Apostila - Corrosão, Solvente e Tintas

7/25/2019 Apostila - Corroso, Solvente e Tintas

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UNIVERSIDADE DE BRASLIA

Decanato de Pesquisa e Ps-GraduaoInstituto de Cincias Biolgicas

Instituto de FsicaInstituto de Qumica

PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM ENSINO DE CINCIASMESTRADO PROFISSIONAL EM ENSINO DE CINCIAS

EDUCAO DE JOVENS E ADULTOS: PROPOSTA DE MATERIAL DIDTICOPARA O ENSINO DE QUMICA

WAGDO DA SILVA MARTINS

Proposta de ao profissional resultante da dissertaorealizada sob orientao do Prof. Dr. Wildson Luiz Pereira dosSantos - e co-orientao da Profa. Dra. Maria Mrcia Murta - eapresentada banca examinadora como requisito parcial obteno do Ttulo de Mestre em Ensino de Cincias rea deConcentrao Ensino de Qumica, pelo Programa de Ps-Graduao em Ensino de Cincias da Universidade de Braslia.

Braslia DF

Dezembro2007


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Corroso

Solventes e

Tintas


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Sumrio1. Apresentao do mdulo de ensino 5

1.1 Estrutura do mdulo 6

Texto introdutrio A histria da Qumica 10

Unidade 1 - Corroso 12

Objetivo da unidade 1 12

Experimento - Corroso e proteo dos metais 15

Contribuio terica 17

Estudo dirigido 19

Unidade 2 Solventes 20


Experimento - Parte A - Analisando o comportamento de algumas substncias sob aquecimento 21

Experimento - Parte B - Natureza das ligaes qumicas quanto solubilidade 24


Estudo dirigido 34

Unidade 3 Solventes e funes orgnicas 35



Estudo dirigido 46

Unidade 4 Tintas 47Objetivo da unidade 4 47

Experimento - A luz branca e o arco-ris 50


Descrio da atividade Leitura do texto de apoio 52

Experimento -Como achar pigmentos 53


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Experimento -Receitas caseiras para fazer tintas 55


Estudo dirigido 58

Unidade 5 Riscos a sade provocados por tintas e solventes 59Objetivo da unidade 5 59

Estudo dirigido 64

Referncias Bibliogrficas 65


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1. Apresentao do mdulo de ensino

Mdulo de ensino: Corroso, Solventes e Tintas

O objetivo deste mdulo oferecer um material didtico para a Educao de Jovens e

Adultos, que leve em considerao todas as caractersticas dos sujeitos de aprendizagem desta

modalidade de ensino. Trata-se de um mdulo de ensino de Qumica constitudo de cinco

unidades, a partir do qual os educandos iro seguir uma seqncia de contedos relacionados a

um tema gerador.

Para a realizao deste mdulo de ensino foi necessrio que o material didtico fosse

apresentado como diferenciado do livro texto tradicional, j que este tipo de publicao mostra-se

ineficiente para a Educao de Jovens e Adultos, pois apresenta problemas inclusive no ensino

regular.

A proposta de ensino de Qumica que aplicada neste material se diferencia por partir dos

pressupostos de Paulo Freire, de trabalhar com a realidade do aluno envolvendo-o em situaes

relacionadas com seu cotidiano.

Este mdulo deve ser utilizado apenas como um material de suporte cabendo ao professor

programar-se da melhor maneira possvel para sua utilizao em suas aulas.

Como a educao para a cidadania faz parte de um dos objetivos da EJA, o tema gerador

escolhido deve fazer parte da vivncia dos alunos e deve resultar de uma questo social que

envolva a aprendizagem e a reflexo dos educandos. Por isso, a escolha do tema gerador deste

material se deu com a participao dos educandos, que escolheram como tema Solventes e

Tintas.


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1.1 Estrutura do mdulo

O mdulo de ensino de Qumica constitudo de cinco unidades, nas quais os educandosiro seguir uma seqncia de contedos relacionados a um tema gerador. Em todas as unidades,

so apresentadas situaes onde o conhecimento qumico possa ser reconhecido como presente

dentro da cultura humana contempornea. O modo de apresentao desses contedos visa

compreenso dos conceitos qumicos a partir da realidade do educando que poder, por meio

deles, exercer aes cidads responsveis que visem integridade e o respeito com as pessoas e

com o meio. O formato do mdulo ficou estruturado da seguinte forma:

Texto introdutrio A Histria das Tintas

Para o educando, importante o trabalho com textos de diferentes mbitos que estejam

relacionados com o contedo qumico.

Neste texto, possvel trabalhar com os educandos o reconhecimento da Qumica como

uma cincia proveniente da ao humana que est inserida em um contexto histrico em

diferentes momentos.

Sugesto de leitura

Em cada unidade, aparece um texto introdutrio que tem linguagem compatvel com o

nvel em que os educandos se encontram. O professor pode trabalhar as informaes contidas

nestes textos de maneira contextualizada.

Neste caso, a inteno motivar o educando, por meio da leitura, a se envolver com novos

conhecimentos e informaes.

Como o hbito da leitura, decorrente do exerccio que nem sempre realizado pelos

educandos, este trabalho ao introduzir as unidades com textos tenta promover a importncia da

leitura na prpria escola.


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Unidade 1 Corroso

Esta unidade permite o entendimento do educando sobre as seguintes propriedades

qumicas: oxidao, corroso, eletroqumica e degradabilidade. Este estudo permite tambmcompreender as transformaes qumicas do processo de oxidao por meio da energia produzida

ou consumida. E tambm ajuda na compreenso do educando sobre a necessidade de revestir os

materiais metlicos por meio do uso de tintas.

Unidade 2 Solventes

Nesta unidade, os educandos podem compreender a constituio da matria, visualizando,observando, analisando e comparando as propriedades fsicas das substncias e dos materiais.

possvel entender que existe relao entre as transformaes dos materiais e suas propriedades,

principalmente, explorando os experimentos.

As ligaes qumicas so trabalhadas de maneira que os educandos as compreendam

como resultantes das interaes eletrostticas entre tomos.

Uma vez trabalhadas as ligaes, possvel compreender as propriedades das substncias

e dos materiais em funo das interaes entre suas partculas constituintes. Neste caso,

trabalhando os conceitos de polaridade e das foras inter-moleculares.

O mdulo permite, em seguida, no caso dos solventes a compreenso do conceito de

solubilidade que pode ser compreendido atravs das propriedades das substncias e da natureza

do material.

Unidade 3 Solventes e funes orgnicas

A unidade 3 apresenta a composio qumica de alguns solventes, sendo possvel aoeducando reconhecer as caractersticas dos compostos orgnicos presentes neles. So

apresentadas diferentes origens dos compostos orgnicos, sendo que essas diferenas entre os

solventes permitem tambm reconhecer diferentes funes como hidrocarbonetos, lcool e

cetonas.


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Unidade 4 Tintas

Nesta unidade, trabalhado o conceito de cores por suas diferentes origens, possvel

ainda que o educando reconhea o espectro eletromagntico, compreendendo a parte do espectrochamada de luz visvel.

A unidade apresenta tambm a composio geral das tintas e as funes de cada um dos

seus componentes. possvel reconhecer a presena de substncias orgnicas e inorgnicas na

composio das tintas.

Unidade 5 Riscos sade provocados por tintas e solventes

Na unidade 5, so apresentados os riscos que trabalhadores ou mesmo pessoas comuns

podem ter no trabalho ao manusear diretamente solventes e tintas. possvel entender quais as

formas de contaminao e os seus efeitos no organismo.

A unidade ainda apresenta as medidas preventivas que as pessoas devem ter a fim de

evitar acidentes e traz algumas medidas de primeiros socorros e a legislao trabalhista para os

trabalhadores que atuam no campo de tintas e solventes. O mdulo traz o seguinte formato geral

quanto s atividades propostas nas unidades:

Objetivos da unidadeExpressa a finalidade da unidade em relao aos contedos trabalhados.

Sugesto de atividades

So dicas para o professor sobre a maneira que ele poder utilizar o mdulo com os

educandos. Lembrando sempre que a organizao caber ao professor de acordo com sua

realidade.

Descrio de atividade Leitura de texto

So textos de leitura fcil que tm por finalidade introduzir o assunto que ser

desenvolvido. Estes textos permitem ao professor trabalhar com o conhecimento prvio dos


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educandos a respeito dos conceitos que sero estudados. Permite ainda a promoo do dilogo

entre educando e educador a fim de refletir sobre a realidade em que vivem.

Descrio de atividade ExperimentoOs experimentos fazem parte do mdulo de ensino e podem ser realizados em sala de

aula, com materiais de baixo custo. A experimentao uma maneira til de incentivar o

educando a ter uma postura investigativa em relao aos contedos trabalhados. A realizao

dessas prticas permite ao professor desenvolver questionamentos que sero teis no

desenvolvimento de seu trabalho. bom lembrar que todo experimento deve ser previamente

testado e preciso tambm verificar as condies de realizao dos mesmos, uma vez que alguns

experimentos como os da unidade 4 podem ser de custo elevado.

Descrio de atividade Estudo dirigido

O estudo dirigido composto por atividades e questes propostas que visam promover o

debate de idias a partir dos conhecimentos trabalhados em sala. O professor, ao trabalhar com

esse mdulo, deve sentir-se livre no sentido de propor seus prprios questionamentos com sua

turma.

neste momento que as situaes problemticas so colocadas para o grupo e discutidas

de maneira que surjam estratgias que possam ser empregadas na resoluo do problema. Neste

caso, ao e reflexo.

Contribuio terica

So contribuies que discutem os conceitos que so trabalhados em cada unidade do

mdulo. Esses conceitos, dependendo da unidade, esto relacionados diretamente aos resultados

dos experimentos trabalhados. A contribuio terica caracterizada por apresentar subsdios

conceituais ao professor.


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A histria da tinta

muito difcil estabelecer uma data para o surgimento da tinta. O homem no estava procurandocriar ou inventar algo que embelezasse ou protegesse sua casa quando a tinta surgiu, mesmo

porque, naquela poca, ele ainda morava em cavernas. Foi graas incessante necessidade dohomem expressar os seus pensamentos, emoes e a cultura de seu povo que ela foi descoberta.Primeiramente, as tintas tiveram um papel puramente esttico. Somente mais tarde, quandointroduzidas em pases do norte da Amrica e da Europa, onde as condies climticas eram maisseveras, o aspecto "proteo" ganharia maior importncia.Pr Histr ia: funo puramente decorativaOs povos pr-histricos fabricavam tintas moendo materiaiscoloridos como plantas e argila em p, e adicionando gua. Atcnica empregada era simples, pois as cores eram preparadascom os prprios dedos e algumas vezes prensadas entre pedras.Usavam-na para a decorao de suas cavernas e tumbas, e sobre

seus corpos.Egito: adicionando coresO primeiro povo a pintar com grande variedade de cores foram osegpcios. Inicialmente, fabricavam as tintas a partir de materiaisencontrados na terra de seu prprio pas e das regies prximas.Somente entre 8.000 a 5.800 a. C. que surgiram os primeirospigmentos sintticos. Para obterem cores adicionais, os egpciosimportavam anileira e garana da ndia. Com a anileira, podia-seobter um azul profundo e, com a garana, nuances de vermelho,violeta e marrom. Os egpcios tambm aprenderam a fabricarbrochas brutas, com as quais aplicavam a tinta.

