Catalisadores nas transformações químicas..por profª Alcilene Rodrigues

Aula de Química- parte 2

	Gerhard Ertl é um químico alemão nascido em Stuttgart em 10 de outubro de 1936, também dita Estugarda em português, ganhador do Prêmio Nobel da Química pelo desenvolvimento de estudos sobre reações químicas nas superfícies sólidas, com aplicações industriais desde a produção de fertilizantes à compreensão dos processos de ferrugem, aos 71 anos de idade, de grande importância para a indústria química, envolvendo fenômenos que vão de catalisadores dos carros à camada de ozônio. Estudou na Universidade Técnica de Estugarda (1955-1957), na Universidade de Paris (1957-1958) e na Universidade Ludwig Maximilians em Munique (1958-1959). Formou-se M.Sc. em Física na Universidade Técnica de Estugarda (1961) e recebeu o diploma de doutor na Universidade Técnica de Munique (1965). Tornou-se assistente e professor na Universidade Técnica de Munique, onde ficou por três anos (1965-1968) e foi para a Universidade Técnica de Hannover (19681973) onde foi ser Professor e Diretor. Depois foi professor no Instituto de Física e Química da Universidade Ludwig Maximilians, em Munique (1973-1986), período em também foi professor convidado do Instituto de Tecnologias da Califórnia, da Universidade de Wisconsin-Milwaukee e da Universidade da Califórnia em Berkeley. Em seguida foi professor na Universidade Livre de Berlim e na Universidade Técnica de Berlim (1986) e diretor do Instituto Fritz Haber (1986-2004), quando se aposentou. Foi um dos primeiros a ver o potencial da química das superfícies e a criar uma metodologia de catalisadores, é indicado nas razões de atribuição do prêmio. Atualmente é professor emérito do departamento de Química Física do Instituto Fritz-Haber der Max-Planck-Gesellschaft, em Berlim. Segundo a Academia as reações químicas sobre as superfícies catalíticas jogam um papel vital em numerosas operações industriais, como a produção dos fertilizantes artificiais, inclusive a química das superfícies pode mesmo explicar a destruição da camada de ozônio. Professor emérito no departamento de Química-Física no Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Berlim, Alemanha, e receptor de numerosas honrarias acadêmicas e científicas, ganhou uma medalha de ouro, um diploma e um cheque de 10 milhões de coroas suecas, cerca de 1,08 milhões de euros. Suas pesquisas ajudaram a entender fenômenos tão variados quanto o surgimento da ferrugem, o funcionamento de células de combustível, o uso de catalisadores nos carros, a produção de fertilizantes e até deterioração da camada de ozônio.

Como já vimos no estudo da obtenção da amônia, Haber, além de controlar as condições de temperatura e de pressão para obter amônia em escala industrial de maneira economicamente viável, também testou catalisadores para tentar acelerar a síntese sem precisar aumentar a temperatura. Descobriu que, se fizesse reagir os gases hidrogênio e nitrogênio sobre superfícies de ferro aquecidas, a rapidez de obtenção da amônia aumentaria, permitindo uma sensível diminuição nos custos energéticos envolvidos na sua produção.

Estudos sobre catalisadores são muito importantes para a indústria. Em 2007, o cientista alemão Gerhard Ertl recebeu o Prêmio Nobel de Química ao propor explicações microscópicas no processo Haber- Bosch, de grande relevância prática.


 As transformações químicas podem ter sua rapidez aumentada sem que seja necessariamente a temperatura, a superfície de contato, a concentração ou pressão dos reagentes. Existem substancias que aceleram as transformações químicas, sem ser consumidas nos processos em que estão envolvidos.

Essas substancias são chamadas catalisadores e são conhecidas principalmente por utilização nos automóveis.

Nesse caso, os catalisadores são esferas dos metais paládio ou platina que são acopladas ao escapamento dos carros e que aceleram a transformação de alguns dos gases resultantes da queima dos combustíveis nos motores em outros gases menos poluentes. Como exemplo, podemos citar a transformação do monóxido de carbono(CO) em dióxido de carbono (CO2).

