que muitos compostos com odores distintos vibram à aproximadamente 1000cm-1. O problema é que a freqüência de vibração é proporcional à intensidade de estímulo na olfação, e então freqüências diferentes de infravermelho não podem ser associadas à diferentes freqüências de ativação dos nervos receptores.
5 – O Nariz como Espectrógrafo
Esta teoria, proposta por Luca Turin (1996), originou-se do trabalho de Dyson e sugeriu que os órgãos olfativos poderiam detectar vibrações moleculares. Turin propôs que quando uma proteína olfativa receptora liga-se a uma substância odorífera, pode ocorrer um ajuste eletrônico entre o site receptor e a molécula odorífera se os modos vibracionais forem iguais em energia. Assim, os receptores são eletronicamente ajustados pelas moléculas odoríferas, assim como os cones, células responsáveis pela visão, são ajustados a comprimentos de onda particulares da luz branca.

Como os Químicos Estudam os Aromas?

Existem muitas técnicas, instrumentos e equipamentos diferentes para o estudo de aromas. As principais dificuldades a serem vencidas são a extração e isolamento das substâncias químicas para análise de identificação e quantificação. Esta última é importante para estudos de custos de obtenção de uma substância aromática a partir de uma fonte natural.
1 – Técnicas de Extração
A forma como as substâncias voláteis que conferem odor serão extraídas da matriz natural depende de vários fatores. Entre eles está a composição e constituição física desta matriz, bem como das próprias substâncias a serem extraídas. Por exemplo, se a substância química for sensível à ácidos, estes não poderão ser utilizados no processo de extração. Por outro lado, se a substância odorífera for termolábil (sensível ao calor), métodos de destilação também não poderão ser utilizados indiscriminadamente.
As técnicas mais comuns para extração e coleta de substâncias aromáticas de matrizes orgânicas são a destilação (convencional ou fracionada), a digestão, o cold trapping e a adsorção.
As técnicas de destilação baseiam-se na separação da substância de interesse pela diferença de ponto de ebulição. A matriz é aquecida monitorando-se a temperatura de aquecimento e as frações de destilados são coletadas em recipientes separados. A identificação da fração que contém a substância odorífera é efetuada organolepticamente e/ou instrumetalmente. A forma como o composto de interesse será extraído depende das condições de destilação. Podem ser utilizadas técnicas de destilação sob aquecimento direto, fracionada ou não, por arraste a vapor ou em conjunto com digestão.
As técnicas de digestão baseiam-se na destruição da matriz orgânica, total ou parcial. Devem ser utilizadas com cautela, pois podem destruir também a substâncias odorífera de interesse, na esmagadora maioria das vezes também orgânica. A digestão pode ser ácida (ácidos clorídrico, sulfúrico, nítrico, ou uma mistura deles), básica (hidróxidos de sódio ou potássio, mais comum para matrizes oleosas) ou oxidativa (dicromato de potássio, permanganato de potássio, peróxido de hidrogênio, ácido perclórico, ou qualquer outro agente oxidante).
A adsorção, química ou física, é utilizada para prender as substâncias voláteis extraídas, por aquecimento ou por liberação direta, da matriz original. Podem-se utilizar polímeros apropriados, sais inorgânicos que formem complexos com os compostos odoríferos de maneira seletiva ou qualquer outro tipo de adsorvente. Após a coleta do(s) composto(s), estes são analisados adequadamente. Esta técnica é útil quando se conhecem previamente as características da substância responsável pelo odor que se deseja isolar.
O cold trapping baseia-se no seqüestro seletivo das substâncias voláteis pela variação de temperatura. Os compostos odoríferos são analisados instrumental ou organolepticamente.
2 – Técnicas de separação.
Apesar de obter-se sucesso algumas vezes na separação com as técnicas de extração, estas são limitadas na medida em que muitas impurezas são arrastadas, além de haver grande perda e diluição dos compostos voláteis. Também são dependentes da técnica de recuperação.
As técnicas de separação mais utilizadas atualmente são as cromatográficas. Dependendo da substância de interesse e da matriz, podem ser utilizadas as cromatografias líquida ou gasosa. A grande vantagem da técnica é que, de posse de padrões adequados, pode-se fazer a identificação e a quantificação dos aromas.
3 – Técnicas de Identificação
Como as substâncias voláteis normalmente são orgânicas, as técnicas de identificação são as mesmas utilizadas para qualquer composto orgânico. As mais comuns são as espectroscopias de infravermelho e Ressonância Magnética Nuclear (RMN). Apesar de úteis na identificação de compostos não efetuam sua quantificação.
Atualmente, a técnica mais robusta para análise de aromas é a espectrometria de massas. Esta técnica baseia-se na fragmentação das moléculas orgânicas e análise desses fragmentos para identificação e quantificação. A desvantagem é que, para que a análise seja correta, a amostra deve entrar pura no instrumento, ou seja, a matriz deve passar por processos de extração e purificação antes da substância ser analisada. Por este motivo, os espectrômetros de massa estão sendo acoplados a cromatógrafos gasosos, líquidos e a outros instrumentos como ICP’s e espectrômetros de infravermelho.
4 – Técnicas Avançadas
A utilização de narizes eletrônicos vem crescendo consideravelmente no meio industrial, apesar de apresentarem ainda certas limitações. Estes instrumentos tentam substituir a detecção organoléptica, eliminando a variável humana nos processos de identificação de compostos aromáticos. Entretanto, ainda necessitam de aperfeiçoamento. Baseiam-se na vibração seletiva de certos cristais inorgânicos na presença de determinados compostos orgânicos que conferem odor. Ainda assim dependem de calibração, não dispensando a variável humana por completo, e utilizam redes neurais como métodos de identificação e, quando possível, quantificação. As redes neurais são métodos matemáticos avançados de difícil manipulação e de domínio restrito. Também requerem hardware e software especiais.
Algumas técnicas unem a quantificação instrumental com a identificação organoléptica. Uma delas é a técnica de GC-Sniffing – cromatografia gasosa com uma saída livre para o operador. Assim, enquanto o operador, normalmente um aromista treinado, observa que uma substância pura atinge o detector pelo aparecimento de um pico cromatográfico, uma parte dessa substância é liberada ao ambiente para sua avaliação. Atrelam-se tempos de retenção a odores característicos e à concentrações presentes nas amostras. Assim, obtém-se três informações imultâneas: identificação, classificação e concentração.
O aperfeiçoamento desta técnica é o MS-Nose. O princípio é o mesmo, mas o sistema de detecção é um espectrômetro de massas, e não um detector convencional (FID, TCD) de cromatografia gasosa.

Aromas – Sintetizar ou Extrair?

A grande questão a ser respondida após a identificação e isolamento de uma substância química odorífera é: “é compensatório extrair este aroma de fontes naturais ou sintetizá-lo?”
A resposta a esta questão depende de fatores comerciais e econômicos. Primeiramente deve existir um mercado consumidor para o aroma em questão. Caso haja potencial econômico para sua exploração, devem-se avaliar os métodos de síntese e extração disponíveis, avaliando os seguintes parâmetros:

01-O aroma deve apresentar-se na forma mais pura possível – muitas vezes a extração é o método mais barato, mas fornece um produto de baixo teor de pureza, com menor valor agregado;
02-Deve-se obter o produto final com o mínimo de perda – caso perca-se muito material no método de extração, ou o rendimento do aroma seja muito baixo, podem-se estudar rotas sintéticas economicamente mais viáveis;
03-Os processos, de extração ou síntese, devem ser o menos agressivos ao meio-ambiente quanto possível;

Pode parecer que as rotas sintéticas são o caminho mais fácil e lógico a se seguir após a identificação de um composto aromático. Entretanto, 75% de todos os aromas e fragrâncias utilizadas são extraídas de fontes naturais. Na maioria das vezes, as rotas sintéticas são muito mais caras que a extração simples do composto de interesse, mesmo que a pureza do produto final não seja elevada. Algumas vezes, há dificuldade de controle de centros quirais nos processos de síntese, como é o caso do limoneno (estrutura apresentada acima).
Enquanto o R-(-)-limoneno fornece odor de limão, o S-(+)-limoneno é responsável pelo aroma de laranja*. Ainda assim, as rotas sintéticas para sua produção são extremamente caras, também pela necessidade de controle dos centros assimétricos, e 99,99% do limoneno produzido e distribuído na forma de óleo essencial de laranja é extraído de fontes naturais.
*Ainda discute-se se o limoneno é realmente o responsável pelos aromas de laranja e limão. Há autores que defendem a tese de que este composto é responsável pelo aroma frutal, e não cítrico. O responsável pelo aroma cítrico seria o ácido cítrico. Entretanto, como este ácido não é volátil, diz-se que o efeito cítrico é a percepção retronasal deste ácido, em conjunto com o limoneno e outros ácidos orgânicos presentes nos frutos.