China: inventando a tinta de escreverAs primeiras tintas de escrever foram provavelmente inventadaspelos antigos egpcios e chineses. As datas exatas dessa invenoso desconhecidas. Manuscritos de cerca de 2.000 a. C.comprovam que os chineses j conheciam e utilizavam nanquim.

Roma: ascenso e quedaOs romanos aprenderam a tcnica de fabricar tinta

com os egpcios. Exemplares de tintas e pinturasromanas podem ser vistos nas runas de Pompia. Porvolta do sculo V a. C., os romanos utilizaram pelaprimeira vez na histria o alvaiade como pigmento.Aps a queda do Imprio Romano, a arte de fabricartintas perdeu-se, sendo retomada pelos inglesessomente no final da Idade Mdia.


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Idade Mdia: redescobertaNa Idade Mdia, o aspecto "proteo" comea a ganhar importncia. Os

ingleses usavam as tintas, principalmente, em igrejas e, depois, em prdiospblicos e residncias de pessoas importantes. Durante os sculo XV eXVI, artistas italianos fabricavam pigmentos e veculos para tintas. Nessapoca, a produo de tinta era particularizada e altamente sigilosa. Cadaartista ou arteso desenvolvia seu prprio processo de fabricao de tinta.Tratadas como se fossem um "segredo de Estado", as frmulas de tintaseram enterradas com seu inventor.

Revoluo Industrial: expanso e produo em larga escalaNo pice da Revoluo Industrial, final do sculo XVIII e inciodo XIX, os fabricantes de tintas comearam a usar equipamentosmecnicos. Os primeiros fabricantes, entretanto, apenaspreparavam os materiais para tinta, fornecendo-os para os pintores,que compunham suas prprias misturas. Em 1867, os fabricantesintroduziram as primeiras tintas preparadas no mercado. Odesenvolvimento de novos equipamentos de moer e misturar tintasno final do sculo XIX tambm facilitou a produo em largaescala.

Sculo XX: a tecnologia a servio das tintas

Durante Primeira e Segunda Guerras Mundiais, perodo considerado pelos historiadores bastantefrtil para cincia, qumicos desenvolveram novos pigmentos e resinas sintticas. Essespigmentos e veculos substituram ingredientes das tintas, como leo de linhaa, necessrio parafins militares. Pesquisas desenvolvidas por qumicos e engenheiros tornaram-se atividadeimportante na fabricao de tinta. No final da dcada de 50, qumicos criaram tintas especiaispara pintura de exteriores, novos tipos de esmaltes para acabamento de automveis e tintas prova de gotejamento para superfcies externas e internas. Nos anos 60, a pesquisa continuadacom resinas sintticas conferiu s tintas maior resistncia contra substncias e gases. Foi nessapoca, que as tintas fluorescentes se popularizaram. Devido descoberta de envenenamento, porchumbo, de muitas crianas aps terem comido lascas de tinta seca, na dcada de 1970 os

governos de alguns pases impuseram restries ao contedo de chumbo nas tintas de usodomstico, limitando-o a cerca de 0,5%.

Fonte: Tintas & Vernizes - Volume 1 - Cincia & Tecnologia - 2 edio - Abrafati (Associao Brasileira dosFabricantes de Tintas)


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Unidade 1 Corroso

Objetivos da unidade 1:

Esta unidade permite ao educando um breve conhecimento sobre os processos corrosivosque acontecem no cotidiano e propicia condies para o seu entendimento quanto necessidade da pintura como revestimento metlico.

Sugesto de atividade

Para que haja um melhor entendimento por parte dos educandos sugerido ao professor autilizao do texto de apoio, que apresenta de forma mais objetiva e simples o processo dacorroso.

Prope-se, ainda, a realizao de um experimento que analisa a corroso em diferentes meios.

Sugere-se, tambm, a utilizao do estudo dirigido que se encontra no final desta unidade.

Descrio da atividade Leitura do texto de apoio

Corroso

Os processos corrosivos esto presentes nos mais variados locais a quase todo instante da

nossa vida diria. Assim, a deteriorao nas latarias dos automveis, nas cadeiras metlicas, nosportes, eletrodomsticos e em outras superfcies metlicas desprotegidas so problemas com osquais o homem se depara a todo instante.

Isso acontece porque a corroso pode ser vista como nada mais que a tendncia para oretorno do metal a sua composio mais estvel, que a maneira na qual ele encontrado nanatureza, ou seja, na forma de xidos. Os xidos so encontrados nos minerais, que so aprincipal matria-prima na produo do ferro metlico (Fe) em alto-forno. Os minerais quecontm ferro em quantidade aprecivel so: os xidos, carbonatos, sulfetos e silicatos. Os maisimportantes para a indstria siderrgica so os xidos, sendo eles:

Magnetita(xido ferroso e xido frrico) Fe3O4(FeO . Fe2O3).

Hematita(xido frrico) Fe2O3.

Limonita(xido hidratado de ferro) 2FeO3.3H2O.

Assim, por exemplo, quando uma pea de ao enferruja, o ferro, principal componente,est retornando forma de xido, que o composto original do minrio de ferro encontrado na


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natureza. No caso do ferro, o xido denominado por xido frrico, vulgarmente designado porferrugem.

Com exceo de alguns metais como a prata (Ag), o ouro (Au) e a platina (Pt) que soclassificados como nobres, pois so encontrados na natureza em sua forma metlica (reduzida) e

no como xidos ou sulfetos (forma oxidada), a maioria dos metais quase sempre soencontrados na forma de compostos: xidos, sulfetos, etc. Isso significa que tais compostos so asformas mais estveis para os mesmos.

Para se obter o metal puro, osminrios so fundidos a altastemperaturas, resultando na sadado oxignio. J o metal puro emcontato com o oxignio volta asua forma original, o minrio,mais estvel.

Figura 1 Ciclo dos metais Fonte: http://www.abraco.org.br/corros11.htm

O ferro na sua forma pura pouco utilizvel devido a sua rpida oxidao, por isso muito importante para a indstria quando misturado com outros elementos qumicos como ocarbono (C) formando o ao. Para os equipamentos feitos de ao a atmosfera o principal meio

de corroso, onde so afetados pelo oxignio, temperatura e umidade.A maioria dos metais tende a se combinar com o oxignio do ar, produzindo osrespectivos xidos. A presena de vapor d'gua acelera o processo ainda mais se tais vaporescontm substncias agressivas como sais ou cidos. Isso ocorre em muitos ambientes industriais,locais prximos ao mar, etc. Este processo se d de forma lenta para o ferro em temperaturasusuais de ambientes.

Formao da ferrugem em presena de oxignio e gua

2Fe(s) + O2(aq) 2H2O(l) Fe2O3(s)Ferro metlico gs oxignio gua xido frrico

Entretanto, em alguns metais como o alumnio a corroso rpida, onde acontece uminteressante fenmeno: quando uma nova superfcie de alumnio exposta ao oxignio do ar,ocorre rapidamente uma reao de oxidao, com a formao de uma camada fina superficial dexido de alumnio (alumina - Al2O3). Essa camada superficial isola o metal do contato com ooxignio e interrompe o processo. Quando a camada retirada por qualquer processo, ela seforma novamente.

Por isso ao lavar as panelas com palha de ao ocorre a retirada dessa camada de (alumina- Al2O3) tornando o metal mais brilhoso, com o tempo a mesma panela fica fosca novamente.


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Combater importante?

Voc pode imaginar que muita energia gasta na cadeia produtiva, desde a extrao do

minrio at a transformao do metal em algo utilizvel (ver figura 1). Tudo isso se perde nacorroso. As perdas por corroso contribuem de forma significativa para a ineficincia dosprocessos produtivos como um todo.

Em termos de quantidade de material danificado pela corroso, estima-se que uma parcelasuperior a 30% do ao produzido no mundo seja usada para reposio de peas e partes deequipamentos e instalaes deteriorados pela corroso.

Uma alternativa para impedir a corroso dos materiais seria a modificao do metal, porexemplo, a utilizao do alumnio e suas ligas em componentes como esquadrias, portas e janelasao invs do ao. No entanto, para estruturas de grande porte, nas quais a resistncia mecnica um requisito importante, o alumnio e suas ligas nem sempre podem ser utilizados, sendo os aosinoxidveis os mais apropriados, apesar de nem sempre ser economicamente vivel.

So muitos os casos em que o ao continua sendo o material mais adequado parautilizao em estruturas expostas a atmosferas em geral, restando to somente a interposio deuma barreira entre este metal e o meio como uma forma de proteo contra a corroso.

Para esta finalidade, usa-se como uma das alternativas para evitar ou diminuir a corrosoo revestimento do material de ferro com uma camada protetora que evite seu contato com ooxignio e a gua. Por isso a pintura , sem dvida, o mtodo mais apropriado e de menor custopara proteo de estruturas e equipamentos de ao contra a corroso. Assim, necessrioselecionar as tintas mais adequadas para executar esta tarefa de proteger a superfcie metlica, deacordo com as necessidades e formas de corroso a que ser exposto o material.

Texto adapatado de http://www.mspc.eng.br/tecdiv/corr1.asp


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Descrio de atividade - Experimento

Tema: Corroso e proteo dos metais

Objetivo

Verificar em quais condies ocorre a corroso do ferro.

Contexto

A corroso definida como a deteriorao de um material, geralmente metlico, emvirtude da ao do ambiente que modifica o material por meio de um processo espontneo. Issopode acarretar a inutilizao de estruturas metlicas de uso corrente no dia-a-dia, como portes,esquadrias, telhados, etc.

Para analisar esse processo sugere-se um experimento que ir verificar em quais

condies ocorre corroso do ferro.Neste experimento usam-se pregos de ao em diferentes ambientes, comparando o nvel

de corroso que cada um sofreu e verificando a constituio de cada meio e as causas para queocorra a corroso.