Questões:

1- Explique com suas palavras o que é catalisador:

2- Cite exemplos de situações em que o uso de catalisadores é importante.
3-Assisitir o vídeo sobre a Ação do Catalisador

Anota aí: Cercado de jornalistas em sua sala no Instituto Fritz Haber (da rede Max Planck), Gerhard Ertl comemora o Nobel e seus 71 anos....

Imagine estar trabalhando no seu escritório na manhã do seu aniversário e receber uma ligação da Suécia dizendo que você acaba de ganhar US$ 1,5 milhão e a maior honraria que um cientista pode receber. Aconteceu  com o alemão Gerhard Ertl, 71, que levou sozinho o Nobel de Química de 2007.
"A princípio eu fiquei sem palavras. Depois lágrimas escorreram dos meus olhos, preciso confessar", declarou a jornalistas na sede do     Instituto Fritz Haber, em Berlim.                                 
Ertl levou o prêmio "por seus estudos sobre os processos químicos em superfícies sólidas", segundo a Real Academia de Ciências da Suécia, que confere o Nobel. Combinando paciência e esperteza, ele lançou as bases de um novo campo de pesquisa -a química de superfícies-, que é a chave para entender processos tão distintos quanto a ferrugem e a produção de fertilizantes artificiais.
Os estudos do alemão, publicados a partir dos anos 1970, deram detalhes inéditos sobre reações que ninguém antes conseguira observar. Compreender essas reações é fundamental, por exemplo, para aumentar a eficiência dos catalisadores de carros, que têm tornado o ar mais limpo em cidades do mundo inteiro.
Nesses dispositivos, um gás tóxico, o monóxido de carbono (CO), reage em uma superfície metálica, de platina, transformando-se em gás carbônico (CO2). Catalisadores hoje são lugar-comum não apenas em carros, mas em diversos processos industriais.
"A indústria conseguiu desenvolver catalisadores novos graças ao conhecimento que ele produziu". 

                             Eu adoro e sou fã de todos vocês...Profª Alcilene

Produção industrial da amônia pelo processo Haber - Bosh...por profª Alcilene Rodrigues

Aula de Química, parte-1.

 Fritz Haber, químico alemão, vencedor do Prêmio Nobel da Química de 1918, pela síntese da amônia a partir dos seus elementos. Fritz Haber, nasceu em Breslau a 9 de Dezembro de 1868 e morreu em Basileia, Suíça, a 29 de Janeiro de 1934.

Estudou em Berlim, Heidelberg, Charlottenburg e Karlsruhe. Ensinou Química na Escola Superior Técnica de Karlsruhe até 1911, data em que foi para Berlim, primeiro como professor de Química-física na Universidade de Berlim e mais tarde como diretor do Instituto para Química-Física Kaiser Wilhelm. 

A investigação feita por Haber (1905-1911) do equilíbrio entre o nitrogênio, hidrogênio e amônia possibilitou-lhe estabelecer a temperatura e pressão exatas, bem como o catalisador que optimizava a formação da amônia. A amônia assim produzida podia ser transformada em ácido nítrico por oxidação, usando o processo de Ostwald. Este ácido tinha por fim a fabricação de explosivos de nitrato e fertilizantes.

Carl Bosh desenvolveu as etapas industriais para o processo de Haber. 

A perfeição do processo de Haber-Bosh encorajou a Alemanha a entrar na Primeira Guerra Mundial. Durante a guerra Haber chefiou a guerra química e dirigiu o primeiro ataque com gás cloro em Ypres (1915). O regime de Hitler ordenou que se exilasse devido à sua ascendência judaica. Haber investigou também a termodinâmica de reações gasosas, a eletroquímica (especialmente a redução eletrolítica do nitrobenzeno ), a composição de chamas e explosões de gás. 

