Falando de Química

O 'espumante' nos refrigerantes é produzido pela adição de qual ácido?

Tecnicamente, ácido carbônico. Mas esse ácido não é adicionado, no sentido tradicional.

Isso ocorre porque o dióxido de carbono é dissolvido na bebida, sob pressão. Quando isso acontece, o dióxido de carbono e a água reagem para formar ácido carbônico.

Esse processo é reversível, aliás. Se você deixar um refrigerante de fora e ele f**ar 'sem graça', você perceberá que ele perde a 'essência' e f**a com um gosto doce (quase doce demais). Isso porque o dióxido de carbono escapou, permitindo que o ácido carbônico se decomponha em CO2 e água. Feito isso, tudo o que resta é água com açúcar com sabor, e tem o mesmo gosto.

crédito: Geoffrey Widdison

https://anchor.fm/falandodequimica/episodes/Teoria-Atmica-de-Dalton-eop7ai

Teoria Atômica de Dalton by Falando de Química • A podcast on Anchor Essa teoria foi fundamental para o desenvolvimento do conhecimento atômico, pois serviu de base para que outros cientistas conhecessem o átomo e suas características.

A produção em massa de hidrogênio a partir da água de forma eficiente está mais perto de se tornar uma realidade graças aos pesquisadores da Faculdade de Engenharia da Universidade Estadual do Oregon e colaboradores da Universidade Cornell e do Laboratório Nacional Argonne.

Os cientistas usaram ferramentas experimentais avançadas para criar uma compreensão mais clara de um processo catalítico eletroquímico mais limpo e sustentável do que o hidrogênio derivado do gás natural.

O hidrogênio é encontrado em uma ampla gama de compostos na Terra, mais comumente se combinando com o oxigênio para fazer água, e tem muitos papéis científicos, industriais e relacionados à energia. Também ocorre na forma de hidrocarbonetos, compostos que consistem em hidrogênio e carbono, como o metano, o principal componente do gás natural.

"A produção de hidrogênio é importante para muitos aspectos de nossa vida, como células de combustível para carros e a fabricação de muitos produtos químicos úteis, como a amônia", disse Zhenxing Feng, do Oregon State, professor de engenharia química que liderou o estudo. "Também é usado no refino de metais, para a produção de materiais sintéticos, como plásticos e para uma série de outros fins."

De acordo com o Departamento de Energia, os Estados Unidos produzem a maior parte de seu hidrogênio a partir de uma fonte de metano, como o gás natural, por meio de uma técnica conhecida como reforma de v***r-metano. O processo envolve submeter o metano a v***r pressurizado na presença de um catalisador, criando uma reação que produz hidrogênio e monóxido de carbono , bem como uma pequena quantidade de dióxido de carbono.

A próxima etapa é conhecida como a reação de deslocamento água-gás, na qual o monóxido de carbono e o v***r são reagidos por meio de um catalisador diferente, formando dióxido de carbono e hidrogênio adicional. Na última etapa, a adsorção por oscilação de pressão, o dióxido de carbono e outras impurezas são removidos, deixando para trás o hidrogênio puro.

"Em comparação com a reforma do gás natural , o uso de eletricidade de fontes renováveis ​​para dividir a água para o hidrogênio é mais limpo e sustentável", disse Feng. "No entanto, a eficiência da separação da água é baixa, principalmente devido ao alto sobrepotencial - a diferença entre o potencial real e o potencial teórico de uma reação eletroquímica - de uma meia-reação chave no processo, a reação de evolução de oxigênio ou REA . "


Uma meia-reação é uma das duas partes de um redox, ou redução-oxidação, reação em que os elétrons são transferidos entre dois reagentes; redução se refere ao ganho de elétrons, a oxidação signif**a perda de elétrons.

O conceito de semi-reações é freqüentemente usado para descrever o que acontece em uma célula eletroquímica, e semi-reações são comumente usadas como uma forma de equilibrar as reações redox. O superpotencial é a margem entre a voltagem teórica e a voltagem real necessária para causar a eletrólise - uma reação química impulsionada pela aplicação de corrente elétrica.