Fatores que afetam a corroso de um metal

Efeito das condies ambientais na corroso Efeito da forma e estado de conservao da pea metlica na corroso Mtodos de proteo de metais contra a corroso

O que voc vai precisar:

Material

Potes vazios de maionese de plstico ou vidroPregos grandes e novosTampas dos vasilhames de maioneseAgente secante (Slica gel)leo de cozinhaguaSal

Vinagre

Dicas

Na falta de potes vazios de maionese utilize copos plsticos transparentes

A slica gel um agente secante, isto , que absorve a umidade e pode ser encontrado emvidros de medicamentos como vitamina C (efervescente) nas tampas de seus recipientes.


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Existem tambm sacos de slica utilizados no acondicionamento de equipamentossensveis umidade, como equipamentos eletrnicos.

Vamos trabalhar

Neste experimento possvel acrescentar vrias situaes, basta preparar um conjunto deamostras idnticas de pregos em diferentes condies: prego intacto, prego amassado, pregoarranhado e prego pintado com zarco.Zarco o nome comercial do composto ortoplumbato de chumbo ou tetrxido de chumbo(Pb3O4), que um xido misto chamado de mnio ou chumbo vermelho e pode ser representadocomo (2Pb.PbO2) ou 2PbO + PbO2, contm Pb II e Pb IV. um p laranja tendendo aovermelho, insolvel em gua Este composto, ao se misturar com outras substncias, acabaformando uma suspenso denominada "tinta zarco", empregada na proteo de superfcies deferro contra a ferrugem, pois um timo anticorrosivo e antioxidante. indicado para a proteode superfcies ferrosas, externas e internas, novas ou com vestgios de ferrugens. utilizado

tambm nas embarcaes nas peas de ferro ou de ao, para poder dificultar a formao deferrugem antes da primeira mo de pintura. A presena do chumbo na tinta zarco pode causardiversos males sade, pois o chumbo no organismo interfere na produo da hemoglobina,causa distrbios renais e neurolgicos. O produto utilizado em substituio do zarco o cromatode zinco (4ZnO.4CrO3.K2O.3H2O, amarelo de zinco).

Pegue potes vazios de maionese ou copos plsticos e coloque os pregos nas seguintessituaes: em um pote vazio, com um pouco de gua onde dever ficar apenas com parte delesubmersa, com o agente secante (slica gel) isolando-o do meio externo com uma tampa, comvinagre, com uma soluo de gua com sal e com leo suficiente para encobri-lo.

1.

Prego exposto ao ar

2. prego exposto a gua

3. Prego com agente secante

4. Prego exposto ao vinagre

5. Prego exposto gua + sal

6. Prego submerso em leo

Figura 2 Experimento Corroso Pregos em situaes diversas

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Deixe as amostras em local adequado e observe-os por duas semanas, anotando asmodificaes ocorridas em cada um durante esse perodo de acordo com a seguinte tabela.

Ocorrncia de corroso de pregos em situaes diferentesAr gua Silica gel Vinagre Soluode guacom sal

leo

Pregointacto

Pregoamassado

Prego

arranhadoPrego comzarco

Contribuio terica

Resultados

Figura 3 Experimento Corroso Resultados

Atravs da realizao desta atividade experimental pode-se concluir que o oxignio e agua so os principais agentes corrosivos do ferro. Constata-se que a corroso dos pregos emdiferentes situaes se deve presena de ar e gua em um mesmo ambiente.

O prego de ao composto de ferro e carbono e o ferro, ao entrar em contacto com o arumedecido, se oxida. O esquema abaixo explica o processo da corroso:


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Tanto a gua como o oxignio so necessrios para a formao de ferrugem. Acredita-se que aferrugem se inicia com a oxidao do ferro metlico ao estado 2+formando pequenos sulcos nasuperfcie do ferro.

Fe(s) Fe2+(aq) + 2e-

O on ferroso Fe2+(aq)migra para fora do ferro atravs da gua, a qual em alguns casos apenasuma fina pelcula.O oxignio o agente oxidante nesta reao.

O2(g)+ 2H2O(l)+ 4e 4OH-(aq)

Somando as semi-equaes, o resultado dessas duas reaes ser:

2Fe(s)+ O2(g) + 2H2O(l) 2Fe(OH)2(s)

O Fe(OH)2ser oxidado Fe(OH)3(que corresponde ferrugem) pelo oxignio atmosfrico, poiso Fe3+ mais estvel do que o Fe2+.

4Fe(OH)2(s)+ O2(g) + 2 H2O(l) 4 Fe(OH)3(s)

O hidrxido de ferro III hidrolisa e precipita em ferrugem.

2Fe3+(aq) + 3H2O(l) Fe2O3 . 3H2O(s)+ 6H+(aq)

A ferrugem constituda primariamente por xido frrico hidratado de composio Fe 2O3. xH2O (s). No encontrada na forma de um filme aderente, mas, ao invs disso apresenta umacamada de cor avermelhada que se descama, expondo o ferro ainda mais a corroso. Comopodemos ver pelas etapas de reaes o mecanismo da ferrugem complexo e varia dependendodas condies. Esse processo ainda acelerado pela presena de cidos, sais, metais reativos eem altas temperaturas.

Por ltimo, pode-se observar que na realizao da experincia com a slica gel (agentesecante) os pregos no se oxidaram como era previsto, devido absoro do vapor de gua(umidade) existente no ar, impedindo a corroso. Outro resultado tambm importante acontececom os pregos imersos em leo, que por no entrarem em contacto com o ar nem com a gua,acabam evitando o processo de oxidao.


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1. Pea aos educandos para identificarem quais so os materiais presentes em sua casa quemais sofrem corroso.

2. Como os metais so encontrados na natureza?

3.

A partir das idias do texto pea aos educandos que caracterizem e d exemplos dosmetais considerados nobres?

4. Discuta com os educandos por que a corroso um processo natural?

5. Discuta a seguinte questo: A corroso do ao ocasiona muitos prejuzos para todos ospases, ento quais seriam os fatores responsveis por essa perda? E o que poderia serfeito para reduzir essa situao?

6. Proponha a seguinte questo: O Brasil recentemente tornou-se o pas que mais reciclamateriais de alumnio no mundo, porm no pela conscientizao, mas pelas condieseconmicas. Qual a importncia da reciclagem do alumnio para a economia e o meioambiente?

7.

Analise as questes a respeito do zarco (tetrxido de chumbo Pb3O4):

a. Qual a funo do zarco?b.

Onde ele utilizado?c. Por que se deve evitar o uso do zarco?

d.

Qual um produto substituto para o zarco?


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Unidade 2 Solventes

Objetivos da unidade 2:Nesta unidade iremos compreender a natureza dos solventes, que socompostos utilizados na produo de tintas. Tambm, iremos entender as propriedades fsicas

como o ponto de fuso, o ponto de ebulio e a solubilidade, a partir das ligaes qumicas e dasforas de atrao entre as partculas.


Para que haja um melhor entendimento por parte dos educandos sugerido ao professor autilizao do texto de apoio sobre solventes e a realizao de alguns experimentos.

Prope-se ao professor a utilizao tambm da unidade de desenvolvimento terico e a utilizaode um estudo dirigido.


Solventes

Os solventes so substncias ou misturas lquidas de substncias capazes de dissolveroutro material de utilizao industrial. Geralmente o termo solvente se refere gua ou algumcomposto de natureza orgnica, ou seja, substncias formadas principalmente por tomos decarbono e hidrognio. Muitos deles (mas no todos) so inflamveis, isto , pegam fogofacilmente e so compostos lquidos lipossolveis (solveis em gorduras).

Um nmero enorme de produtos comerciais, como esmaltes, colas, tintas, thinner,aguarrs, gasolina, removedores, vernizes, contm estas substncias. Por serem muito volteis, ossolventes podem ser aspirados tanto involuntariamente (por exemplo, trabalhadores de indstriasde sapatos ou de oficinas de pintura, o dia inteiro expostos ao ar contaminado por estassubstncias) ou voluntariamente (por exemplo, a criana de rua que cheira cola de sapateiro).

A exposio de longo tempo aos solventes pode causar efeitos nocivos irreversveis (semretorno) ao organismo devido a dois fatores: a liposolubilidade e volatilidade. Por isso, ostrabalhadores que esto expostos devem se proteger utilizando equipamento de proteoindividual (EPI) e procurar manter os ambientes arejados para sua manipulao.

Durante a aplicao das tintas, em algumas situaes torna-se necessrio efetuar umadiluio da tinta com solventes imediatamente antes da aplicao, para efeito de ajustar aviscosidade e consequentemente otimizar a aplicao.

No entanto, no trabalho com as tintas nem todos os solventes podem ser utilizados, umexemplo disso seria a utilizao da gua que no se mistura com algumas substncias. Outroponto seria tambm a diferena de volatilidade que eles apresentam podendo dificultar aaplicao da tinta.

Existem vrios motivos que explicam essas caractersticas dos solventes, mas paraentender um pouco sobre o comportamento das substncias orgnicas presentes nos solventesqumicos necessrio compreender como acontece a organizao das molculas dessassubstncias.


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Parte AAnalisando o comportamento de algumas substncias sob aquecimento

Objetivo

Analisar o comportamento de alguns compostos por meio de duas propriedades fsicas: ponto defuso e solubilidade, a fim de se compreender o significado dos conceitos que envolvem asligaes qumicas e as foras intermoleculares.

Contexto

Na natureza, podemos encontrar os trs estados de agregao em diferentes materiais,como por exemplo, o gs oxignio presente na atmosfera, o lcool e a gasolina combustveis

lquidos e os metais slidos. No entanto, uma mesma substncia pode apresentar-se em mais deum estado de agregao. O exemplo mais comum a gua, que pode ser encontrada nos trsestados fsicos dependendo da localidade.

Slido Lquido GasosoFigura 4 Estados fsicos da gua Fonte: http://

colegioweb.uol.com.br

Voc j deve ter observado que em todos os materiais ocorre uma mudana de estadofsico por meio do aumento de temperatura. Embora nossos olhos no vejam, no podemos nosesquecer que toda a matria, isto , todas as partculas que constituem a matria, esto sempre emmovimento. A energia que corresponde a esse movimento chamada de energia cintica daspartculas e vai variar com o aumento da temperatura, isto , com o aumento da chamada energiatrmica. As figuras abaixo representam o comportamento das partculas nos trs estados fsicosda matria.

Comportamento das molculas nos trs estados fsicos da matriaA matria no estado slido apresenta forma e volume constantes. Assim,

se deixarmos um pedao de madeira sobre uma mesa, sua formapermanecer a mesma. No estado slido, as partculas esto muitoprximas uma das outras de maneira ordenada. Conseqentemente asinteraes so muito fortes entre as partculas, que se movimentampouco.