 









Fritz Haber, estudou e trabalhou na Alemanha onde buscou desenvolver um processo de obtenção do gás amônia, a partir dos gases nitrogênio e hidrogênio. O processo deveria permitir a produção de amônia em escala industrial e ser economicamente viável. Haber fez reagir hidrogênio e nitrogênio gasosos na proporção de 3:1 a diferentes temperaturas. Constatou que:

a) Em temperaturas mais baixas, a transformação ocorria mais lentamente,mas se obtinham maiores quantidades de amônia. Por exemplo, a cerca de 100 º C (temperatura considerada baixa para o processo da síntese da amônia), obtenha-se uma quantidade apreciável de amônia, mas o tempo gasto era muito grande. Dessa maneira, a obtenção da amônia em escala industrial tornava-se economicamente inviável.

b) Em temperatura mais altas, a transformação ocorria mais rapidamente, mas se obtinha menos amônia. Por exemplo a temperaturas próximas a 1000 º C, obtinha-se pouca amônia, apesar da transformação se dá mais rapidamente que a 100 º C. O processo também era economicamente inviável, pois se gastava muito combustível para aquecer os reatores e, apesar da transformação se dar mais rapidamente, a quantidade de amônia obtida não compensava o gasto envolvido em sua produção.

Haber resolveu testar a reação a pressões mais elevadas. Testou então diferentes combinações

de pressão e de temperatura buscando condições em que a síntese de amônia fosse economicamente viável, ou seja, que ocorresse em um tempo razoavelmente curto e que a extensão fosse grande o suficiente para compensar os custos envolvidos.

Para tanto, fixou diversas temperaturas e variou, para cada uma delas, as pressões. Depois fixou diversas pressões e variou as temperaturas. Considerou as sínteses terminadas quando a quantidade de amônia formada se manteve constante. Então obteve dados como apresentados na tabela a seguir:

Porcentagem de amônia formada a partir de misturas 3:1 de H ²: N ²

Pressão (Atm)

temperatura (ºC)         200                  300                  400                500

400                               38,7                 47,8                 58,9               60,6

450                               27,4                 35,9                 42,9               48,8

500                               18,9                 26,0                 32,2               37,8

550                               12,8                 18,4                 23,5               28,3

600                               8,80                 13,0                 17,0               20,8

Elaborado especialmente para o São Paulo faz escola. Adaptada de GEPCQ- Grupo de Pesquisa em Educação Química. 

Questões:

1-Observe tabela acima e avalie qual seria melhor condição de pressão e de temperatura para se obter maior quantidade possível de amônia.

2- O que você faria para obter mais amônia (obter melhor rendimento) a 400  C ? E a 500 º C?

3- Complete: " Ao se aumentar a pressão da reação...................o rendimento da reação de síntese da amônia".

                                        Fritz Haber e Albert Einstein em 1914

As bombas inteligentes......por profª Alcilene Rodrigues

16ª aula  - História Geral

Muitos dos armamentos utilizados nas guerras atuais foram desenvolvidas na Primeira Guerra Mundial. Metralhadores leves, granadas, armas químicas, tanques e aviões passaram a ser utilizados em grande escala e transformaram por completo as táticas e os costumes de combate. Batalhas decididas pelo embate direto, físico, entre soldados tornaram-se raras depois que foi introduzida a máquina de guerra. A tecnologia passou a pesar nos resultados, tanto para definir a vitória ou a derrota quanto na quantidade de vítimas, que aumentou substancialmente.

No que se refere à transformação dos costumes de guerra, documentos da época sobre regras de bombardeio por aviões revelam a dificuldade de que os ataques aéreos se restringissem os alvos militares, uma regra encarada como taticamente impossível de ser seguida.

O quadro a seguir compara a quantidade de vítimas de alguns conflitos:

Conflitos nos séculos XIX e XX e a relação entre vítimas e tempo

Anos                       Conflitos                                Nº  de mortos

1861-1865              Guerra de Secessão         620 mil¹ (13.000 mortos/mês)

1864-1870              Guerra do Paraguai         97 a 130 mil ² (1.300 ou 1.800 mortos/mês)

1854-1856              Guerra da Crimeia            500 mil³ (20.000 mortos/mês)

1914-1918              Primeira Guerra Mundial  10 milhões 4 ( 210 mil mortos/mês)

1939-1945              Segunda Guerra Mundial   50 milhões 5 ( 700 mil mortos/mês) 

                                        Elaborado especialmente para o São Paulo faz escola.

O que eu aprendi...

1- Comente as mudanças no panorama das guerras quando as batalhas deixaram de ser decididas pelo embate direto entre os soldados.

2- Por que, segundo os registros em documentos da época da Primeira Guerra, considerava-se difícil bombardear apenas alvos militares?