"Os eletrocatalisadores são essenciais para promover a reação de divisão da água, reduzindo o excesso de potencial, mas o desenvolvimento de eletrocatalisadores de alto desempenho está longe de ser simples", disse Feng. "Um dos maiores obstáculos é a falta de informações sobre a estrutura em evolução dos eletrocatalisadores durante as operações eletroquímicas. Compreender a evolução estrutural e química do eletrocatalisador durante o OER é essencial para desenvolver materiais eletrocatalisadores de alta qualidade e, por sua vez, energia sustentabilidade. "

Feng e colaboradores usaram um conjunto de ferramentas de caracterização avançadas para estudar a evolução estrutural atômica de um eletrocatalisador OER de última geração, iridato de estrôncio (SrIrO 3 ), em eletrólito ácido.

"Queríamos entender a origem de sua atividade recorde para o OER - 1.000 vezes maior do que o catalisador comercial comum, o óxido de irídio", disse Feng. "Usando instalações de raios-X baseadas em síncrotron em Argonne e espectroscopia de fotoelétrons de raios-X baseada em laboratório no site da Northwest Nanotechnology Infrastructure em OSU, observamos a transformação química de superfície e cristalino em amorfo de SrIrO 3 durante o OER."

As observações levaram a uma compreensão profunda do que estava acontecendo por trás da capacidade do iridato de estrôncio de funcionar tão bem como catalisador.

"Nossa descoberta detalhada em escala atômica explica como a camada ativa de iridato de estrôncio se forma no iridato de estrôncio e aponta para o papel crítico da ativação do oxigênio da rede e da difusão iônica acoplada na formação das unidades OER ativas", disse ele.

Feng acrescentou que o trabalho fornece uma visão sobre como o potencial aplicado facilita a formação das camadas amorfas funcionais na interface eletroquímica e leva a possibilidades para o projeto de melhores catalisadores.

Fonte: Os resultados foram publicados na Science Advances
Créditos : Steve Lundeberg, Oregon State University

De acordo com o Escritório Federal de Estatística da Alemanha, o câncer é uma das causas mais frequentes de morte, sendo responsável por quase 25% de todas as mortes. A quimioterapia costuma ser usada como tratamento, mas traz efeitos colaterais para órgãos saudáveis. Cientistas liderados por David Ng, líder do grupo no Instituto Max Planck para Pesquisa de Polímeros, estão tentando uma abordagem completamente diferente: a interrupção direcionada e localizada da estrutura das células cancerosas para ativar seu mecanismo de autodestruição. Os pesquisadores já demonstraram sucessos iniciais.

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Como boas bactérias intestinais ajudam a reduzir o risco de doença cardíaca Crédito: CC0 Public Domain Os cientistas descobriram que uma das boas bactérias encontradas no intestino humano tem um benefício que até agora não foi reconhecido: o potencial de reduzir o risco de doenças cardíacas. A atividade da bactéria no intestino reduz a produção de um produto quím...

Ter um objetivo a ser alcançado é sempre importante para manter-­se motivado.

Essas imagens ópticas e de microscopia eletrônica de varredura mostram zonas irradiadas e não irradiadas de uma liga de níquel-cromo. O lado esquerdo mostra exemplos de películas com irradiação; em vez de degradar o material, como quase sempre faz, a radiação realmente o torna mais forte, reduzindo a taxa de corrosão. Crédito: Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Para surpresa dos engenheiros, a radiação pode retardar a corrosão de alguns materiais Essas imagens ópticas e de microscopia eletrônica de varredura mostram zonas irradiadas e não irradiadas de uma liga de níquel-cromo.

Químicos revelam nova teoria sobre como a vida na Terra pode ter começado
Os químicos do Instituto de Pesquisa Scripps (TSRI) desenvolveram uma nova teoria fascinante sobre como a vida na Terra pode ter começado. Suas experiências, descritas hoje na revista Nature Communications, demonstram que as principais reações químicas que sustentam a vida hoje em dia poderiam ter sido realizadas com ingredientes provavelmente presentes no planeta há quatro bilhões de anos.