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A matria no estado lquido mantm seu volume constante. Sua forma,porm, no constante, correspondendo quela do recipiente que acontm. No estado lquido, as partculas esto um pouco mais distantesdo que no estado slido, por isso a interao entre elas mdia.Apresentam ainda maior mobilidade, o que confere aos lquidos apropriedade de assumir forma do recipiente que os contm.

No estado gasoso, a matria no apresenta nem volume nem formaconstantes. As partculas esto distantes uma das outras, emmovimento desordenado existindo baixa interao entre as elas.

Figura 5 Comportamento das molculas Fonte: http://profmarialuiza.vilabol.uol.com.br/estados_materia.htm

Ponto de fuso e ebulio

Uma substncia slida, quando aquecida, ao atingir uma determinada temperatura comeaa fundir, tornando-se lquido (ponto de fuso - PF). Esse lquido, continuando sob aquecimento,chegar a uma temperatura em que se inicia a vaporizao (ponto de ebulio - PE), ou seja, apassagem de estado lquido para o gasoso.

O grfico da temperatura de fuso e ebulio da gua em funo do tempo

Legenda: S estado slido; L: estado lquido; G: estado gasoso; S + L: slido + lquido; L + G: lquido + gasoso

Figura 6 -Grfico da temperatura de fuso e ebulio da gua

Fuso

EbulioG

L + G


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Essas diferenas entre esses estados fsicos esto diretamente relacionadas com o estadode agregao das partculas que uma propriedade que depende das foras intermoleculares(aquelas existentes entre as molculas), e das condies de temperatura e presso em que elas sosubmetidas.


Material

Uma chapa de alumnio de 0,5cmUma lamparina ou uma velaUm relgio com cronmetroDois suportes 15cm1 colher de sobremesa de acar1 colher de sobremesa de sal

1 bolinha de naftalina1 pedao de parafina (vela)

Dicas

No lugar da lamparina pode ser utilizada uma vela.

No lugar da chapa de alumnio pode ser utilizado um pedao de latinha de refrigerante oumesmo uma chapinha de zinco.

Vamos trabalhar

Coloque o sal e o acar em cima da chapa de alumnio conforme figura abaixo, emseguida acenda a lamparina e observe se ocorrem transformaes medindo o tempo com ocronmetro, anote seus dados na tabela. Repita o mesmo procedimento para a naftalina e aparafina.

Lata de alumnio sendo cortada Esquema de montagem da chapa de alumnioFigura 7 - Montagem da chapa de alumnio


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Observaes:

Substncia Tempo de aquecimentoat o incio da Fuso(s)

Ocorreu a Fuso No ocorreu aFuso

NaftalinaAcarParafinaSal

Parte BTema: Natureza das ligaes qumicas quanto solubilidade

Contexto

Uma das propriedades mais importantes da gua lquida a sua capacidade de dissolversubstncias para formar solues aquosas. O oceano, o sangue ou uma xcara de ch soexemplos de solues aquosas. Como o nosso corpo formado por 70% de gua todas as reaesque ocorrem em nosso organismo se do em solues aquosas.

No entanto, a crena de que a gua um solvente universal, est quimicamente incorreta,pois sabe-se que a gua consegue se misturar com vrias substncias mas nem todas. Podemoscitar um exemplo simples como gua e leo que no formam um sistema homogneo.

Essa caracterstica da gua pode ser explicada por meio da solubilidade. A solubilidade desubstncias se d em funo das foras de interao entre as partculas constituintes de tal formaque: "semelhante dissolve semelhante". A questo : semelhante em que aspecto? Para responderessa pergunta, devemos fazer uma anlise da estrutura molecular das substncias envolvidas.


Materiais

Copo, gua, Aguarrs, lcool, Thinner1 colher de sobremesa de acar1 colher de sobremesa de sal1 bolinha de naftalina

Dicas

No lugar do copo pode ser usados vidros de maionese. Cuidado ao manipular o thinner e aguarrs, utilizar material de proteo.

Vamos trabalhar

Pegue trs copos e acrescente gua at a metade em todos eles, em seguida coloquerespectivamente uma colher de sal, uma colher de acar e uma bolinha de naftalina. Repita o


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procedimento utilizando aguarrs no lugar da gua. Faa suas observaes e anote seus dados, deacordo com a tabela abaixo:

Substncia gua

(solubilidade)

Aguarrs

(solubilidade)

lcool

(solubilidade)

Thinner

(solubilidade)AcarSal

Naftalina

Comportamento de algumas substncias sob aquecimento

Acar e Sal Acar e Sal

Naftalina e parafina Naftalina e parafina


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Naftalina e parafina Naftalina e parafinaFigura 8 Aquecimento das substncias

Contribuio terica

Ao analisar o comportamento dos diferentes materiais, ou substncias sob aquecimento,verifica-se que alguns no mudam de estado fsico como, por exemplo, o sal (NaCl), cujo pontode fuso de 808 C, enquanto outros como o acar, a naftalina e a parafina fundem-se atemperaturas razoavelmente baixas fornecida pela lamparina neste experimento.

Para explicar esses fenmenos utiliza-se um modelo de ligaes qumicas em conjuntocom as propriedades conhecidas como foras intermoleculares, isto , as foras entre asmolculas (ou partculas da matria que formam as substncias). Para que haja uma compreensodessas foras, vamos recordar um pouco sobre as ligaes qumicas.

Natureza das ligaes qumicas:

Existem na natureza diversos tipos de materiais cada qual com sua composio qumicaque apresentam caractersticas distintas como os estados fsicos da matria, pois podem serslidas, lquidas ou gasosas. Para entender essa diversidade de materiais, vamos recordar comoas substncias so feitas e de que maneira isso influencia em suas propriedades.

Primeiramente todas as substncias so formadas por constituintes e estes por sua vez soformados por tomos que se combinam atravs do que chamamos de ligaes qumicas. Os gasesnobres (Hlio, Nenio, Argnio, entre outros) e os metais so substncias em que o constituinte o prprio tomo.

Voc j pensou sobre a razo das ligaes serem formadas? Por exemplo, as molculas dogs Hidrognio so formadas por dois de seus tomos (H2), bem como o gs Oxignio (O2).Podemos compreender a formao da ligao qumica a partir da estabilidade da molcula comrelao aos tomos isolados, do ponto de vista da energia. Assim, podemos dizer que as ligaesqumicas existem, porque na natureza, a forma em que a matria organizada, se encontra em umestado energtico mais estvel. Consequentemente, toda vez que se forma uma ligao qumica, aenergia do sistema contendo os tomos diminui.


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Por exemplo, o cloreto de sdio, principal substncia presente no sal de cozinha, constitudo pelos ons sdio (Na+) e ons cloreto (Cl-). Logo essa substncia representada pelafrmula qumica NaCl.

A ligao inica presente no cloreto de sdio ocorre quando o nion cloreto Cl- e o ction

Na

+

se atraem por terem cargas opostas. Isso acontece devido fora de atrao, de naturezaeletrosttica existente entre esses ons. Neste caso um ction Na+dever interagir com um nionCl-, que estiver sua volta e vice-versa. No caso do NaCl, cada ction e nion interage comoutros seis sua volta. Um slido inico , portanto constitudo por retculos cristalinos querepresentam essas ligaes. Isso pode ser evidenciado nas figuras abaixo:

Retculo cristalino do NaCl Retculo cristalino do NaCl

Esfera Verde: tomo de Cl (cloro) e EsferaVermelha tomo Na (sdio)

Esfera Cinza: tomo de Cl (cloro) e EsferaVerde tomo de Na (sdio)

Figura 9 Retculo cristalino do NaCl Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Mineral

A figura representa o modelo do retculo cristalino do NaCl e nos permite compreenderque os compostos formados por ligaes inicas no so compostos individuais, pois quando seescreve a frmula NaCl para designar o cloreto de sdio, estamos apenas indicando que, noscristais dessa substncia, a relao de sdio com o cloro de 1:1 (l-se um para um), ou seja, umtomo de sdio para um tomo de cloro. Contudo, importante frisar que essa notao no indicaa existncia de molculas individuais de NaCl, pois as substncias inicas como cloreto de sdio

so representadas por frmulas, que fornecem as relaes mnimas entre seus ons.Devido a essas caractersticas, a maioria dos compostos inicos so slidos nas condies

ambientes de presso e temperatura e so chamados de amoleculares.Por outro lado, existem substncias em que os tomos se combinam com um nmero

restrito de outros tomos, sem formarem ons, caracterizando entidades isoladas eletricamenteneutras. Esse tipo de ligao qumica se d por compartilhamento de eltrons e se chama ligaocovalente. A formao de ligaes covalentes entre os tomos, geralmente, resulta na formaode um agrupamento de tomos denominado molcula.

As substncias moleculares so formadas por um conjunto de molculas, ou seja, aagregao dessas molculas que permitir a sua visualizao macroscpica. Alguns exemplosde substncias que so formadas por molculas foram utilizadas no experimento de fuso, tais

como os hidrocarbonetos (presentes na parafina), a sacarose (presente no acar), e o naftaleno(presente na naftalina) e a prpria gua.

Na gua (H2O), em cada uma de suas molculas, as ligaes covalentes aparecem entre ostomos vizinhos, mas apenas em um nmero restrito de tomos (dois de hidrognio e um deoxignio). Neste caso sua frmula expressa o nmero total de cada tipo de tomo unido em suaestrutura qumica, no podendo ser simplificado. Isso fica evidenciado na figura abaixo:


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Estrutura da molcula da gua

www.qmc.ufsc

Figura 10 Representao da estrutura da molcula da gua

As frmulas dessas substncias so chamadas de frmulas moleculares. Elas expressam onmero total de cada tipo de tomo unido na estrutura qumica e, por isso, no podem sersimplificadas. Assim, a frmula molecular da gua H2O, que simboliza uma nica molcula.No podemos esquecer que, qualquer volume de gua, que seja visvel, contm uma quantidademuito grande de molculas.

Bem, aps a reviso das ligaes qumicas existentes em algumas substncias possvel

compreender que existem muitas diferenas entre os compostos covalentes e inicos que podemexplicar o comportamento diferenciado dessas substncias. No entanto, alm da diferena do tipode ligao qumica, existem algumas particularidades das molculas, que devem ser discutidas,pois vo se refletir em suas propriedades fsicas. Por exemplo, a polaridade das molculas.

Essa propriedade pode ser observada no estudo das substncias, prova disso o fato deque todo composto inico polar, pois formado por dois ons de cargas opostas um positivo(ction) e outro negativo (nion).