Conclusões

É evidente que os químicos são os melhor qualificados para o estudo sistemático dos aromas nos processos de extração, isolamento e identificação dos compostos odoríferos, mas sua participação não se limita a estes campos. Também são os mais indicados para a definição ou criação de rotas sintéticas apropriadas ou técnicas de extração convenientes.
Mais uma vez, a química faz-se presente em áreas onde aparentemente não são de seu domínio. Fármacos e cosméticos são segmentos puramente da indústria química, mas a química de alimentos é um campo de trabalho alternativo e rico para exploração dos profissionais da área, e um setor onde os investimentos têm rentabilidade garantida na indústria alimentícia.

Fonte: http://www.mundodaquimica.com.br/2012/09/aromas-e-fragrancias/

Confira o conteúdo de química para o Enem

Este espaço “Dicas de Químicas”  vai  esclarecer todas as suas dúvidas sobre o Enem. Nele será postado resoluções de todas as questões de química, com dicas e esclarecimentos.

Neste link  http://www.infoenem.com.br/provas-anteriores vocês terão  todas as edições anteriores do Enem para download.

Abaixo segue todo o conteúdo cobrado nas provas.

Transformações  Químicas  - Evidências  de  transformações  químicas. Interpretando transformações químicas. Sistemas Gasosos: Lei dos gases. Equação geral dos gases ideais, Princípio de Avogadro, conceito de molécula; massa molar, volume molar dos gases. Teoria cinética dos gases. Misturas gasosas. Modelo corpuscular da matéria. Modelo atômico de Dalton. Natureza elétrica da matéria: Modelo Atômico de Thomson, Rutherford, Rutherford-Bohr. Átomos e sua estrutura. Número atômico, número de massa, isótopos, massa atômica. Elementos químicos e Tabela Periódica. Reações químicas.

Representação  das  transformações  químicas  - Fórmulas  químicas. Balanceamento de equações químicas. Aspectos quantitativos das transformações químicas. Leis ponderais das reações químicas. Determinação de fórmulas químicas. Grandezas Químicas: massa, volume, mol, massa molar, constante de Avogadro. Cálculos estequiométricos.

Materiais, suas propriedades e usos - Propriedades de materiais. Estados físicos de materiais. Mudanças de estado. Misturas: tipos e métodos de separação. Substâncias químicas: classificação e características gerais. Metais e Ligas metálicas. Ferro, cobre e alumínio. Ligações metálicas. Substâncias iônicas: características e propriedades. Substâncias iônicas do grupo: cloreto, carbonato, nitrato e sulfato. Ligação iônica. Substâncias moleculares: características e propriedades. Substâncias moleculares: H2, O2, N2, Cl2, NH3, H2O, HCl, CH4. Ligação Covalente. Polaridade de moléculas. Forças intermoleculares. Relação entre estruturas, propriedade e aplicação das substâncias.

Água – Ocorrência e importância na vida animal e vegetal. Ligação, estrutura e propriedades. Sistemas em Solução Aquosa: Soluções verdadeiras, soluções coloidais e suspensões. Solubilidade. Concentração das soluções. Aspectos qualitativos das propriedades coligativas das soluções. Ácidos, Bases, Sais e Óxidos: definição, classificação, propriedades, formulação e nomenclatura. Conceitos de ácidos e base. Principais propriedades dos ácidos e bases: indicadores, condutibilidade elétrica, reação com metais, reação de neutralização.

Transformações Químicas e Energia - Transformações químicas e energia calorífica. Calor de reação. Entalpia. Equações termoquímicas. Lei de Hess. Transformações químicas e energia elétrica. Reação de oxirredução. Potenciais padrão de redução. Pilha. Eletrólise. Leis de Faraday. Transformações nucleares. Conceitos fundamentais da radioatividade. Reações de fissão e fusão nuclear. Desintegração radioativa e radioisótopos.

Dinâmica das Transformações Químicas - Transformações Químicas e velocidade. Velocidade de reação. Energia de ativação. Fatores que alteram a velocidade de reação: concentração, pressão, temperatura e catalisador.

Transformação Química e Equilíbrio - Caracterização do sistema em equilíbrio. Constante de equilíbrio. Produto iônico da água, equilíbrio ácido-base e pH. Solubilidade dos sais e hidrólise. Fatores que alteram o sistema em equilíbrio. Aplicação da velocidade e do equilíbrio químico no cotidiano.

Compostos de Carbono - Características gerais dos compostos orgânicos. Principais funções orgânicas. Estrutura e propriedades de Hidrocarbonetos. Estrutura e propriedades de compostos orgânicos oxigenados. Fermentação. Estrutura e propriedades de compostos orgânicos nitrogenados. Macromoléculas naturais e sintéticas. Noções básicas sobre polímeros. Amido, glicogênio e celulose. Borracha natural e sintética. Polietileno, poliestireno, PVC, Teflon, náilon. Óleos e gorduras, sabões e detergentes sintéticos. Proteínas e enzimas.

Relações da Química com as Tecnologias, a Sociedade e o Meio Ambiente - Química no cotidiano. Química na agricultura e na saúde. Química nos alimentos. Química e ambiente. Aspectos científico-tecnológicos, socioeconômicos e ambientais associados à obtenção ou produção de substâncias químicas. Indústria Química: obtenção e utilização do cloro, hidróxido de sódio, ácido sulfúrico, amônia e ácido nítrico. Mineração e Metalurgia. Poluição e tratamento de água. Poluição atmosférica. Contaminação e proteção do ambiente.

Energias Químicas no Cotidiano - Petróleo, gás natural e carvão. Madeira e hulha. Biomassa. Biocombustíveis. Impactos ambientais de combustíveis fosseis. Energia nuclear. Lixo atômico. Vantagens e desvantagens do uso de energia nuclear.

Fonte: http://www.mundodaquimica.com.br/2013/04/confira-o-conteudo-de-quimica-para-o-enem/

A química, uma obra da Humanidade.

A palavra de um Historiador da Química.
Antes de Lavoisier demorava muito tempo até alguém ser reconhecido como um químico : uma vida inteira a colecionar fatos, a memorizar nomes exóticos, a realizar centenas de reações. Tudo isto para dominar um assunto e transmiti-lo de forma um tanto esotérica a alguns escolhidos – denominados “iniciados . Esta imagem do Experimentador isolado, do homem alheado do seu ambiente e apenas concentrado num dado objetivo (talvez o da transmutação dos elementos em ouro),do pregador de uma linguagem esquisita é ainda prevalecente quando se pensa no químico. Contudo, já há muito que a Ciência, e em particular a Química, deixou de ser descritiva. O conhecimento não é apenas cumulativo e a experiência laboratorial não constitui o único método que permite encontrar soluções para os problemas.
Desde os primeiros tempos, a Humanidade estudou os materiais que nos rodeiam. Quase sempre, visando o seu aproveitamento, quer para o bem-estar das populações quer para atividades bélicas. Algumas vezes, sem aparente finalidade imediata.
O saber sucessivamente acumulado por gerações e gerações de povos conduziu à produção de muitos materiais que não existem na Natureza, tais como ligas metálicas, cimentos, medicamentos diversos . Apesar de todo o imenso esforço na procura do saber a humanidade despendeu milênios. Foi apenas no sec.XVII, há cerca de 350 anos que se começou a ter idéia mais precisa dos fenômenos que envolvem a matéria.
Primeiros Passos
Os primeiros passos foram dados quando Demócrito(468-370 a.C.) defendeu a teoria que a matéria seria  constituída por partículas que não se podiam dividir. Chamou-lhes átomos . Pensava que os átomos de substâncias diferentes deveriam ser diferentes: por exemplo os átomos das substâncias que “picam” na língua deveriam ser pontiagudos, e os das substâncias “doces” deveriam ser redondos .
Nota: A palavra átomo vem de um termo grego que significa à letra: não dividido ou indivisível.