"Era uma caixa preta para nós", disse Ramanarayanan Krishnamurthy, PhD, professor associado de química na TSRI e autor sênior do novo estudo. "Mas se você se concentrar na química, as questões das origens da vida se tornam menos assustadoras."

Para o novo estudo, Krishnamurthy e seus co-autores, que são todos membros da National Science Foundation / Centro Nacional de Aeronáutica e Administração Espacial para Evolução Química, se concentraram em uma série de reações químicas que compõem o que os pesquisadores chamam de ciclo do ácido cítrico .

Todo organismo aeróbico, de flamingos a fungos, conta com o ciclo do ácido cítrico para liberar energia armazenada nas células. Em estudos anteriores, os pesquisadores imaginaram o início da vida usando as mesmas moléculas para o ciclo do ácido cítrico que a vida usa atualmente. O problema dessa abordagem, explica Krishnamurthy, é que essas moléculas biológicas são frágeis e as reações químicas usadas no ciclo não teriam existido nos primeiros bilhões de anos da Terra - os ingredientes simplesmente ainda não existiam.

Os líderes do novo estudo começaram com as reações químicas primeiro. Eles escreveram a receita e depois determinaram quais moléculas presentes na Terra primitiva poderiam ter funcionado como ingredientes.

O novo estudo descreve como dois ciclos não biológicos - chamados ciclo HKG e ciclo malonato - poderiam se unir para iniciar uma versão bruta do ciclo do ácido cítrico. Os dois ciclos usam reações que executam a mesma química fundamental dos a-cetoácidos e b-cetoácidos que no ciclo do ácido cítrico. Essas reações compartilhadas incluem adições de aldol, que trazem novas moléculas de fonte para os ciclos, bem como descarboxilações beta e oxidativas, que liberam as moléculas como dióxido de carbono (CO2).

Enquanto executavam essas reações, os pesquisadores descobriram que poderiam produzir aminoácidos além do CO2, que também são os produtos finais do ciclo do ácido cítrico. Os pesquisadores pensam que, à medida que moléculas biológicas como enzimas se tornaram disponíveis, elas poderiam ter levado à substituição de moléculas não biológicas nessas reações fundamentais para torná-las mais elaboradas e eficientes.

"A química poderia ter permanecido a mesma ao longo do tempo, foi apenas a natureza das moléculas que mudou", diz Krishnamurthy. "As moléculas evoluíram para se tornarem mais complicadas ao longo do tempo, com base no que a biologia precisava."

"O metabolismo moderno tem um precursor, um modelo que não é biológico", acrescenta Greg Springsteen, PhD, primeiro autor do novo estudo e professor associado de química na Universidade Furman.

Tornar essas reações ainda mais plausíveis é o fato de que no centro dessas reações está uma molécula chamada glioxilato, que estudos mostram que poderia estar disponível no início da Terra e faz parte do ciclo do ácido cítrico atualmente (chamado de “desvio ou ciclo de glioxilato”). )

Krishnamurthy diz que mais pesquisas precisam ser feitas para ver como essas reações químicas podem ter se tornado tão sustentáveis quanto o ciclo do ácido cítrico é hoje.

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Cientistas da vida real inspiram esses super-heróis de quadrinhos
Três estudantes de graduação se uniram para usar histórias e desenhos animados para ensinar tópicos científicos difíceis.

A JKX Comics, uma organização de publicação on-line, transforma jargões científicos complexos em quadrinhos pequenos para os alunos entenderem.

Em 2015, Gardiner e outros dois amigos, Khoa Tran e Kelly Montgomery, fundaram uma empresa de publicação on-line chamada JKX Comics . Na época, os três estavam cursando doutorado em diferentes áreas da Universidade de Wisconsin-Madison. E eles sabiam o quão difícil pode ser explicar a pesquisa ou envolver os alunos nas nuances da ciência.