J a polaridade de uma molcula est diretamente relacionada a propriedade chamadaeletronegatividade. O comportamento dipolar da molcula decorrente da eletronegatividadeentre seus tomos, ou seja, uns so mais eletronegativos do que os outros gerando cargas parciaispositivas e negativas na molcula.

A polaridade das ligaes acaba influenciando a polarizao da molcula, porm apolaridade de uma molcula no depende somente da polaridade das ligaes, mas tambm damaneira como as ligaes esto dirigidas, isto , a estrutura da molcula.

Ligao covalente e polaridade

H Hmolcula apolar ( total = 0)

Ao observar a estrutura da molcula de H2, verifica-se queos tomos presentes na molcula possuem a mesmaeletronegatividade, por isso no haver polarizao daligao essa ligao chamada ligao covalente apolar.

Quando dois ncleos no compartilham igualmente oseltrons, so caracterizados por pequenos plos negativose positivos. Por esta razo, uma das extremidades daligao apresenta-se eletricamente negativa, relativamente outra, e esta por sua vez, eletricamente positiva. Diz-sede uma ligao nestas condies, que possui polaridade ouque uma ligao covalente polar. Quanto maior adiferena de eletronegatividade entre os tomos, maiorser a polaridade.

H Cl


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Polaridade das molculas

molcula apolar( total =0)

Na molcula do (CO2), os dois oxignios so maiseletronegativos que o carbono, portanto ambos vo atrair parasi os pares de eltrons da ligao, como a molcula linear, a

resultante final dos dipolos zero, ou seja, no h polarizaomolecular.

molcula polar( total 0)

Outra substncia da maior importncia a gua (H2O), pormeio de sua estrutura podemos ver como a somatria dosvetores de polarizao acaba em um dipolo permanente,devido diferena de eletronegatividade entre os tomos deoxignio e hidrognio.

Fique atento

importante ressaltar que at agora estudamos alguns modelos de ligaes existentes nosconstituintes das substncias. No entanto, somente o estudo deles no ser suficiente paraexplicar as propriedades fsicas existentes nos compostos.

Para compreender nossos experimentos necessrio estudar as foras atrativas entre asmolculas. Embora estas foras de atrao sejam mais fracas que as da ligao qumica e de curtoalcance (ou seja, s influenciam as partculas que esto mais prximas), acabam sendo muitoimportantes nas caractersticas das substncias em relao a suas propriedades fsicas. Provadisso que so suficiente para sustentar uma lagartixa no teto da sala, ou permitir que um inseto

ande na superfcie da gua.Essas foras denominadas de foras intermoleculares (entre molculas) so responsveispela agregao das partculas em conjuntos macroscpicos (as prprias substncias molecularescomo as conhecemos e manipulamos), ou seja, ajudam a determinar se uma substncia particularser slida, lquida ou gasosa (estado de agregao das molculas), a temperatura ambiente, comodiscutido no experimento.

Mas afinal que foras so essas?

Essas foras so conhecidas como Foras de Van der Waals e so chamadas assim, poisJohannes D. Van der Waals (cientista holands) foi o primeiro a propor a sua existncia. Elassurgem de uma atrao eletrosttica entre nuvens de eltrons e ncleos atmicos. So essas foras

que explicam as temperaturas de fuso e ebulio de substncias moleculares e tambmpropriedades como a solubilidade.Acontecem quando h a aproximao de duas ou mais molculas, neste caso os eltrons

de suas camadas de valncia, incluindo os participantes das ligaes covalentes, passam a ficartambm sob a influncia dos ncleos dos tomos vizinhos das molculas vizinhas.

Isso pode acontecer das seguintes maneiras: interaes entre molculas polares chamadasdipolo-dipolo, interaes dipolo-dipolo (ligaes de hidrognio), interaes entre molculaspolares e apolares dipolo permanente e dipolo induzido, interaes entre molculas apolaresdipolo-dipolo induzido.


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Interao dipolo-dipolo

http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/forcas_intermoleculares.html

a atrao entre molculas polares que, emboraeletricamente neutras, podem possuir um dipolo eltricopermanente. Um lado da molcula ligeiramente mais"positivo" e o outro ligeiramente mais "negativo". Atendncia destas molculas se alinharem, e interagiremumas com as outras, por atrao eletrosttica entre osdipolos opostos.

Interao dipolo-diplo (ligaes de hidrognio)

http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/agua.html

um caso especial da atrao entre dipolos permanentes eacontece quando, em uma molcula tivermos o hidrognioligado a um dos trs elementos mais eletronegativos(FON), pois haver uma grande polarizao dessa ligao,o que acarretar no hidrognio uma grande deficincia deeltrons. Essa deficincia leva o hidrognio a interagir como par de eltrons de uma molcula vizinha, resultando umainterao extraordinariamente forte entre as molculas,chamada ligaes de hidrognio.

Interao dipolo permanente-dipolo induzido

Retirado de Maciel, N. Preparao para a Prova de Exame Qumica. Porto: Porto Editora, 2004

Acontece quando h atrao entre uma molcula polar euma molcula apolar. A presena de molculas que temdipolos permanentes pode distorcer a distribuio de cargaeltrica em outras molculas vizinhas, mesmo as que nopossuem dipolos (apolares), atravs de uma polarizaoinduzida. Isso causa uma deformao da nuvem eletrnica

na molcula apolar, provocando a formao de dipolos(induzidos).

Interao dipolo-dipolo induzido

Molcula do flor (F2)

F F

-

+

-

+......

Retirado de Maciel, N. Preparao para a Prova de Exame Qumica. Porto: Porto Editora, 2004

uma atrao que ocorre entre molculas apolares, poisquando se aproximam umas das outras, causam umarepulso entre suas nuvens eletrnicas, que ento sedeformam, induzindo a formao de dipolos. Essa fora mais fraca que a do tipo dipolo-dipolo. Logo, assubstncias que apresentam esse tipo de ligao apresentammenor ponto de fuso e ebulio. Quanto maior for o

tamanho da molcula, mais facilmente seus eltrons podemse deslocar pela estrutura. Mais fortes sero as foras dedisperso. Isso faz com que a substncia tenha maior pontode ebulio. Estas foras so conhecidas como foras dedisperso (ou foras de London), e so as nicas presentesem todas as molculas apolares, embora ocorram entre asmolculas polares.

Figura 12 Foras de Van der Waals

F F F F


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Discutindo os experimentos

Parte A

Agora possvel explicar os diferentes pontos de fuso do experimento anterior. Assubstncias presentes nos materiais naftalina (naftaleno), acar (sacarose) e a parafina(hidrocarboneto) possuem a ligao covalente como responsvel pela formao da molcula.

A agregao dessas molculas para formar quantidades macroscpicas (visvel a olho nu)dessas substncias se d, por meio de interaes entre essas molculas.

Existem nessas substncias dois tipos de interao: uma entre os tomos para formarmolculas (ligao covalente) e outra entre as molculas (interao intermolecular). Como asinteraes entre as molculas so fracas, as substncias moleculares geralmente tm ponto defuso e ebulio relativamente baixos.

A atrao entre as molculas depende basicamente de dois fatores: massa molecular epolaridade das molculas.

Quanto mais fortes forem as foras de atrao entre as molculas, maiores sero osvalores do PF e do PE, pois ser necessria maior quantidade de energia para separar asmolculas. bom lembrar que a fuso e ebulio de uma substncia implicam na ruptura dasinteraes entre as molculas e no envolve quebra de ligao. Quanto mais polarizadas forem smolculas mais intensas sero as foras de atrao, entre si, do que as molculas de baixapolaridade ou entre molculas apolares. Como conseqncia, podemos concluir que molculasligadas por ligaes de hidrognio, tero PF e PE mais elevados que as molculas com ligao dotipo dipolo - dipolo permanente, sendo menores os PF e PE das substncias apolares, com ligaodo tipo dipolo instantneo (induzido).

A polarizao da molcula aumenta tambm na medida em que crescem os valores damassa molecular, isso ocorre devido ao aumento do nmero de eltrons o que acaba facilitando a

distoro da molcula levando a uma maior intensidade das foras de London (dipolo instantneoinduzido). Para compostos grandes a frmula da molcula determinante na intensidade dasforas de London, pois uma vez que possui mais ponto de contato entre as molculas aumenta-sea intensidade das foras que so somatrias, o que justifica, por exemplo, a parafina ser slida natemperatura ambiente.

Aumento da intensidade das foras intermoleculares

Ligaes de hidrognio Dipolo Permanente Dipolo Instantneo

Aumento dos PF e PE

No caso do cloreto de sdio presente no sal de cozinha, a ligao entre ons, que sopartculas eletricamente carregadas. Essas ligaes formam uma rede que chamamos de retculocristalino, logo as interaes existentes so fortssimas, necessitando de muita energia pararomper essas interaes fazendo com que haja nessa substncia um alto ponto de fuso.


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Solubilizao do acar (sacarose)

Figura 14 Dissoluo do sal Fonte - http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/forcas_intermoleculares.html

No caso da naftalina (cujo o principal componente o naftaleno) ela solvel emaguarrs ( composta de uma mistura de hidrocarbonetos alifticos), pois ambos so compostosapolares, portanto no possuem em suas molculas nenhuma regio com cargas parciais negativasou positivas, a no ser as responsveis pelo dipolo induzido.

naftaleno

importante que tenhamos claro a idia de que a solubilidade no depende apenas de umfator e sim de uma combinao de fatores. Muitas vezes nos utilizamos de uma determinadateoria para explicar a solubilidade de uma substncia em um determinado solvente. No entanto,essa teoria pode no ser suficiente para explicar a solubilidade de uma outra substncia.


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1. Com base nos experimentos explique por que algumas substncias apresentam ponto defuso mais elevado do que outras.

2. Solicite a seguinte atividade:

Polaridade das molculas

1. Adicione, aproximadamente, 500mL de gua a em uma garrafa de refrigerante. Fure a tampada garrafa de maneira que se obtenha um fluxo contnuo e lento de gua.

2.

Atrite uma rgua no cabelo e em seguida aproxime do fluxo de gua da garrafa. Observe.Repita o procedimento anterior usando leo de cozinha.

A partir deste procedimento e das idias do texto pea aos educandos que expliquem os dadosobtidos


Pegue um pedao de folha de alumnio, ou um clips, ou um pouco de p de giz e coloque comcuidado em um copo com gua, deixando-o na superfcie. Em seguida pingue uma gota dedetergente na gua.