Mas outras teorias surgiram, como por exemplo Empedocles, cerca de 400 a.C., sugeriu a existência de quatro elementos: Terra, Ar, Água e Fogo (constituintes básicos da matéria). Também o grande gigante intelectual do mundo antigo, Aristóteles (384-322 a.C.), considerou esses elementos como provenientes de uma substância primária (“Hile”) à que lhe atribuiu qualidades ou propriedades fundamentais.
Estes Quatro elementos, quando misturados em várias proporções, originavam as diversas  substâncias e, inversamente podiam ser decompostas nos quatro componentes. Cada elemento  parecia possuir uma qualidade comum a outro, o que levava a concluir que ou quatro elementos eram em principio, inconvertíveis. Por exemplo  o fogo tem qualidades “seco” e “quente” e o ar as qualidades “quente” e “úmido”.

Físico e químico anglo-irlandês, um dos primeiros investigadores que tentaram imprimir forma científica ao atomismo dos Antigos. Com a sua obra “The Septical Chimist” enceta uma nova era na Historia da Química, esboçando, de modo um tanto vago, os conceitos modernos de átomo. Os seus estudos percorreram campos como a Hidrostática, ao som, à pressão e à respiração. Foi autor da lei de Boyle-Mariotte.
Boyle verificou experimentalmente que um determinado gás, encerrado num recipiente fechado, munido de êmbolo, diminui de volume sempre que aumenta a pressão exercida no êmbolo.

Dos resultados desta experiência Boyle concluiu, que toda a matéria é composta por pequeníssimas partículas.
Teoria: Lei de Boyle e Mariotte.
Através da experiência atrás demonstrada Boyle e Mariotte concluíram também que, a temperatura constante, o volume de uma dada massa varia inversa da pressão do gás.
Priestley, Joseph (1733-1804)

Nasceu perto de Leeds, Inglaterra, em 13 de Março de 1733. Filho de um tecelão, ficou órfão aos sete anos; estudou para pastor presbiteriano, tendo aprendido, Latim, Grego, Hebreu, Francês, Alemão, Italiano, Árabe e Aramaico. Ao estudar o gás da fermentação do malte numa fabrica de cerveja em Leeds, verificou tratar-se de dióxido de carbono e ao faze-lo borbulhar em água pura, obteve água gaseificada.
Teoria: Solubilidade
Qualquer pessoa sabe que o sal e o açúcar são bastante solúveis em água, o mesmo se pode dizer do CO2.
A solubilidade é a quantidade máxima de soluto (em moles) que se pode dissolver num dado solvente para obter um litro de solução saturada, a uma dada temperatura.
Produto de Solubilidade é uma constante de equilíbrio (que só depende da temperatura), para uma solução saturada de um composto pouco solúvel e, portanto, não se altera com a presença de outros constituintes na solução em equilíbrio com o soluto sólido a que se refere.

A solubilidade depende da temperatura, como por exemplo as solubilidades do NaCl a do KNO3 aumentam com o aumento da temperatura, e a do Na2SO4 diminui com o aumento da temperatura.
Lavoisier, Antoine Laurent (1743-1794)
Antoine Lavoisier (1743-1794), proveniente de uma abastada família parisiense, nasceu em 26 de Agosto de 1743. A sua condição social permitiu-lhe uma boa educação, tanto no domínio das leis como no das ciências. Cedo se dedica à Química, sendo de assinalar os seus importantes trabalhos sobre  a teoria da oxidação (combustão, decomposição de óxidos, etc.).  É considerado O Pai da Química Moderna. Dos seus estudos nasceu a célebre Lei de Lavoisier, que se pode considerar a mais importante das leis da Química.
Alem de químico excepcional, notabilizou-se noutros domínios, nos quais prestou valiosos serviços à França. A sua fama não tinha fronteiras. A sua ascendência social, bela situação econômica, posição na Academia Francesa e outras posições invejáveis iriam aguçar o apetite e sede de vingança dos medíocres … Preso durante a Revolução Francesa é guilhotinado em 1794. Na opiníon dos juizes,” a República não necessitava de cientistas”. Os cientistas sabiam (e Lagrante dizia-o) que: ” um instante bastou para ceifar esta cabeça, mas nem cem anos chegarão para produzir outra parecida “.
Lavoisier, efetuou trabalhos nos quais observou que uma libra de enxofre origina mais que uma libra de ácido sulfúrico. Dai especulou que o aumento de peso, é devido ao ar que se fixa durante a combustão e, se combina com os vapores. No ano de 1772 formulou a teoria do Principio do Oxigênio, no qual o oxigênio vai ser um “gerador de ácidos”, ou seja, vai ser o elemento unificador entre os elementos. Efetuou estudos sobre a respiração dos animais e sobre as transformações que o ar sofre ao passar pelos pulmões.
Teoria: Lei de Lavoisier
O trabalho de Lavoisier  é caracterizado sistematicamente como quantitativo, já que a balança era um dos instrumentos fundamentais do seu trabalho. Lavoisier não foi, no entanto, o primeiro a aplicar métodos  quantitativos á Química, já estes haviam sido utilizados por Boyle e Joseph Black (1728-1799) foram um modelo para Lavoisier, principalmente a sua idéia da indestrutibilidade da matéria. Desta idéia  Lavoisier formulou a Lei da conservação da massa:”(…) nada é criado nas operações quer experimentais quer da natureza e, consequentemente, posso deduzir como axioma que em qualquer operação existe uma quantidade  de matéria igual antes e depois da operação(…)”.
Lavoisier  aplicou ideia da conservação da matéria num caso concreto. Uma destilação prolongada de água permitia a conversão desta em terra (deposito terroso), uma convicção corroborada pela existência de um resíduo solido no fundo do recipiente destilador, e que teoricamente estava de acordo com a antiga idéia dos quatro elementos de Aristóteles.
Efetuou então outra experiência na qual depois de ter pesado  o recipiente da destilação observou que este pesava menos do que no inicio. Logo concluiu que o resíduo solido provinha do ataque da água ao vidro durante os 121 dias de destilação.
Volta, Alessandro (1745-1827)
Físico italiano, nascido em Como. Dedicou grande parte dos seus estudos à “eletricidade”, tendo apresentado uma teoria (voltanismo) com a qual pretendia explicar a eletricidade dinâmica como um fenômeno não especifico da matéria orgânica.

Teoria: Pilha de Volta
Para produzir corrente elétrica permanente,  Volta utilizou um sistema constituído por uma placa de cobre e uma placa de zinco, separadas por uma placa de feltro embebido em solução aquosa de ácido sulfúrico. este sistema é denominado por elementos de pilha de Volta. As duas placas designam-se por pólos ou  eletrodos do elemento de pilha e a solução por eletrólito. Entre as placas de cobre e zinco, Nestas condições, consegue-se obter uma diferença de potencial de 0,8 volts.

Para obter uma diferença de potencial maior, Volta associou diferentes elementos de pilha, “uns em cima dos outros”, construindo assim uma “pilha de elementos”.
O funcionamento baseia-se em alterações químicas, isto é, alterações na constituição dos materiais que constituem o elemento de pilha. são as alterações químicas que provocam o aparecimento da diferença de potencial dos pólos do elemento de pilha.
Dalton, John (1766-1844)
Físico e naturalista inglês, descreveu pela primeira vez a perversão do sentido das cores, anomalia de que ele próprio padecia e que mais tarde recebeu o nome de Daltonismo. Enunciou a chamada Lei de Dalton, ou das proporções múltiplas, e deu inicio à teoria atómica moderna; estabeleceu a primeira tabela de pesos atómicos.
Teoria atômica de Dalton.
Em 1808, Dalton publicou um livro no qual apresentava uma teoria que lhe permitia explicar alguns fenômenos conhecidos nesse tempo, em particular as reações químicas. Dalton considerava, tal como Demócrito  que os átomos eram indivisíveis. A partir de experiências efetuadas com gases Dalton formulou a sua teoria. Afirmou que a matéria é constituída por partículas muito pequenas, chamadas átomos, e que estes são indivisíveis e indestrutíveis.