Então, eles decidiram usar o formato de desenho animado fácil de digerir e o humor leve para aumentar a alfabetização científ**a. O trio passou os fins de semana em um bar do campus escrevendo o roteiro e desenhando os painéis para sua primeira história em quadrinhos, publicada em 2016. A história em quadrinhos , EBV e a Replication Dance , descrevem como o vírus Epstein-Barr comum se replica, contando uma história sobre o vírus boates com amigos dentro de uma célula humana.

“Você tem os componentes visuais” para ajudar a transmitir sistemas complexos, “e também tem esse elemento da história”, diz Tran, agora epigeneticista da Universidade da Pensilvânia. "Ter quadrinhos como uma maneira de abrir essa porta para o que é a ciência pode inspirar a próxima geração a buscar STEM [ciência, tecnologia, engenharia e matemática]."

Os três não estavam sozinhos ao ver um lugar para a ciência no universo cômico. Muitos estudos sugerem que os quadrinhos podem envolver um público amplo e diversif**ado com assuntos científicos , de acordo com uma meta-análise de 2018 no Journal of Science Communication . E os quadrinhos podem tornar as informações mais acessíveis , apresentando-as através de texto e ilustrações.

Em 2018, mais sete cientistas da UW – Madison se juntaram à equipe da JKX Comics, trazendo campos como psicologia, astronomia e microbiologia para a mesa. Artistas locais foram convocados para ajudar a ilustrar a pesquisa dos cientistas.

Para a equipe de voluntários, os quadrinhos - 11 agora são oferecidos on-line gratuitamente - também deram aos cientistas um rosto mais amigável. "Podemos mostrar quem são os cientistas ... que eles também são apenas pessoas", diz Gardiner, biólogo do câncer no Fox Chase Cancer Center, na Filadélfia. “Nem todos somos gênios com cabelos parecidos com o de Einstein, antissociais e que têm momentos Eureka o tempo todo. E usar quadrinhos é uma boa maneira de contar a história deles. ”

O último deles, o Glitch Switch de Gilbert , lançado em 2 de março, vê um bioquímico sendo sugado para um videogame, onde ele tem que testar combinações de aminoácidos para fazer com que as proteínas se comuniquem efetivamente. Os painéis são desenhados no estilo do clássico videogame Super Mario Bros. , E o enredo explica conceitos fundamentais em bioquímica, diz seu autor, Montgomery, agora biólogo químico da Universidade da Califórnia, em São Francisco.

Ao entender como as proteínas se comunicam, "você pode modif**ar uma proteína para poder se comunicar melhor com seu vizinho", explica ela. "Isso pode nos ajudar a [parar] doenças relacionadas às proteínas que se comunicam de maneira errada", como a doença de Alzheimer e Charcot-Marie-Tooth, que causa danos nos nervos nos braços e pernas.
Nem sempre é fácil traduzir um tópico científico complexo em quadrinhos. Os criadores precisam equilibrar a precisão e uma história envolvente. "É algo com que lidamos, e nunca será perfeito", diz Tran. "Mas realmente queremos incutir essa curiosidade nas pessoas para aprender mais e investigar mais o assunto".
Embora os quadrinhos sejam voltados para estudantes do ensino médio, a equipe espera que pessoas de todas as idades possam apreciá-los e aprender alguma coisa. Os três estão criando agora uma campanha do Kickstarter para arrecadar fundos para imprimir seus quadrinhos para a distribuição do Projeto Madison Reading para crianças carentes da região. Eles também estão trabalhando em uma nova série de quadrinhos sobre mulheres nos campos de STEM e outra na investigação de órgãos doentes, uma homenagem ao CSI , o programa de televisão sobre criminal forense.
"Há muita desinformação em nossas comunidades", diz Montgomery. “E isso afasta as pessoas da ciência. Se pudéssemos limitar alguns desses mal-entendidos quando são crianças ou quando seus pais estão lendo com eles, acho que seria um impacto realmente positivo. ”

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Reação eletroquímica potencializa novas descobertas de dr**as Uma colaboração liderada por Cornell está mudando a química sintética tradicional, usando a eletricidade para conduzir uma nova reação química que anteriormente frustrava os químicos que se apóiam em métodos convencionais. Essa nova reação - detalhada no artigo da equipe, "A eletrocatá...