3- Além da tecnologia bélica mais mortífera e violenta, outros elementos contribuíram para o grande aumento da quantidade de vítimas na Primeira Guerra Mundial, em comparação com as demais, no século anterior. Avalie em conjunto com seus colegas e o seu professor a influência desses outros fatores para tal aumento de baixas:

a) nacionalismos:..............................................................

b) concepção de Guerra Total:........................................

c) alianças mundiais:......................................................... 

4- Para explicar o aumento da quantidade de vítimas e as transformações da cultura de guerra posteriores à Primeira Guerra Mundial, o historiador inglês Eric Hobsbawm refere-se a outra motivação, além daquelas analisadas nos itens da questão anterior:

"Outro motivo, porém, era a nova impessoalidade da guerra, que tornava o matar e estropiar uma consequência remota de apertar um botão ou virar uma alavanca. A tecnologia tornava suas vítimas invisíveis, como não podiam fazer as pessoas evisceradas por baionetas ou vistas pelas miras de armas de fogo".

a) Qual foi o outro motivo alegado pelo autor para explicar o aumento do número de vítimas nos conflitos posteriores à Primeira Guerra Mundial?

b) Você acha que o texto de Hobsbawm também se aplica aos altos índices de vítimas da violência urbana atual?

5-Pesquisa Individual

Pesquise as principais determinações dos seguintes documentos do final da Primeira Guerra Mundial:

a) Catorze Pontos de Wilson:............................

b) Tratado de Versalhes:...................................

c) Porque há tantas preocupações com a indústria bélica e o poder de fogo dos países envolvidos no conflito em ambos os documentos?

Complete  com os países que, inicialmente, participaram dos principais blocos envolvidos na Primeira Guerra Mundial:

a)Bloco da Tríplice Entente:..................,............................e.................................

b)Bloco da Tríplice Aliança:...................,............................e................................

" As maiores crueldades de nosso século foram as crueldades impessoais decididas a distância, de sistema e rotina, sobretudo quando podiam ser justificadas como lamentáveis necessidades operacionais" (HOBSBAWN)

Segundo o ex-secretário de Defesa norte-americano Donald Rumsfeld, que ocupou o cargo entre 2001 e 2006, durante a presidência de George W. Bush, os ataques aéreos atuais são muito diferentes daqueles realizados na Primeira e na Segunda Guerra Mundial: hoje é possível direcionados os ataques para atingir os alvos escolhidos, pois as bombas são" inteligentes".

Escreva um texto, de aproximadamente 20 linhas, que comente a colocação de Rumsfeld e faça referencia ao texto de Hobsbawn, citado anteriormente. Quais as relações entre "as crueldades impessoais" e as "bombas inteligentes"? Como essas relações são evidenciadas nos conflitos atuais de guerras e invasões  a violência das cidades?

Tome nota!

" Ela ( a Convenção de Genebra de 1864) inaugura o que se convencionou chamar direito humanitário, em matéria internacional, isto é, o conjunto das leis e costumes da guerra, visando a minorar o sofrimento de soldados doentes e feridos, bem como de populações civis atingidas por um conflito bélico(...). Em 1925, outra Convenção, igualmente assinada em Genebra, proibiu a utilização, durante a guerra, de gases asfixiantes ou tóxicos, bem como de armas bacteriológicas".

a) Qual o contexto da assinatura da Convenção de Genebra de 1925?

b) Como as armas químicas e biológicas se diferenciam das demais?

A batalha do Somme foi uma das mais importantes da Primeira Guerra Mundial. Ao todo, foram mais de um milhão de mortos, por conta da tentativa dos ingleses de retomar o vale do rio Somme, no norte da França, dominado pelos alemães. As trincheiras eram verdadeiras máquinas de matar pessoas. Sobre a Primeira Grande Guerra, podemos afirmar que:

a) as trincheiras incentivaram a criação de novas técnicas e táticas para avançar nas linhas inimigas.

b) a guerra de trincheiras trouxe uma nova fase bélica para a Primeira Guerra Mundial introduzindo táticas do século XIX, baseadas nos manuais napoleônicos de guerra.

c) a guerra de trincheiras valorizou a luta corpo a corpo, decidida pelas baionetas nas áreas livres entre as frentes inimigas.