Para Dalton os átomos  de um mesmo elemento químico são idênticos e têm o mesmo peso, mas se são de elementos diferentes têm pesos diferentes. Quando diferentes elementos se combinam para formar um composto, a porção mais pequena do composto consta de um número definido de átomos de cada elemento. Nas reações químicas, os átomos não são criados nem destruídos, somente se modifica a sua distribuição.
Avogadro, Amadeo (1776-1856)
Amadeo Avogadro, conde de Quaregna e Ceretto, nasceu em Turim, na Itália. Estudou direito e, em 1800 iniciou os seus estudos de Matemática e Física. Foi professor no Real Colégio de Vercelli e na Universidade de Turim. Dois anos após a descoberta das leis de Gay-Lussac, publicou um trabalho sobre a interpretação das leis das combinações gasosas e em 1811 formulou a célebre lei: “em volumes iguais de diferentes gases, na mesmas condições de temperatura e pressão, existe o mesmo numero moléculas”. Mostrou que a formula da água é H2O e não HO.
Teoria: Principio de Avogadro
Após o trabalho de Dalton surgiram duas correntes sobre a constituição das substâncias; uns consideravam que as substâncias eram constituídas por simples átomos, mas outros consideravam que as substâncias eram constituídas por grupos de átomos – as moléculas. Muitos Químicos dedicaram-se à determinação do peso atómico .
Avogadro, sugeriu um processo que seria fundamental para a determinação de pesos atômicos. Segundo ele, “nas mesmas condições de pressão e temperatura, o numero de moléculas que constitui qualquer é sempre o mesmo se o volume for igual, ou por outras palavras, o numero   de moléculas é proporcional ao volume de gás”. Este principio permitia comparar  o peso de volumes iguais de gases diferentes. Deste modo era possíveis calcular quantas vezes é as moléculas de um gás pesavam mais do que as moléculas de outro gás.
Constante de Avogadro: número de partículas existentes numa mole de qualquer substância è sempre o mesmo – 6,02 x 1023.
Faraday, Michel (1791-1867)
Nasceu em Surrey, Inglaterra, em 22 de Setembro de 1791. Filho de um ferreiro, começou a trabalhar como distribuidor de jornais aos treze anos e como aprendiz de encadernador, um ano depois, o que lhe proporcionou muitas leituras que desenvolveram o seu interesse pela ciência.
Em 1812 foi contratado por Sir. Humphrrey Davy como assistente pessoal em 1815, passou a trabalhar em”The Royal Institution of Great Britain” como preparador e demonstrador de Química. De 1830 a 1851, foi professor de Química na “Royal Military Academy”.

Em 1826, iniciou as suas celebres e populares conferências  das sextas-feiras, acompanhadas de espetaculares demonstrações experimentais.
Descobriu compostos químicos novos (benzeno). Descobriu a indução eletromagnéticas, eletroquímica, leis de eletrolise de soluções aquosas,  cátodo, ânodo, íon, eletrólito, etc.
Teoria: Cátodo, ânodo, íon.
Cátodo – Eletrodo de um circuito elétrico que está, geralmente,  a potencial mais baixo.
Ânodo -  eletrodo positivo de um circuito  elétrico.
Íon – Designação de um átomo ou átomos, que captam  ou libertam um ou mais elétrons, ficando com  carga elétrica negativa ou positiva. Um íon positivo designa-se por catíon, e quando negativo designa-se por ânion.
Joule, James Prescott(1818-1889)
Nasceu em 24 de Fevereiro de 1818, em Salford, perto de Manchester, Inglaterra, foi aluno de John Dalton. Aos 20 anos, começou as suas próprias pesquisas num laboratório montado por seu pai junto à sua fabrica de cerveja. Posteriormente, dirigiu os negócios com grande sucesso, alem de prosseguir um intenso trabalho em química e física, tendo sido pioneiro no estudo dos efeitos térmicos da corrente elétrica (efeito Joule).
A sua sugestão de que a água no fundo das cataratas do Niagára, que têm 50 metros de altura, devia estar mais quente 0,11 graus celsius que no topo devido à diminuição da energia potencial, no inicio foi rejeitada mas veio a ser aceite pelos seus contemporâneos.
Joule realizou cuidadosas medidas de conversão de trabalho em calor
Teoria: Efeito Joule
As colisões dos elétrons de condução com os átomos dos condutores, ao aumentarem a vibração destes, aumentam a temperatura dos condutores, este efeito é denominado de Efeito Joule.
Mendeleiv, Dimitry Ivanotch (1834-1907)
Químico russo, estudou em Sampetesburgo e trabalhou na Alemanha com Kirchoff e Bunsen, na Universidade de Heidelberga, onde se doutorou. Devem-se-lhe valiosos trabalhos no campo da Física e da Química , dos quais se destaca a sua classificação periódica dos elementos.î Tabela Periódicaî.
Teoria: Tabela periódica
Durante o século passado os químicos procuraram uma sistematização dos elementos para facilitar o seu estudo e a organizarem os conhecimentos. Quer isto dizer que tentaram organizar ou arrumarî os elementos, segundo determinados critérios.
Mendeleiev ordenou o elementos segundo a ordem crescente das suas massas atómicas relativas, dispondo-os numa tabela  de acordo  com as propriedades. Este critério conduziu a existência de lugares vazios na tabela . Mas para Mendeliev cada espaço vazio correspondiam  a elementos que existiam necessariamente. Tabela periódica contém todos os elementos conhecidos.

Na tabela os elementos estão organizados segundo a ordem crescente dos números atómicos. Existem colunas verticais, que se designam por grupos, e por linhas horizontais que se designam por período.
Ostwald, Wilhelm (1883-1932)
Químico alemão nascido em Riga. Foi autor de importantes trabalhos sobre electrólise e catálise, tendo recebido o Prêmio Nobel da Química em 1909. Em 1887 tomou a direção da cadeira de Química-Física em Leipzig, onde atingiu o cargo de director do Instituto de Química-Física. em 1905 dirigiu um curso na Universidade de Harvard, retirando-se da atividade científica um ano depois. Foi um dos criadores da teoria energética.
Teoria: Lei da Velocidade de uma reação Química.
A velocidade de reação, é diretamente proporcional com a concentração dos reagentes.
Esta é também influenciada diretamente  pela temperatura do sistema da reação. Também é influenciada pelo estado de divisão em que os reagentes se encontram, influenciando diretamente a velocidade de reação. A presença de catalisadores irá influenciar no sentido direto  a velocidade da reação.

Van der Waals, Johannes Diderik ( 1837- 1923)
Nasceu em Leiden, na Holanda, em 1837, e licenciou-se em Física na Universidade de Leiden, 1873.
Foi professor de Física na Universidade de Amsterdão desde 1877 a 1907 e, em 1910, obteve o Prêmio Nobel da Física como reconhecimento dos e seus importantes trabalhos sobre as propriedades dos líquidos e dos gases. Foi o pioneiro no estudo das forças intermoleculares em sólidos, líquidos e gases.  Desenvolveu  uma teoria cinética para os fluidos.
Os trabalhos mais conhecidos de Van der Waals referem-se ás relações entre pressão, volume e temperatura, expressas numa equação de gases modificada para a aplicação aos gases reais, em  que considera o volume ocupado pelas moléculas e as forças de atração intermoleculares entre as moléculas gasosas ( as Forças de Van de Waals ). O desenvolvimento dos seus trabalhos proporcionou  a realização de estudos posteriores no domínio dos líquidos e das soluções, como a dissociação de eletrólitos e aspectos termodinâmicos da capilaridade.
Gibbs, Josiah Willard (1839-1903)

Nasceu a 11 de Fevereiro de 1839, em New Haven, Connecticut, Estados Unidos da América do Norte, e ai estudou e passou a maior parte da sua vida.
Com 24 anos de idade, apresentou uma tese sobre engrenagens de rodas dentadas, pela qual obteve o segundo doutoramento (Ph. D.) em Ciências atribuído nos Estados Unidos. Nos três anos seguintes, dedicou-se ao estudo de Latim e Matemática e, de 1866 a 1869, fez estudos de Matemática e Física na Universidade de Berlim, Heidelberg e Paris.
Após o seu regresso a Yale, retomou a sua atividade de docente universitário; de 1871 até à sua morte, foi professor de Física Matemática na Universidade de Yale e dedicou-se à investigação no domínio da termodinâmica, da análise vectorial, da óptica e da mecânica estatística.
Gibbs estabeleceu a conexão da Termodinâmica com o Equilíbrio Químico, para a qual são consideradas fundamentais as suas contribuições, em especial o notável artigo ” On the Equilibrium of Heterogeneous  Substances”.
Henri Louis Le Châtelier (1850-1936)
Engenheiro de minas e professor de química em varias escolas francesas.
Dedicou-se ao estudo de reações relacionadas com a sua arte foi o autor do Principio de Le Chatelier.