A partir deste procedimento e das idias dos textos anteriores pea aos educandos que expliquemos dados obtidos


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Unidade 3 Solventes e funes orgnicas

Objetivos da unidade 3:

Nesta unidade sero discutidas as funes orgnicas que compem alguns solventes, permitindoao educando entender as caractersticas presentes nestes compostos por meio do entendimentodas propriedades das substncias contidas nestes produtos.


Para que haja um melhor entendimento por parte dos educandos prope-se ao professor autilizao tambm da unidade de desenvolvimento terico.

Sugere-se tambm a utilizao de um estudo dirigido com intuito do educando compreender as

relaes do fenmeno com a sua realidade.


Composio dos solventes

Entre os solventes mais utilizados pelos trabalhadores na aplicao de tintas esto:

paginas.terra.com.br www.argalit.com.br www.furg.br www.argalit.com.br

gua Aguarrs lcool ThinnerFigura 15 Solventes

Para realizar um estudo mais aprofundado a respeito desses solventes necessrio

conhecer a composio qumica desses materiais compreendendo a natureza dos compostos alipresentes, que tm papel fundamental na hora da escolha do solvente mais adequado.A composio qumica to variada, que para facilitar seu estudo e aplicao, as

substncias so classificadas em vrios grupos de acordo com suas propriedades. Todos essescompostos orgnicos so separados e classificados de acordo com a semelhana entre seuscomportamentos qumicos e suas propriedades fsicas. As vrias classes de compostos sodenominadas funes orgnicas e podem ser evidenciadas em vrias substncias inclusive asexistentes nos solventes qumicos. Exemplos:


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Substncia Funo OrgnicaA acetona um solvente qumicoproduto vendido comercialmente eutilizado como removedor de

esmaltes.

Pertence ao grupo dasCETONAS

www.furg.br

O etanol uma substncia vendidacomercialmente em supermercados efarmcias e muito utilizado comocombustvel, produo de perfumes ena limpeza domstica.

Pertence ao grupo dosLCOOIS

A parafina um material utilizadona fabricao de velas, na fabricaode cosmticos, giz de cera, adesivosetc.

As substnciaspresentes nos materiaispertencem ao grupo dos

O querosene um material utilizado

nas lamparinas como combustvel,sua aplicao vai desde lquido, paralimpeza, at como combustvel, paraaviao

HIDROCARBONETOS

Figura 16 Classificao de substncias por meio da funo orgnica

As funes orgnicas so caracterizadas pela presena de tomos de carbono emencadeamento ligados a tomos de outros elementos qumicos como, por exemplo, o hidrognio,o oxignio e o nitrognio. A presena desses e de outros tomos dependendo da posio que elesocupam na molcula conferem a ela propriedades distintas. Esses tomos ou grupos de tomosresponsveis pelas propriedades qumicas e fsicas so chamados de grupos funcionais. Exemplo

de alguns grupos funcionais:

Funo Frmula geral Grupo funcionalHIDROCARBONETOS CxHy C, H

LCOOL ROH OHTER ROR O

ALDEDO RCHO

C H

O

CETONAS RCOR

C

O

CIDO

CARBOXLICORCOOH

C

O

OHSTER RCOOR O

C O AMINA RNH2 NH

Nos solventes encontramos diferentes grupos funcionais, que iro caracterizar ocomportamento qumico dessas substncias. A origem desses compostos : o petrleo, os


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vegetais e a sntese (preparao de um composto qumico por meio de outros). As diferentesfontes desses compostos iro permitir um maior entendimento sobre o seu comportamento.

Contribuio terica

Funes Orgnicas presentes nos solventes:

1 - HIDROCARBONETOS

Presentes na:

Terebintina

Origem Vegetal

Terebintina predominantemente uma mistura dehidrocarbonetos de frmula C10H16. Os principais componentes

so o alfa-pineno (50 a 60%) e o beta-pineno (15 a 25 %). O -pineno est presente em todos os tipos de terebintina comocomponente majoritrio. Alm destes h uma mistura complexade outros.

Aguarrs

Origem Petrleo

Aguarrs uma mistura de hidrocarbonetos alifticos, com faixade destilao compreendida entre 151 e 240C. utilizadaprincipalmente como solvente e tambm na fabricao de ceras,graxas e tintas.

ToluenoOrigem Petrleo

O Tolueno um solvente que possui compostos aromticos dealta pureza com faixa de destilao compreendida entre 110,2 e111C.

Xileno

Origem Petrleo

O Xileno um material formado quase totalmente dehidrocarbonetos aromticos, com faixa de destilao

compreendida entre 137 e 140,2C. essencialmente umamistura de trs ismeros: para-xileno, orto-xileno, meta-xileno epequena quantidade de etilbenzeno.


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O que so hidrocarbonetos?

Os hidrocarbonetos so compostos constitudos apenas por tomos de carbono (C) e dehidrognio (H). E podem ser encontrados principalmente no petrleo. O petrleo uma mistura

de vrios compostos orgnicos, principalmente daqueles formados apenas por Carbono eHidrognio (hidrocarbonetos). O mtodo pelo qual eles podem ser separados a destilaofracionada.

Destilao fracionada

A destilao fracionada baseada na separao de substncias por meio de umapropriedade fsico-qumica: o ponto de ebulio, ou seja, temperatura no qual a substncia irevaporar, que j foi discutida na unidade 2. A destilao fracionada um processo de

aquecimento, separao e esfriamento dos produtos e pode ser representada na figura abaixo:

Representao de uma torre de fracionamento

Figura 17 Destilao Fracionada Fonte: http://www.santateresa.g12.br/quimica/quimicag/misturas.htm

So vrios os produtos que podem ser obtidos por meio da destilao fracionada dopetrleo. Podemos observar na tabela abaixo alguns desses produtos:


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PRODUTOS OBTIDOS NA DESTILAO FRACIONADA DO PETRLEOFrao Intervalo (aprox.) de

temperatura em quedestilam (C)

Principais componentes

Gs natural abaixo 20 C1at C4

ter de petrleo 30 - 60 C5 at C6Ligrona (nafta leve) 60-90 C7Gasolina natural 250 a 350 C6at C12Querosene 200 a 300 C12at C15leos combustveis 300 a 400 C15at C18leos lubrificantes,parafina, Resduo(asfalto,piche)

acima de C16at C24

Os hidrocarbonetos encontrados na terebintina, na aguarrs, no tolueno e no xileno podemser classificados conforme esquema abaixo:

podem ser

podem ser

Representao dos hidrocarbonetos

1. Alifticos

Os alcanosso compostos, constitudos por carbono e hidrognio que apresentam apenasligaes simples entre os tomos de carbono que formam a cadeia.

Como citado anteriormente um dos produtos do petrleo a gasolina que composta poruma mistura de alcanos principalmente por octanos que podem ser representados da seguintemaneira;

Hidrocarbonetos

Alifticos Aromticos

Alcanos Alcenos Alcinos Alifticos Cclicos


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Octano um hidrocarboneto aliftico que possui oito carbonos ligados entre si, classificadocomo aliftico de cadeia aberta por apresentar extremidades livres e pode ser representado dasseguintes formas;

Frmula estrutural Frmula estrutural simplificada

C

H

H

HH

H

C CCC CCC

H

HH

HHH

H

HH

HHH H

CH3 CH3CH2CH2 CH2CH2CH2CH2

Frmula molecular Frmula estrutural

C8H18

Os alcanos possuem molculas apolares. A atrao entre essas molculas encontra-selimitada as foras de London isto , interaes atrativas entre eltrons de uma molcula e oncleo de outra. So essas foras que mantm unidas as molculas dessas substncias. No entantoas foras de London dependem da superfcie de contato entre as molculas, pois quanto maiorfor a molcula, maior a fora de atrao entre elas. E quanto maior a massa molecular, maior o ponto de ebulio.O ponto de ebulio nos alcanos est relacionado com as foras de van derWaals e de London. Consequentemente, como essas foras se somam, elas crescem medida queaumenta a cadeia como pode ser visto no caso de alguns alcanos abaixo:

Caractersticas das molculas dos hidrocarbonetos alcanos:

Tabela de propriedades fsicasNome dasubstncia

Frmula estrutural simplificada P. f /C P. e. /C Solubilidade

Metano CH4 -183 -162Etano CH3CH3 -172 -88,5Propano CH3CH2CH3 -187 -42n-Butano CH3CH2CH2CH3 -138 0n-Pentano CH3CH2CH2CH2CH3 -130 36n-Hexano CH3CH2CH2CH2CH2CH3 -95 69n-Heptano CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3 -90,5 98n-Octano CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3 -57 126n-Nonano CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3 -53,5 150,8n-Decano CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3 -29,7 174

Os alcenosso compostos, constitudos de carbono e hidrognio que apresentam apenasuma ligao dupla entre os tomos de carbono que formam a cadeia. O membro mais simples dafamlia dos alcenos o eteno ou etileno. tambm o composto formador do polietileno obtidopela polimerizao (formao de molculas de grandes dimenses por ligaes de molculaspequenas uma das outras) e que conhecido de todos ns, pois o material dos sacos einvlucros de plstico comum.


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Eteno ou Etileno um hidrocarboneto aliftico que possui uma dupla ligao entre os tomosde carbono, um gs derivado do craqueamento do petrleo.

Frmula estrutural Frmula estrutural simplificada Frmula molecular

C CH

HH

H CH2CH2 C2H4

Os alcinos so compostos, constitudos de carbono e hidrognio que apresentam apenasuma ligao tripla entre os tomos de carbono que formam a cadeia. O etino ou acetileno ocomposto de partida para a fabricao de muitos produtos industriais importantes comodissolventes de borracha sinttica, explosivos, plsticos, lcool etlico, etc. tambm gscombustvel nos maaricos para produzir altas temperaturas. utilizado ainda nas soldas, comoanestsico, no amadurecimento de frutas e outras aplicaes.

Etino ou Acetileno um hidrocarboneto aliftico que possui uma tripla ligao entre os

tomos de carbono, um gs derivado do craqueamento do petrleo.Frmula estrutural Frmula estrutural simplificada Frmula molecular

C C HH CHCH C2H4

2. Alifticos de cadeia fechada

Os cicloalcanos ou ciclanos so alcanos que tem sua estrutura formada por anis ou

ciclos. Muitas vezes so representados por polgonos, onde cada vrtice representa um grupoCH2. Sua cadeia caracterizada como fechada ou cclica devido maneira que esto ligados ostomos de carbono.

Ciclo-pentano um hidrocarboneto aliftico que possui uma tripla ligao entre os tomos decarbono, um gs derivado do craqueamento do petrleo.