Usos dos Ácidos : salicílico e Ácido acetilsalicílico O ácido salicílico é um Beta-Hidroxiácido com propriedades queratolíticas e antimicrobianas, o que signif**a que afina a camada espessada da pele e age evitando a contaminação por bactérias e fungos oportunistas. O salicílico é melhor para pessoas com pele oleosa e propensa a acne, mas tam...

Cientistas dissociam a água de forma eficiente com novos catalisadores

A pesquisa em um laboratório de química da Universidade de Oregon avançou a eficácia da reação de dissociação catalítica da água em membranas bipolares. Uma equipe de três membros usou um conjunto membrana-eletrodo em que a membrana bipolar do polímero é comprimida entre dois eletrodos porosos rígidos, permitindo que eles produzam um grande número de membranas bipolares com diferentes camadas catalisadoras de dissociação de água.

Crédito: Sebastian Z. Oener

Os químicos da Universidade de Oregon obtiveram ganhos substanciais no aprimoramento da reação de dissociação catalítica da água em reatores eletroquímicos, chamados eletrolisadores de membrana bipolar, para separar mais eficientemente as moléculas de água em prótons carregados positivamente e íons de hidróxido carregados negativamente.

A descoberta, publicada on-line antes da impressão na revista Science , fornece um roteiro para a realização de dispositivos eletroquímicos que se beneficiam da propriedade essencial da operação de membranas bipolares - para gerar os prótons e íons hidróxido no interior do dispositivo e fornecer os íons diretamente aos eletrodos. produzir os produtos químicos finais.

A tecnologia por trás das membranas bipolares, que são polímeros de troca iônica em camadas que imprensam uma camada de catalisador de dissociação de água , surgiu na década de 1950. Embora tenham sido aplicados industrialmente em pequena escala, seu desempenho atualmente está limitado à operação de baixa densidade de corrente, o que dificulta aplicações mais amplas.

Entre eles estão dispositivos para produzir gás hidrogênio a partir de água e eletricidade, capturar dióxido de carbono da água do mar e produzir combustíveis à base de carbono diretamente a partir de dióxido de carbono, disse o co-autor Shannon W. Boettcher, professor do Departamento de Química e Bioquímica da UO. diretor fundador do Oregon Center for Electrochemistry,

"Suspeito que nossas descobertas acelerem o ressurgimento do desenvolvimento de dispositivos de membrana bipolar e pesquisas sobre os fundamentos da reação de dissociação da água", disse Boettcher, que também é membro do Instituto de Ciência dos Materiais e associado do Phil da UO. e Penny Knight Campus por Acelerar o Impacto Científico.

"O desempenho que demonstramos é suficientemente alto", disse ele. "Se pudermos melhorar a durabilidade e fabricar as membranas bipolares com nossos parceiros da indústria, deve haver aplicações imediatas importantes".

Normalmente, dispositivos eletroquímicos à base de água, como baterias, células de combustível e eletrolisadores, operam em um único pH em todo o sistema - ou seja, o sistema é ácido ou básico, disse o principal autor do estudo, Sebastian Z. Oener, um estudioso de pós-doutorado. por uma bolsa da German Research Foundation no laboratório de Boettcher.

"Muitas vezes, isso leva ao uso de metais preciosos caros para catalisar reações de eletrodos, como o irídio, um dos metais mais raros da terra, ou ao sacrifício da atividade do catalisador, que, por sua vez, aumenta a entrada de energia necessária do reator eletroquímico", Oener disse. "Uma membrana bipolar pode superar esse dilema operando cada eletrocatalisador localmente em seu ambiente de pH ideal. Isso aumenta a respiração da disponibilidade estável e abundante de catalisador de terra para cada meia reação".

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