Teoria: Principio de Le Chatelier.
Qualquer sistema que se encontre em equilíbrio químico estável, quando submetido à influencia de uma causa externa tende a modificar quer a sua temperatura quer a sua condensação, por completo ou apenas em algumas partes, pode sofrer tais modificações internas que resultam numa modificação da temperatura ou da condensação de sinal contrario ao da causa externa.
Van’t Hoff, Jacoubs H. (1852-1911)
Nasceu em Roterdão, na Holanda, e viveu na Alemanha, em França e na Holanda, tendo estudado em varias escolas superiores e sido discípulo de KeKulé e de Wurtz. Doutorou-se na Universidade de Utreque e foi professor na escola superior de Utreque e nas Universidades de Amsterdão e Berlim. Era considerado pelos seus contemporâneos o mais notável Químico-Físico.
Foi pioneiro em vários domínios da Química, nomeadamente no estudo das moléculas no espaço (estereoquímica), do equilíbrio químico, da cinética química, do equilíbrio em sistemas gasosos, das propriedades coligativas da soluções.
Fazia parte de um notável grupo de três cientistas contemporâneos (ele, Arrhenius e Ostwald) que foram os principais responsáveis pela criação de u novo ramo da Química, que se passou a designar por “Química-Física”.
A sua teoria do carbono tetraédrico foi ridicularizada por um notável químico seu contemporâneo (H. Kolbe), mas Van’t Hoff  encarou a critica com humor e superioridade, pois sabia que em breve Kolbe  se iria arrepender de a ter feito.
A sua personalidade e as importantes contribuições que deu à Química deram-lhe o Prêmio Nobel da Química em 1901, o primeiro a ser atribuído.

Teoria: Equilíbrio Químico.
Para  van’t Hoff um equilíbrio químico é aquele no qual o processo é reversível e dinâmico.
É um processo dinâmico quando as reações inversas ocorrem  a velocidades iguais.
Sugeriu também que uma reação atinge o equilíbrio quando as concentrações dos reagentes e dos produtos se mantêm constantes.

Planck, Max (1858-1947)
Proeminente físico alemão, recebeu o Prêmio Nobel da Física  de 1918, em reconhecimento dos seus trabalhos sobre a Teoria quântica, uma teoria tão revolucionária que a comunidade científica a olhou com enorme cepticismo, parecendo que a Física se voltava de pernas para o ar… O próprio Planck procurou explicar por meio da Física clássica os estranhos fatos experimentais que o levaram a desenvolver a teoria, mas nunca o conseguiu (nem ninguém o poderia conseguir porque, a nível atômico e molecular, a Física clássica não tem total validade.)
Em 1913, Neils Bohr descrevia assim a essência do trabalho de Planck: ” o ponto essencial da teoria de Planck sobre a radiação consiste no facto de a energia radiada de um sistema atómica não ter lugar de um modo contínuo, como supõe a electrodinâmica ordinária mas, ao contrário, ter lugar por emissões distintas e separadas, de energia de determinados valores.

Jean Frederic Joliot-Curie e Irene Joliot-Curie

Jean Frederic Juliot nasceu em Paris em 19 de março de 1900; e faleceu, na mesma cidade, em 14 de agosto de 1958. Em 1923, formou-se em engenharia pela Escola de Física e Química de Paris. Em 1925, tornou-se assistente de Marie Curie. Em 1926, casou-se com Irene, filha de Pierre e Marie Curie, tendo o novo casal adotado o sobrenome Joliot-Curie. Irene Joliot-Curie nasceu em Paris em 12 de setembro de 1897; e faleceu, na mesma cidade, a 17 de março de 1956. Em 1921 começou a trabalhar com sua mãe no Instituto do Rádio, onde se doutorou (1925) com estudos das emissões a, pelo elemento polônio. Foi nesse instituto que conheceu Jean Frederic. O casal Joliot-Curie estudou, com afinco, o fenômeno da radioatividade e conseguiu produzir, a partir de 1933, vários elementos radioativos artificiais. Devido a essas pesquisas, os Joliot-Curie receberam o Prêmio Nobel de Química de 1935. Ambos lecionaram no Sorbonne. Durante a Segunda Guerra Mundial, lutaram pela Resistência Francesa. Após a guerra, ajudaram a reorganizar a Ciência francesa, em particular o programa de energia atômica. Em 1948 construíram a primeira pilha francesa. A partir de 1945, Jean Frederic Joliot-Curie tornou-se diretor do Centro de Pesquisa Científicas: e Irene Joliot-Curie, diretora do Instituto do Rádio de Paris. Jean Frederic foi também presidente do Conselho Mundial da Paz.

Germain Henri Hess

Nasceu em Genebra, Suíça, em 7 de agosto de 1802. Logo se mudou para a Rússia, onde cursou Medicina, Química e Geologia. Em 1830, tornou-se professor na Universidade de São Petersburgo. Fez inúmeros estudos sobre gás natural e minérios russos. Até a metade do século XIX, a Química Inorgânica e a Orgânica haviam se desenvolvido rapidamente. A Físico-Química — da qual Hess foi um dos pioneiros — surgiu quando os cientistas começaram a relacionar as reações químicas com os fenômenos físico (calor, eletricidade, etc.). Em 1840, Hess estudou os calores das reações químicas e procurou relacioná-los com a afinidade entre as substâncias e as forças de ligação entre os elementos químicos; isso o levou ao chamado Princípio ou Lei de Hess, que é um dos fundamentos da Termoquímica e que, atualmente, se engloba no Princípio da Conservação da Energia. Hess publicou uma obra intitulada Fundamentos de Química par, que foi um dos melhores textos de Química na Rússia durante anos. Faleceu em São Petersburgo em 30 de novembro de 1850.

Henry Louis Le Chatelier

Engenheiro metalúrgico e química, nasceu na França, em 1850 e faleceu em 1936. Foi professor na escola de Minas de Paris (1877) e na Universidade de Paris (1908). Grande autoridade em metalurgia, metalurgia, cimentos, vidros, combustíveis e explosivos, publicou vários livros sobre esses assuntos. Em 1895, projetou o maçarico acetilênico. Sempre procurou mostrar a necessidade da uníon entre a Química pura e a aplicada, na resolução de problemas industriais. Estudando o andamento das reações, percebeu que era possível prever o sentido de deslocamento dos equilíbrios químicos, criando então a afirmativa que hoje é conhecida como Lei ou Princípio de Le Chatelier (1888).

Linus Carl Pauling

Nasceu em Portland, Oregon, Estados Unidos, a 28 de fevereiro de 1901. Formou-se em Engenharia Química, em 1922, no Oregon Agricultural College. Doutourou-se, em 1925, no Instituto de Tecnologia da Califórnia. Estagiou a seguir, nas universidades européias de Munique, Zurique e Copenhague. De volta aos Estados Unidos, tornou-se em 1927, professor do Instituto de Tecnologia da Califórnia e, em 1968, da Universidade de Stanford, na Califórnia. Foi um dos introdutores da Mecânica Quântica na Química, conseguindo determinar vários princípios que explicam a natureza das ligações químicas entre os átomos, bem como as propriedades das substâncias resultantes. Estudou também problemas genéticos decorrentes de estruturas químicas defeituosas nas proteínas existentes nas células humanas. Na divulgação científica, combate o fumo e inicia uma campanha pelo uso maciço da vitamina C no combate ao resfriado comum e como prevenção de certos tipos de câncer. Como pacifista, é contrário a toda espécie de guerra, e combate veementemente o uso de armas nucleares; combate ainda qualquer tipo de preconceito racial, religioso ou científico. Por seus trabalhos científicos recebeu, em 1954, o Prêmio Nobel de Química e, em 1962, por sua ação pacifista o Prêmio Nobel da Paz. Pauling faleceu aos 93 anos, em 20 agosto de 1994, em sua casa na Califórnia, Estados Unidos.