C

C C

C C

H

H

HH

H

H

HH

H

H

C5H10

Os cicloalcenos ou ciclenos so alcenos que tem sua estrutura formada por anis ouciclos. Apresentam apenas uma ligao dupla em toda a sua estrutura e da mesma forma que osalcanos so representados por polgonos. Sua cadeia caracterizada como fechada ou cclicadevido maneira que esto ligados os tomos de carbono.


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Ciclo-penteno um hidrocarboneto aliftico que possui uma tripla ligao entre os tomos decarbono, um gs derivado do craqueamento do petrleo.


C

C C

C C

H

H

H

H

H

HH

H

H

C

H

C6H10

3. Aromticos

Benzeno

O mais comum dos compostos aromticos o benzeno. Sua estrutura, descrita abaixo um anelcom seis tomos de carbono e trs duplas ligaes conjugadas.

Frmula estrutural Frmula estruturalsimplificada

Frmula molecular

c

c

c

c

cc H

H

H

H

H

H

C6H6

J o xileno presente nos solventes um composto aromtico. Veja a representao abaixo:

Xileno composto por uma mistura de ismeros e classificado como um hidrocarbonetoaromtico (aromtico porque possui cheiro e caracterizado pela presena do anel benznico).

Frmula estrutural Frmula estruturalsimplificada

Frmula molecular

C

H

H

C

C

C

C C

CC

H

H

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

C8H10


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2 - LCOOL

Presente no:

Etanol

Origem Vegetal

O etanol combustvel obtido, principalmente, a partir da fermentao dosacares de frutas, tais como a cana-de-acar.

levedura

C6H12O6(aq) 2C2H5OH(aq) + 2CO2(g)acar etanol gs carbnico

Etanol

Origem do Petrleo

O etanol pode ser obtido industrialmente a partir da hidratao do eteno,catalisado por cido sulfricoO eteno um subproduto do petrleo, que em condies de hidratao, podedar origem ao etanol

craque H2OPetrleo CH2=CH2 H2SO4 CH3CH2OH.

eteno etanol

O que so lcoois?

O lcool um composto orgnico caracterizado pela presena da hidroxila (OH). Os

mais conhecidos e utilizados so o metanol (CH3OH) e o etanol (CH3CH2OH). As principaisaplicaes so como combustvel, reagente qumico e tambm solvente. O metanol no toutilizado como combustvel quanto o etanol, uma vez que ele muito txico.

Os lcoois so substncias muito utilizadas pela humanidade. Esto presentes na maioriadas festas e rituais religiosos por meio das bebidas alcolicas. Quase todos os pases do mundo,onde o consumo aceito, possuem uma bebida tpica da qual se orgulham. No nosso caso abebida que representa mais o povo brasileiro a aguardente, tambm conhecida como cachaa.

Mas ser que existe diferena entre o lcool presente nas bebidas alcolicas, o lcoolcombustvel e o lcool domstico?

No, pois tanto o lcool da bebida quanto o de uso domstico, como o do combustvelpossuem a mesma substncia presente neles, que o etanol (CH3CH2OH). A diferena est naproduo de cada um desses materiais. Veja exemplo:

Bebidas Utiliza etanol na sua produo, porm utiliza uma quantidade que varia de6% a 50% de etanol. E por obrigao legal, deve ser obtido por meio dafermentao de gros ou cereais e da cana de acar.

lcool domstico Possui uma quantidade que varia de 46% a 92,8% de etanol.


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lcoolcombustvel

O lcool etlico hidratado combustvel (AEHC), utilizado nos carros alcool, como o prprio nome diz hidratado, ou seja, possui gua. Esseteor de gua , em mdia, de 7% (a Portaria ANP 45/01 fixa o teoralcolico na faixa de 92,6 a 93,8 INPM).

Fonte ;https://www2.petrobras.com.br/espacoconhecer/EnergiasRenovaveis/Alcool.asp

Leitura de um rtulo de lcool domstico

Ao ler o rtulo presente em um recipiente de lcool domstico encontramos as seguintesinformaes: teor alcolico, em torno de 93% m/m de etanol que pode ser entendida da seguintemaneira: (93 INPM).O lcool domstico uma mistura homognea(soluo) de etanol(CH3CH2OH) e gua (H2O).

Caractersticas das molculas dos lcoois:

Os lcoois so compostos polares que apresentam ponto de ebulio mais alto do que oshidrocarbonetos, devido presena das interaes de ligaes de hidrognio. Essas mesmasinteraes so responsveis pela solubilidade de alguns lcoois em gua, principalmente aquelesque apresentam um menor nmero de carbonos em sua cadeia. No entanto a solubilidade doslcoois diminui medida que ocorre o aumento da cadeia carbnica, pois neste caso como a parteda cadeia carbnica grande as interaes de ligaes de hidrognio com as molculas de gua

diminuem, por outro lado as interaes de London acabam aumentando tornando-se um fatorimportante. Isso pode ser evidenciado na tabela abaixo:

Nome dasubstncia

Frmula estrutural simplificada P. f /C P. e./C

Solubilidade

Metanol CH3OH -97 65 Etanol CH3CH2OH -115 78 Propanol CH3CH2CH2OH -126 97 n-Butanol CH3CH2CH2CH2OH -90 118 7,9n-Pentanol CH3CH2CH2CH2CH2OH -78,5 138 2,3n-Hexanol CH3CH2CH2CH2CH2CH2OH -52 156,5 0,6n-Heptanol CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2OH -34 176 0,2n-Octanol CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2OH -15 195 0,05


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3 - CETONAS

Presente no:

Thinner

Origem Industrial

O thinner uma mistura de compostos orgnicos e sua composio muito variada dependendo do nome comercial do produto. Pode conterlcoois (etanol, metanol, butanol, isopropanol), cetonas (acetona, metiletil cetona - MEC, metil isobutil cetona - MIC), tolueno, xileno e vriosoutros hidrocarbonetos aromticos ou alifticos

O que so cetonas?

As cetonas so substncias orgnicas caracterizadas pela presena do grupo carbonila

C

O

, ligado a dois grupos alqulicos. Apresenta uma frmula geral RCOR, onde R e R'podem ser iguais ou diferentes. As propriedades qumicas das cetonas se devem principalmentepela presena do grupo carbonila.

O produto mais conhecido a acetona que mais conhecido por ser considerado ocomponente primrio (ou principal) na remoo de esmalte de unha.

A acetona possui em sua composio a propanona CH3 C CH3O

que uma substnciasinttica. um lquido incolor de odor forte que evapora facilmente, inflamvel e solvel emgua.

Ela ainda utilizada como solvente em esmaltes, tintas e vernizes; na extrao de leos ena fabricao de frmacos. tambm usada como um removedor de supercola, pois um forte

solvente para maioria dos plsticos e fibras sintticas.Caractersticas das molculas das cetonas:

A presena do grupo carbonila nas cetonas confere a elas uma natureza polar econseqentemente iro possuir ponto de ebulio mais elevado. No entanto as cetonas sozinhasno possuem interaes do tipo ligaes de hidrognio. Devido essa caracterstica essescompostos tero ponto de ebulio mais baixo que os lcoois. Da mesma maneira que os lcooisos aldedos e cetonas de menor cadeia so bastante solveis em gua, devido a formao dasinteraes ligaes de hidrognio entre as molculas das cetonas e da gua. A tabela abaixo traz oponto de ebulio de algumas cetonas.

Nome dasubstncia

Frmula estrutural simplificada P. f /C P. e./C

Solubilidade

Propanona CH3COCH3 -94 56 Butanona CH3COCH2CH3 - 86 80 262 -Pentanona CH3COCH2CH2CH3 -78 102 6,33 -Pentanona CH3CH2COCH2CH3 -41 101 52 - Hexanona CH3COCH2CH2CH2CH3 -35 150 2,03 - Hexanona CH3CH2COCH2CH2CH3 -52 156,5 Pouco sol.


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Escolhendo um solvente

Critrios de Escolha de Solventes para Aplicao em Tintas

Solubilidade:

As resinas utilizadas nas formulaes de tintas so solveis em alguns solventes oxigenados. Ossolventes dissolvem as resinas afim de se obter a viscosidade adequada a tinta.Velocidade de Evaporao:

Um fator essencial no desenvolvimento da formulao de uma tinta a velocidade de evaporaodo solvente, para isso deve-se levar em conta s condies de aplicao e formao de filme datinta. A escolha do solvente deve ser adequada a fim de evitar incompatibilidade com a resinapara que haja um controle adequado da evaporao, garantindo assim a qualidade da t inta durantee aps sua aplicao.


1. Pea aos educandos para identificarem por meio da tabela dos produtos do petrleo quaisso os hidrocarbonetos presentes na aguarrs.


Pegue 3 copos vazios e em seguida adicione neles as seguintes misturas:

gua + aguarrsgua + lcoolgua + Thinner

A partir deste procedimento e das idias do texto pea aos educandos que expliquem as diferentessolubilidades?

Explique, por que ocorre mudana de volume na mistura de gua e thinner?

3. Discuta com os educandos por que a solubilidade dos lcoois e das cetonas com a guadiminui com o aumento da cadeia carbnica?

4. Solicite a seguinte questo: Em relao composio e a volatilidade qual o melhorsolvente dos mencionados neste texto (gua, aguarrs, thinner, lcool) a ser utilizados?Justifique.


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Unidade 4 Tintas

Objetivos da unidade 4:Compreender de forma simples como se d a composio dastintas.


Para que haja um melhor entendimento por parte dos educandos sugerido ao professor autilizao do texto de apoio sobre a composio das tintas.

Sugere-se tambm a realizao de atividades prticas, na produo de pigmentos e tintas.


Tintas e cores

As tintas esto relacionadas s cores devido presena dos pigmentos, quando queremospintar um objeto ou uma casa, seja qual for cor desejada, existe uma enorme variedade de tonsque atendem exatamente ao seu estilo de cada um. Mas afinal como obter tintas de tonalidadesto diferentes? Para responder a essa pergunta seria melhor entender primeiro como so formadasas cores.

Tudo o que conseguimos enxergar se deve ao rgo da viso que responsvel pelaspercepes que temos do mundo. As cores que enxergamos podem ser definidas como umfenmeno tico provocado pela ao de um feixe de luz sobre as clulas da retina, que transmiteinformaes para o sistema nervoso.