Obs: Minha tia Maria Penco contou que quando seus seis irmãos, um deles meu falecido avô foram para a Primeira Guerra Mundial eram rapazes alegres e bem humorados, quando voltaram para casa na Áustria, nunca mais foram os mesmos rapazes, dormiam e tinham pesadelos de bombas, tiros, etc. A paz de espírito nunca mais foi a mesma na minha família tivemos que ter paciência e carinho com eles.

Tortura e direitos humanos na América Latina......por profª Alcilene Rodrigues

Você sabia?

 

Você  sabia que nosso país é criticado, por diversas organizações mundiais que lutam pelos direitos humanos, pela falta de investigações sobre os desaparecimentos e as torturas que marcaram os anos de ditadura militar (1964 -1985)? outros países latinos-americanos, que viveram situações semelhantes, já investigaram seu passado, localizaram corpos de desaparecidos e abriram seus arquivos secretos para o público.

Há uma série de arquivos que estão fechados à pesquisa e à consulta pública por 30 anos, segundo a Lei nº 11.111, de maio de 2005, que confirma o Decreto nº 4553, de 2002. Por decorrência dessa legislação, há diversas famílias que desconhecem o paradeiro de seus parentes desaparecidos na época, não sabem onde seus corpos foram enterrados ou como morreram.

Há um caso de desaparecimento na ditadura militar brasileira que comoveu grande parte da população e causou muitas discussões na época: o desaparecimento do estudante Stuart Angel. Sua mãe a estilista Zuzu Angel, lutou para conhecer o desfecho da vida de seu filho e enterrar seu corpo, até morrer em um acidente de carro cujas causas nunca foram bem explicadas. Um filme lançado em 2006 retrata o drama de Zuzu, interpretada pela atriz Patricia Pillar.

Antes do lançamento do filme, o caso já havia comovido os compositores Miltinho e Chico Buarque, que, em homenagem a Zuzu Angel, que faleceu em 14 de abril de 1976, compuseram uma música que, como outras da mesma época, tiveram o caráter de denúncia em relação às irregularidades promovidas pelos, militares envolvendo civis. Pesquise na internet a letra dessa música para responder à questão a seguir. Você pode também pesquisar videoclipes a partir dos nomes dos autores e do nome da música , Angélica. 

                                         Elaborado especialmente para o São Paulo faz escola.

O que eu aprendi...

1- A partir de seus conhecimentos sobre os processos de tortura utilizados durante a ditadura militar e do que, acredita-se, tenha acontecido com o filho de Zuzu Angel, Stuart, escolha e analise três versos da música que sejam representativos da situação vivida pela mãe. Veja o vídeo da musica abaixo:

............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

2 - O governo brasileiro, a exemplo dos demais governos da América Latina, negava a ditadura, como na carta divulgada pelo Palácio do Planalto em 1970. Para responder às questões, analise o trecho a seguir:

" Não há tortura em nossas prisões. Também não há presos políticos.(..) Essa intriga, na sua desfaçatez, busca gerar discórdia entre nações democráticas, amigas e aliadas, estancar o fluxo de investimentos no país, em uma palavra, enfraquecer o Brasil e com isso enfraquecer a comunidade de nações livres"( Jornal do Brasil, 14/05/1970).

a) Porque o governo militar insistia em afirmar que não havia tortura?

..............................................................................................................

b) Quem eram os torturados e qual o motivo alegado para a prisão?

................................................................................................................

c) Por que o governo norte-americano sustentava ditaduras na América Latina? Qual é a relação entre esse apoio e o contexto Guerra Fria?...........................................................................................

3- Relacione o texto abaixo à restrição a informação dos arquivos sobre a ditadura.

"Após a Segunda Guerra Mundial, com a sua inclusão na Declaração dos Direitos Humanos, o acesso às informações em documentos de arquivo deixou de ser privilégio dos historiadores e passou a ser um direito do cidadão".

Há diversas implicações, tal como a descoberta de mais nomes ligados à tortura e que ainda hoje estão vivos no Brasil, durante as negociações de abertura do regime, a anistia foi..............e...........