Teoria: Teoria Quântica
Os quanta são  quantidades de energia que a matéria emite ou absorve de uma forma descontínua, e não é possível haver  transferência de uma quantidade de energia inferior à do Quantum.
Planck admitiu que, a absorção, propagação e emissão de energia pelos corpos se faz de um modo descontínuo e elaborou a teoria dos quanta. A absorção, propagação e a emissão  processa-se de uma forma descontínua por múltiplos inteiros de uma quantidade mínima de energia, que é representada por q que se designa quantum de energia.
Ácidos e bases
Foi o químico sueco Svante Arrhenius quem propôs que as propriedades acidas e básicas eram devidas à presença de certos íons em solução.
Arrhenius foi um dos fundadores da Química-Física moderna. Estudou na Universidade de Uppsala e escolheu a Física como área científica principal para o seu doutoramento. Descontente com o seu orientador Tobias Robert Thalén, abandona em 1881 a Universidade para trabalhar em Estocolmo com Erik Edlund. Depois de publicar o seu primeiro artigo científico ( aos vinte e dois anos!), faz as primeiras meditações da condutividade  dos electrólitos no Inverno de 1882; entusiasma-se por este assunto e apresenta uma dissertação de doutoramento em 1884 em que discutia a teoria da dissociação electrólica e nomeadamente a relação entre a condutividade e a velocidade  de reação. Foi aprovado com a classificação mais baixa, já que a teoria desconhecida era tão inovadora que ninguém a sabia classificar- nem os Químicos nem os Físicos a reconheciam como pertencente a assas áreas especificas ( na verdade esta teoria constitui uma ponte entre a Física e a Química).  Arrhenius enviou cópias da tese a um número de cientistas proeminentes entre os quais Rudolf Clausius (Bonn), Lothar Meyer (Tubingen), Ostwald (Riga) e van’t Hoff (Amsterdam). Ostwald ficou muito impressionado com  o trabalho e ofereceu-lhe um lugar de Assistente na sua Universidade, iniciando Assim uma colaboração e uma amizade enriquecedoras. Pelas suas contribuições científicas, recebeu algumas medalhas: Medalha Davy (1902), Medalha Faraday (1914), Medalha  Willard Gibbs (1911),  e também o Prêmio Nobel da Química em 1903.
Publicou um trabalho no qual mencionava que a presença de ácido carbônico influenciava a temperatura da Terra. Essa teoria atualmente é denominada de ” efeito de estufa”.
Svante  Arrhenius (1859-1927).
Teoria: Presença de íons em soluções  ácidas e básicas.

Soluções Ácidas
O cloreto de hidrogénio, HCl (g), quando dissolvido em água, origina uma solução ácida. Essa solução é vulgarmente designada por ácido clorídrico HCl (aq).
Quando se dissolve cloreto de Hidrogênio em água dá-se uma reação química de acordo com a seguinte equação.

HCl(g)+H2O(l) ® H3O+(aq) + Cl-(aq)

A reação é praticamente completa. Logo, o equilíbrio encontra-se fortemente deslocado no sentido dos produtos, H3O+( (aq)  e Cl-(aq). Formam-se íons hidrônio, e cloreto.  O íon Hidrônio  encontra-se presente em todas as soluções ácidas. É o íon responsável pelas propriedades ácidas da solução. Quanto maior for a sua concentração, mais ácida é a solução.
Soluções básicas
Já vimos que o carácter ácido é devido á presença de íons H3O+ (na solução. Uma solução básica deve ter íons que diminuam a concentração destes íons hidrônio.
Quando se dissolve hidróxido de sódio na água, dá-se a dissociação dos   íons, de tal modo que estes se misturam intimamente com a água.
NaOH(s) +aq –> Na+(aq) + OH-(aq)

O carácter básico da solução de hidróxido de sódio é devido ao íon hidróxido OH-(aq).
Solução de ácido com base

Afirmámos que o carácter ácido de uma solução está relacionado com a presença de íons hidrônio, H3O+(aq) , e que o carácter básico é devido á presença de íons, OH-(aq) .
A reação entre estes dois íons origina moléculas de água de acordo coma seguinte equação:
OH(aq) + H3O+ (aq) ® 2H2O(l)

Os íons hidróxido e hidrônio neutralizam-se mutuamente, originando moléculas de água.
Einstein, Albert (1879-1955)
Físico alemão de origem judaica, natural de Ulm. Aos dezasseis anos emigrou com os pais para Milão, mas em 1901, naturalizou-se suíço. Quatro anos  depois obtém o grau de Doutor pela Universidade de Zurique. De 1913 a 1933 vive na Alemanha, onde exerce a atividade de investigador e professor.

Em 1921 recebe o Prêmio Nobel da Física, elaborada que fora a teoria da relatividade. Abandona a Alemanha devido à ascensão do nazismo, instala-se nos EUA, onde passa a dirigir o Instituto de Estudos Superiores de Princeton, naturalizou-se  americano em 1940.
Um ano antes avisara a presidente Roosevelt sobre a possível obtenção de armas nucleares pela Alemanha. Considerado o Maior sábio do século XX, e a sua obra de Física Matemática constitui um ponto de profunda viragem na ciência contemporânea. A famosa teoria da relatividade  foi elaborada em duas etapas. a Primeira, publicada em 1905, é a teoria da relatividade restrita: modifica os conceitos de espaço e de tempo da física Newtoniana  e introduz a equivalência entre massa e energia, que considera dois aspectos da mesma realidade. A segunda, de 1916, é a da teoria geral da relatividade: estabelece então um novo conceito de gravitação dentro da relatividade espacial e concebe o universo como quadrimensional, homogêneo, curvo, finito e em expansão. Estas hipóteses puderam ser confirmadas tanto atômica como astronomicamente. Em 1950, publica ainda a teoria do campo unitário, que estabelece a síntese dos campos eletromagnético e gravítico. Interessado na teoria dos Quanta  de Max Planck, desenvolveu-a até chegar à explicação do efeito fotoelétrico e suas leis. Pacifista convicto, Einstein participou em diversas manifestações contra o uso de armas nucleares, pretendendo mesmo que os projetos sobre energia nuclear ficassem sujeitos a vigilância internacional.  Morreu em Princeton, deixando, ainda, publicados um livro de poesia e uma memória Sobre o problema Cosmológico.
Bohr, Niels Henrik (1885-1962)
Físico dinamarquês que, aplicando ao átomo a teoria dos quanta, estabeleceu a representação eletrônica planetária do átomo de Rutherford(1913), o que veio a permitir a interpretação de inúmeros fenômenos. Os seus estudos contribuíram para a descoberta da energia nuclear e para o fabrico da bomba atômica. Foi condecorado com o Prêmio Nobel da Física em 1922. Galardoado com o Prêmio Nobel da Física em 1975, juntamente com Benjamin Mottelson e James Rainwater.
Teoria: Modelo atómico de Bohr
Bohr aproveitou o modelo proposto por Rutherford.
Rutherford afirmava que a maior parte do átomo é espaço vazio, e que o átomo era quase totalmente de carga positiva, e que esta se encontrava concentrada na região do núcleo do átomo e por sua vez  na região do espaço  exterior ao núcleo  é ocupada pelos elétrons, os quais se  movem em torno do núcleo.
Bohr aproveitou o modelo de Rutherford e fez estudos sobre o átomo de Hidrogênio, elaborando em seguida a sua teoria.

Na sua teoria, Bohr afirmava  que, os elétrons moviam-se em orbitas circulares bem definidas, em torno do núcleo, e a cada órbita correspondia um valor de energia potencial para o sistema elétron-núcleo. O nível de energia dos elétrons correspondia aos níveis energéticos da órbita, ou seja, os elétrons com maior energia ocupavam órbitas mais afastadas do núcleo, e, elétrons com menor energia, ocupavam lugares mais próximos do núcleo. Quando o elétron se movia na sua órbita não havia absorção nem emissão de energia, mas quando um elétron transitava de uma órbita para outra, ocorria absorção ou emissão de energia.