As sensaes das cores que observamos so causadas por estmulos diferentes que podemser divididos em dois grupos, a saber:

A Luz

A luz a radiao luminosa perceptvel pelo olho humano, por exemplo, a luz solar, chamada deluz branca. Cada um dos feixes de luzes que a compe, quando tomados isoladamente sochamados de luzes monocromticas (que apresentam uma cor s). Assim, a luz branca do sol policromtica, isto , formada por vrias cores (as cores do arco-ris), j a luz vermelha (uma dascores do arco-ris) monocromtica.Os Pigmentos

Os pigmentos so substncias materiais que, ao receber os raios luminosos oriundos da luzincidente, absorve-os, refrata-os ou os reflete. Se um determinado objeto absorver todos os raiosda luz branca (por exemplo: a luz solar) incidente sobre ele, e refletir os raios responsveis pelacolorao azul, aos nossos olhos perceber como um objeto azul. Comumente chamamos decores-pigmento as substncias corantes que fazem parte do grupo das cores qumicas. Coresusadas por artistas plsticos, tinta das paredes, etc.

Fonte: www.fisicainterativa.com.br


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A ocorrncia das cores se deve a interao dos raios luminosos com a superfcie de umobjeto, ou seja, a luz ao incidir sobre o objeto reflete os raios responsveis pela cor queenxergamos no material. Desta forma, podemos dizer que os objetos no tm cor e, sim, certacapacidade de absorver, refratar ou refletir determinados raios luminosos que sobre eles incidam.

A cor de uma parede pintada determinada pelo tipo de luz que ela reflete. Por exemplo, umaparede ao ser iluminada pela luz branca (luz do sol, por exemplo), apresenta-se azul porquereflete a luz azul e absorve as demais. Um corpo iluminado pela luz branca apresenta-se brancoporque reflete as luzes de todas as cores. Um corpo de cor preta absorve praticamente todas ascores, evidentemente, no refletindo cor alguma.

Reflete a luz vermelha e absorve as demais Reflete a luz azul e absorve as demais

Reflete todas Absorve todas as cores

Figura 20 Ocorrncia das cores - Fonte: - www.fisicainterativa.com.br

Mundo colorido

Imagine um mundo em que no houvesse cor e tudo fosse da cor da luz do dia, ou seja,branco. Com certeza a vida seria muito montona. Felizmente, o mundo colorido, pois nossos

olhos so capazes de distinguir diferentes comprimentos de onda presentes na faixa da luz visvelno chamado espectro eletromagntico.O espectro eletromagntico o intervalo completo da radiao eletromagntica, que

contm diferentes radiaes que vai desde as ondas de rdio, as microondas, o infravermelho, aluz visvel, os raios ultravioletas, o raio X, at a radiao gama como pode ser visto nas figurasabaixo:


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Espectro eletromagntico

Figura 21 Espectro eletromagntico - Fonte: www.cena.usp.br

Figura 15 Espectro eletromagntico Fonte: http://members.tripod.com/caraipora/somluz.htm

As radiaes devido aos seus comprimentos de onda diferenciam-se fortemente umas das

outras pela maneira como a matria as absorve. As radiaes de ondas curtas so fracamenteabsorvidas.Muitos animais no conseguem distinguir a diferena das ondas, e, por isso, eles vivem

em um mundo sem cor. As cores do arco-ris formam a nica parte do espectro que se pode ver.As demais ondas so invisveis aos nossos olhos.

As cores do arco-ris

A luz branca uma mistura de muitas cores. Quando a luz branca atravessa o ar, passa porum prisma natural formado por uma massa de gua contendo vrias gotculas de chuva, queprovoca a formao de vrias cores que se separam produzindo um espectro eletromagntico.

Figura 22 Arco-ris Fonte: http://tutoriaisphotoshop.blogspot.com/2007/01/criando-um-arco-ris.html

Nesse caso os "prismas" da natureza so as milhares de gotculas de gua quepermanecem no ar depois da chuva. Cada gotcula decompe a luz branca do Sol num pequenino

espectro. Se uma quantidade igual de comprimentos de onda misturada, o resultado branco.


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Tema: A luz branca e o arco-ris

Objetivo

Esta prtica tem dois objetivos distintos: O primeiro entender o que um prisma etambm utilizar um CD, como rede de difrao para dispersar a luz de uma fonte luminosa. Osegundo evidenciar que o somatrio das cores do arco-ris produz a cor branca.

Contexto

Desde a Antiguidade j se sabia que a luz poderia ser decomposta nas cores do arco-ris,mas foi Isaac Newton, no sculo XVII, que pela primeira vez descreveu de forma adequada ofenmeno da decomposio da luz por um prisma, assim como de sua recomposio por um

segundo prisma. O conjunto das cores obtidas com o prisma conhecido como espectro contnuo,e varia do vermelho, numa extremidade, ao violeta, na outras.Newton tambm props que era possvel conseguir o inverso fazendo rodar um disco (disco deNewton) com as sete cores do espetro, obtendo a sensao do branco resultante da sobreposiodas sete cores.


Material

Uma folha de cartolina

Uma folha de papel em brancoUm copo com guaUm CDUma lanterna

Vamos trabalhar

Procedimento 1

Coloque um pedao de papel em frente a um copo com gua e em seguida ligue uma lanterna

incidindo a luz sobre o copo do lado contrrio ao do papel.

O que aconteceu?Procedimento 2

Coloque um CD em cima de uma mesa e em seguida incida sobre ele uma fonte de luz (lanterna)voc ir observar que as cores que formam a luz da lanterna iro ser refletidas pelo CD demaneira que voc perceba quais so as cores que formam a luz emitida pela lanterna


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Quais foram s cores emitidas?

Procedimento 3

Pegue a cartolina e corte-a na forma de um crculo com 10cm de dimetro, dividindo em28 partes iguais. Pinte em cada parte as sete cores que compe o arco-ris nesta ordem: vermelho,alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta, como mostrado na figura abaixo:

Fonte: http://br.geocities.com/saladefisica10

Figura 23 Disco de Newton

Repita a seqncia de cor es at que todo o crculo esteja pintado. Cole o disco numpapelo grosso e faa um furo no centro do crculo. Coloque no furo um lpis prendendo nocrculo com fita adesiva. Em seguida faa o disco girar rapidamente sobre uma mesa como sefosse um pio.

O que aconteceu?

Dicas

Use um disco LP (vinil) dos antigos como suporte e cole sobre ele a cartolina pintada comas cores correspondentes. Faa esse disco girar, sob uma forte luz branca colocando odisco na ponta de uma furadeira.

Contribuio terica

Uma rede de difrao um dispositivo tico que consiste em uma superfcie com umgrande nmero de ranhuras muito estreitas e comprimidas umas nas outras. A difrao ocorrequando a luz (onda) encontra um pequeno obstculo ou um pequeno orifcio (ranhuras). Ao

passar ou ser refletida por essas ranhuras, a luz se dispersa em suas cores componentes. Um CDcomum pode servir com uma rede de difrao. As trilhas do CD, onde esto codificados os sons,so muito estreitas e comprimidas, como as ranhuras da rede de difrao. exatamente por issoque o CD apresenta cores to intensas quando reflete a luz em certos ngulos.

Lembra da formao do arco-ris, pois o copo com gua faz com a luz da lanternaexatamente o que a nuvem faz com a luz do Sol, ou seja, separa as cores da luz.

A luz que parece no ter cor nenhuma, na verdade uma mistura de cores. Juntas elas doa luz branca. Misturadas, a gente no v cor nenhuma, mas se voc faz passar por alguma coisa


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que separe as cores, por exemplo, um copo d'gua, voc vai ver as cores separadas ou um arco-ris, como no disco de Newton.

Ao se fazer girar rapidamente o disco, as faixas coloridas se sobrepem diante do olho doobservador. O resultado que o disco, em movimento, torna-se branco diante do espectador. A

retina do olho humano retm pr um dcimo de segundo qualquer imagem que nela se projete.Como nesse intervalo de tempo projeta-se as 7 faixas de cores, as impresses se acumulam naretina ao mesmo tempo e so transmitidas ao crebro, resultando a sensao do branco.


Entendo a composio das tintas

A tinta composta, basicamente, das seguintes substncias: pigmento, veculo ouaglutinador, solvente ou redutor e aditivo:

Formada pela mistura de

Podem ser Podem ser Podem ser Podem ser

Solventes So substncias que so adicionadas tinta para torn-la mais fluida.

Veculos(Aglutinador)

Servem para aglutinar (unir) as partculas de pigmentos. Os veculosou aglutinadores incluem leos, vernizes, ltex e resinas naturais esintticas. Quando um veculo entra em contato com o ar, seca eendurece. Essa ao transforma a tinta em uma pelcula rgida queretm o pigmento sobre a superfcie.

Pigmentos So divididos em dois principais: base e inerte. Pigmentos bases docor tinta.. Atualmente, os fabricantes de tintas empregam sintticos(substncias artificiais) para a maioria dos pigmentos bases. Ospigmentos inertes so materiais ou substncias, como carbonato declcio, argila, silicato de magnsio, mica ou talco, que conferemmaior durabilidade tinta.

TINTAS

Solventes AditivosVeculo(Aglutinador)

Pigmentos

gua, Aguarrs,Cetona, Thinner,Tolueno, Xileno,lcoois.

ResinasEmulsesleos Secativos

Inorgnicos

Orgnicos

SecantesMolhantesDispersantesPlastificantes


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Aditivo Substncia que, adicionada s tintas, proporciona caractersticasespeciais s mesmas ou melhorias nas suas propriedades. Existe umavariedade enorme de aditivos usados na indstria de tintas e vernizes:secantes, anti-sedimentares, niveladores, antipele, antiespumante, etc.

Fonte: Tintas & Vernizes - Volume 1 - Cincia & Tecnologia - 2 edio - Abrafati (AssociaoBrasileira dos Fabricantes de Tintas)

Descrio de atividades - Experimento

Tema: Como achar pigmentos

Objetivo

Preparar diversos pigmentos que sero utilizados na confeco de tintas.

Contexto

O pigmento o que d cor aos diversos materiais. So substncias ou materiais coloridosque so adicionados tinta. Podem ser extrados dos reinos mineral, vegetal ou animalapresentando diversas cores de acordo com sua origem.

Orgnicos:

Se caracterizam por possurem alto brilho e fraca resistncia qumica, e fraca resistncia ao da luz do sol.

Cor Componente FrmulaVermelho p-Toluidina CH3

NH2 Amarelo Benzidina

NH2H2N

Laranja Dinitroanilina NH2

NO2

NO2


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Verde Ftalocianina

Inorgnicos:

Se caracterizam por possuir menos brilho e maior resistncia qumica, e maior resistncia ao dos raios do sol.

Cor Componente Frmula Variaes de CorVermelho xido de ferro III - Fe2O3 Amarelo - AzulAmarelo Hidrxido de Ferro - FeOOH Verde - VermelhoPreto xido de ferro II e III Fe3O4 Azul - VermelhoMarrom xido de ferro Mis

Documents

Apostila - Corrosão, Solvente e Tintas