Quando um átomo recebe energia, (por exemplo uma descarga elétrica).  Um elétron pode transitar de uma órbita para outra mais afastada do núcleo. Este estado é instável para o átomo e designa-se por estado excitado.

Quando o átomo liberta a energia inicialmente recebida, o elétron regressa novamente à órbita inicial. Esta libertação de energia dá-se sob a forma de radiação. O átomo atinge o estado de energia mínima ou estado fundamental.
Bohr caracterizou cada nível de energia por um número natural (1,2,3,4…), mas que também podem ser designados por camadas k, L, M, N, etc.

Fonte: http://www.mundodaquimica.com.br/2012/08/a-quimica-uma-obra-da-humanidade/

Gorduras Saturadas

Os alimentos de origem animal possuem gordura saturada que é composta por triglicerídeos que contém ácidos graxos saturados. Este tipo de gordura apresenta ligação simples entre carbono e geralmente encontra-se em estado sólido, por exemplo, a manteiga. No entanto podemos encontrar também em alguns vegetais, como coco e palma.

Geralmente a preparação para as gorduras saturadas é realizada pela reação de hidrogenação ( adição de hidrogênio ) aos óleos vegetais com a presença do catalisador de platina ou níquel com a temperatura aproximadamente 100°C. Contudo a instauração ( ligação dupla) se desfaz e cada átomo envolvido se liga a um átomo de hidrogênio do reagente.

Hidrogenação do ácido oleico
Foto: Brasil Escola

As gorduras são responsáveis pelo transporte de várias vitaminas, porém a gordura saturada é responsável pela elevada taxa de colesterol LDL (ruim), isso se for consumido em excesso alimentos que contém este tipo de gordura, podendo ocorrer aterosclerose (inflamação causada pelos ateromas). As placas de ateroma são formadas no interior dos vasos sanguíneos, e o excesso esta gordura no organismo  pode obstruir causando o ataque cardíaco e o derrame cerebral.

Fonte: http://www.mundodaquimica.com.br/2013/03/gorduras-saturadas/

O que é Proteína?

As proteínas  são as moléculas orgânicas mais abundantes e importantes nas células e perfazem 50% ou mais de seu peso seco. São encontradas em todas as partes de todas as células, uma vez que são fundamentais sob todos os aspectos da estrutura e função celulares. Existem muitas espécies diferentes de proteínas, cada uma especializada para uma função biológica diversa. Além disso, a maior parte da informação genética é expressa pelas proteínas.

Pertencem à classe dos peptídeos, pois são formadas por aminoácidos ligados entre si por ligações peptídicas. Uma ligação peptídica é a união do grupo amino (-NH ₂ ) de um aminoácido com o grupo carboxila (-COOH) de outro aminoácido, através da formação de uma amida.

São os constituintes básicos da vida: tanto que seu nome deriva da palavra grega “proteios”, que significa “em primeiro lugar”. Nos animais, as proteínas correspondem a cerca de 80% do peso dos músculos desidratados, cerca de 70% da pele e 90% do sangue seco. Mesmo nos vegetais as proteínas estão presentes.

Qual a importância das proteínas?

A importância das proteínas, entretanto, está relacionada com suas funções no organismo, e não com sua quantidade. Todas as enzimas conhecidas, por exemplo, são proteínas; muitas vezes, as enzimas existem em porções muito pequenas. Mesmo assim, estas substâncias catalisam todas as reações metabólicas e capacitam aos organismos a construção de outras moléculas – proteínas, ácidos nucleicos, carboidratos e lipídios – que são necessárias para a vida.

Qual a função das proteínas?

As proteínas participam da coagulação sanguínea, da formação de anticorpos, da construção de novos tecidos, e entre outras coisas são matéria–prima para alguns hormônios.

No corpo humano existem mais de 1500 tipos de enzimas, cada uma catalisando um tipo de reação química. As proteínas participam como de enzimas no corpo humano.

O organismo não possui órgãos que mantenham uma reserva de proteínas, portanto elas devem ser consumidas diariamente.

Recomendação diária:

Recomenda-se uma ingestão de 10 a 12% do total de calorias diárias, na forma de proteínas, (1g de proteína = 4 calorias).

Proteínas e musculação:

Em média, um atleta interessado em ganho muscular deve consumir de 1.5 a 2g de proteínas por quilo. Isso representa uma quantidade difícil de conseguir apenas com alimentação. Supondo que você tenha 75kg de peso, isso representa cerca de 112g de proteína por dia considerando a média de 1.5g.

COMO FUNCIONAM AS LATINHAS QUE RESFRIAM EM APENAS SEGUNDOS?

As chamadas latinhas inteligentes criadas na Coreia do Sul são um tipo de aplicação muito interessante dos fenômenos físico-químicos de trocas de calor. Estas latas se aquecem ou se resfriam.
As latinhas inteligentes usadas para refrigerantes e cerveja gelam o produto em 15 segundos, sem precisar de geladeira.
Dentro da lata há uma serpentina cheia de gás carbônico sobre alta pressão. Ao abrir a lata, o gás é liberado, acarretando um rápido resfriamento, que gela a bebida contida na lata.
Existem também os recipientes que aquecem seu conteúdo. É usado em sopas, leite e café.
Esta ideia foi muito utilizada durante a Segunda Guerra Mundial, para fornecer comida quente aos soldados nos campos de batalha.
Para o aquecimento, são usadas várias reações que liberam calor (exotérmicas), como:

CaO  +  H2O  →   Ca(OH)2

2 Al  +  Fe2O3   →   Al2O3   +   2 Fe

Fonte: http://www.mundodaquimica.com.br/2012/08/como-funcionam-as-latinhas-que-resfriam-em-apenas-segundos/

Por que o monóxido de carbono é venenoso?

Todo veneno tem uma característica específica que o torna venenoso. No caso do monóxido de carbono, a característica tem a ver com a hemoglobina no sangue.

A hemoglobina é formada por proteínas complexas que se unem aos átomos de ferro. A estrutura da proteína e do seu átomo de ferro faz com que o oxigênio se una ao átomo de ferro de maneira bastante superficial. Quando o sangue passa pelos pulmões, os átomos de ferro na hemoglobina se unem a átomos de oxigênio. Quando o sangue flui por áreas do corpo com pouco oxigênio, os átomos de ferro liberam o oxigênio deles. A diferença na pressão do oxigênio nos pulmões e nas partes do corpo que precisam de oxigênio é muito pequena. A hemoglobina é bastante sintonizada para absorver e liberar oxigênio apenas nas horas certas.

O monóxido de carbono, pelo contrário, se une com bastante força ao ferro na hemoglobina. Quando o monóxido de carbono se prende, é bem difícil de soltar. Então, se você inala monóxido de carbono, ele gruda em sua hemoglobina e ocupa todas as áreas de ligação de oxigênio. Com o tempo, seu sangue perde toda a capacidade de transportar oxigênio e você sufoca.

Como o monóxido de carbono se une com muita força à hemoglobina, você pode ser envenenado por monóxido de carbono – até mesmo em concentrações bem baixas – se estiver exposto por um longo período. Concentrações baixas de 20 ou 30 partes por milhão (PPM) podem ser prejudiciais se você ficar exposto por várias horas. Uma exposição a 2 mil PPM por uma hora resultará em perda de consciência.

Muitas coisas comuns produzem monóxido de carbono, inclusive carros, equipamentos a gás, fornos a lenha e cigarros.

Fonte: http://www.mundodaquimica.com.br/2012/08/por-que-o-monoxido-de-carbono-e-venenoso/

A Química do Chocolate

Ele pode ser calórico e provocar espinhas, mas encontrar alguém que diga não a um chocolate sem demonstrar tristeza é coisa rara. Estudos mostram que a sensação de bem-estar que ele causa está ligada ao estímulo da produção de substâncias químicas do corpo humano como a serotonina. Mas o papel da Química no fascínio de tanta gente por essa iguaria começa bem antes da embalagem ser aberta.

Existem numerosos fatores que influenciam a qualidade e o sabor do chocolate, tais como: a escolha da variedade genética do cacau, o clima e as condições do solo onde é cultivado, bem como as técnicas de fabricação empregadas. O desenvolvimento do sabor do chocolate começa já na etapa de fermentação dos grãos, processo este ainda rudimentar, mas importantíssimo na produção de aminoácidos, monosacarídeos, peptídeos, flavonóides, metilxantinas, entre outros, substâncias estas que serão os precursores do sabor e aroma do chocolate.

O aroma total do chocolate é formado na etapa de torrefação, na qual os grãos, fermentados e secos, são cuidadosamente aquecidos a temperaturas que variam de 110° C a 140°C. Foram identificadas 500 substâncias responsáveis pelo sabor do chocolate. Entre elas, podemos citar os compostos carbonílicos como os álcoois, aldeídos, cetonas, e os heterocíclicos. Estas substâncias são produtos de um fenômeno químico conhecido como Reação de Maillard.

Após moagem dos grãos já torrados, obtém-se o “liquor de cacau” ou pasta de cacau que será combinado com açúcar, leite em pó (no caso de chocolate ao leite), manteiga de cacau, emulsificante e opcionalmente um aromatizante. Esta mistura segue para a etapa chamada conchagem na qual a massa será aquecida sob agitação por várias horas, objetivando a obtenção de uma pasta fluida e a eliminação de substâncias voláteis que poderiam interferir no sabor final do chocolate. A função do emulsificante, normalmente lecitina de soja, é a de reduzir a tensão superficial entre a manteiga de cacau, a gordura do leite e os outros componentes presentes, bem como diminuir a viscosidade da mistura.

Usa-se combinar liquor de cacau de procedências diferentes, obtendo-se desta forma um produto com características de aroma e sabor diferenciados.

Outro procedimento importante na produção do chocolate é a “temperagem”, que consiste no resfriamento controlado da massa após a conchagem, objetivando a solidificação do chocolate pela cristalização da manteiga de cacau presente na sua forma mais estável. A manteiga de cacau pode cristalizar em várias formas polimórficas. Algumas delas são instáveis e, com o passar do tempo, poderão se recristalizar na forma mais estável. Isto resultará na perda de brilho e na formação de cristais acinzentados na superfície do chocolate, defeito conhecido como fat-bloom. Este problema também ocorre quando, no armazenamento, a temperatura do chocolate sofre variações.

Também no armazenamento, as mudanças bruscas de temperatura, das áreas frias para as áreas quentes, fazem com que haja condensação de umidade na superfície do chocolate. As moléculas de água formadas durante a condensação dissolvem o açúcar do chocolate formando um xarope e, posteriormente, quando são novamente evaporadas pelo aquecimento (aumento da temperatura ambiente), deixam o açúcar depositado na superfície na forma de cristais grossos e irregulares, que conferem ao produto um aspecto desagradável. Este defeito, conhecido como sugar-bloom, é facilmente identificado, pois se caracteriza pela apresentação de uma camada de cor acinzentada, rugosa e irregular na superfície do chocolate. Portanto, para garantir sua qualidade, padronização e a conservação de suas características, o produto precisa ser armazenado sob rigoroso controle de temperatura, entre 18ºC e 25ºC, e umidade relativa do ar de no máximo 70%.

A obtenção de diferentes tipos de chocolate depende principalmente da proporção dos ingredientes e das variações do processo. As diferenças básicas entre o chocolate ao leite e o amargo estão na formulação: o primeiro tem leite e o segundo não. Além disso, o amargo possui uma concentração maior de pasta de cacau e menor de açúcar. Mas a cor e o sabor resultam também da Reação de Maillard, que é acelerada a altas temperaturas. Como já citamos anteriormente, ela ocorre antes mesmo da fabricação do chocolate, no processo de obtenção da sua principal matéria-prima: a pasta de cacau. Graças a esse fenômeno químico, a pasta de cacau tem uma coloração marrom escura, quase preta e, por isso, não é empregada na formulação do chocolate branco. Neste caso, é usada apenas a manteiga de cacau. Na conchagem do chocolate branco, a temperatura precisa ser mais baixa que a dos chocolates escuros para que a Reação de Maillard não ocorra e escureça o produto.

Como em vários outros tipos de indústria, na de chocolates a Química também é fundamental para o controle da qualidade. Tanto as matérias-primas como o produto final passam por testes químicos que avaliam, por exemplo: teor de gordura, umidade, atividade de água, proteína e iodo. Sem elas, as indústrias teriam problemas na padronização e identificação de insumos e produtos finais. Com essas análises feitas internamente em um laboratório químico, o tempo de resposta aos problemas de produção e insumos é bem menor, favorecendo assim a agilidade das decisões e possíveis ações corretivas a serem tomadas. Algumas não conformidades que podem ser evitadas são: irregularidade no ponto de quebra, falta de consistência, perda de sabor e brilho, crescimento microbiano, redução da vida de prateleira do chocolate, entre outros.

Até na higienização da fábrica e de seus equipamentos, o conhecimento químico é necessário. Ela é dividida em duas etapas: limpeza e desinfecção. Na limpeza, ocorre a remoção física dos resíduos. Utilizam-se detergentes inodoros específicos para remoção do material orgânico e sujidades presentes nos equipamentos e utensílios, com o intuito principal de remover a gordura, o maior resíduo gerado em uma indústria de chocolate. Após a limpeza, é realizada a desinfecção. Esta é uma operação de redução, por meio de agentes químicos, do número de microorganismos a um nível que não comprometa a segurança do alimento. Normalmente, são utilizados sais à base de biguanida, quaternário de amônio e também ácido peracético. Para a aplicação desses agentes químicos, os operadores devem estar bem instruídos e protegidos com os Equipamentos de Proteção Individual (EPIs) necessários. É muito importante a utilização de produtos específicos para indústrias de alimentos, pois, além de ser necessária a verificação de sua eficácia e garantir que não restarão resíduos após sua aplicação, estes produtos químicos não podem exalar odores fortes que possam vir a contaminar o chocolate, que é um produto muito sensível à absorção de odores.

Tudo isso é tecnologia química desenvolvida pelos profissionais da área nas universidades, no dia-a-dia das indústrias e nos seus centros de pesquisas. No caso do chocolate, essa tecnologia não está só no processo descrito acima, mas também é fundamental para a fabricação de aditivos como a lecitina de soja, a obtenção da pasta e da manteiga de cacau e o cultivo do cacaueiro, que emprega fertilizantes e defensivos agrícolas. Isso sem contar o desenvolvimento das embalagens que tornam o produto, já tão atraente, ainda mais irresistível.

Fonte: A Engenheira de Alimentos Karina Chahade Fernandes (kacf@hotmail.com), Responsável Técnica pela Kopenhagen, forneceu informações para a produção deste texto, pelas quais a Comissão de Divulgação do CRQ-IV agradece.

Reação de Maillard

A cor, o aroma e o sabor de muitos alimentos depois de cozidos ou assados é resultado de uma reação química entre um carboidrato e um aminoácido (proteína) que ficou conhecida pelo nome do médico e químico francês que a descreveu em 1912, Louis-Camille Maillard. Após várias etapas dessa reação, formam-se compostos escuros chamados melanoidinas, que conferem cor à carne assada e ao doce de leite, por exemplo. Dependo do tipo de açúcar e proteína do alimento, o processo produz cores, sabores e aromas diferentes. Importante ressalvar, contudo, que essa reação é diferente do que ocorre nos processos de tostamento e caramelização.

Acredita-se que a Reação de Maillard seja também responsável pelo envelhecimento do corpo humano.

Serotonina
A serotonina é uma molécula sintetizada a partir de uma proteína chamada triptofano, que desempenha no corpo humano a função de neurotransmissor. Isso quer dizer que ela trabalha na comunicação entre as células nervosas (neurônios). Por isso, afeta nosso humor, sono e apetite. Além do sistema nervoso central, a serotonina está presente no trato intestinal e nas plaquetas sanguíneas. Quimicamente, recebe o nome 5-hidroxitriptamina e é representada pela fórmula molecular N2OC10H12.

Fonte: http://www.mundodaquimica.com.br/2012/08/181/