"Somos Físicos". Assuntos diversos relacionados a Ciência, Cultura e lazer.Todos os assuntos resultam de pesquisas coletadas na própria internet.

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segunda-feira, 18 de maio de 2015

Poluentes Atmosféricos (Equilíbrio Químico)

Previsão do tempo por meio do Equilíbrio Químico
Enfeites populares que mudam de cor usam o princípio do deslocamento do equilíbrio químico para indicar a umidade do ar.
Você já viu aqueles enfeites populares que mudam de cor de acordo com o clima? O que será que causa esse efeito, proporcionando que se saiba a magnitude da umidade do ar?
Bem, para entender essa questão, precisamos saber do que se trata um equilíbrio químico e o deslocamento desse equilíbrio.
Resumidamente:
“Equilíbrio químico é quando uma reação reversível tem a sua taxa de desenvolvimento direto (consumo dos reagentes e formação dos produtos) igual à taxa de desenvolvimento da reação inversa (volta a formar os reagentes)”.
O deslocamento do equilíbrio químico, ou seja, a tendência para que a taxa de desenvolvimento de um dos lados aumente mais do que a outra, pode ser conseguida causando uma espécie de perturbação no sistema em equilíbrio. Por exemplo, variando a concentração dos participantes da reação, o deslocamento da reação será no sentido da produção das substâncias que estão em menor concentração no sistema.
É possível visualizar isto com o sal cloreto de cobalto; pois ele muda de cor de acordo com a umidade do ar. Ele obedece à seguinte reação em equilíbrio químico:

CoCl2  + 6H2Setas duplas usadas em reações químicas em equilíbrio. CoCl2.6H2O
Azul                                    Rosa
Respectivamente, cloreto de cobalto (azul) e cloreto de cobalto hidratado (rosa).
Respectivamente, cloreto de cobalto (azul) e cloreto de cobalto hidratado (rosa).
 
Quando há muito vapor no ar, significa para o sistema que aumentou a concentração de um dos reagentes, que é a água. Assim, o equilíbrio será deslocado para a direita, produzindo CoCl2.6H2O, fazendo com que o sal fique rosa.
Já se o tempo estiver muito seco, ele perderá água e voltará ao seu estado original, ficando azul novamente, porque o equilíbrio será deslocado para a esquerda.
Desse modo, os enfeites populares citados no início (normalmente um galo, como o da figura) são fabricados considerando esse princípio. Se o tempo estiver úmido, ele ficará cor de rosa e indica que provavelmente irá chover. No entanto, se ele estiver azul, significa então que não vai chover, pois o tempo está muito seco.
A evolução da atmosfera terrestre ao longo de 4,5 bilhões de anos nos revela transformações químicas drásticas. O aparecimento da vida no nosso planeta acarretou uma situação de constante desequilíbrio na nossa atmosfera, sendo que essa instabilidade tem se agravado nestas últimas décadas, fruto das atividades antrópicas. Os perigos associados à alteração da composição química da atmosfera também são discutidos.
O século XX foi marcado por grandes transformações da qualidade do ar não somente das grandes metrópoles e de regiões fortemente industrializadas mas também de áreas remotas devido por exemplo às queimadas de florestas naturais. Fenômenos globais (como o efeito estufa e o buraco na camada de ozônio) foram detectados e ganharam notoriedade. A ciência ambiental da atmosfera tem pela frente, neste novo século, o grande e complexo papel de contribuir para o aprimoramento de nosso entendimento sobre o que são e como se comportam a atmosfera e espécies tóxicas sobre os ecossistemas e sua biota.
O ar, também conhecido por atmosfera, é uma parte extremamente importante do meio ambiente, tanto do ponto de vista biológico quanto do químico, sendo responsável em grande parte pela manutenção da vida na Terra. A composição da atmosfera depende não só das condições iniciais de sua formação, mas também dos processos físicos e químicos contínuos, que permanecem se desenvolvendo e que podem acrescentar ou retirar gases dela.
Mas, basicamente, a composição atual do nosso ar é de 78% do volume em massa de gás nitrogênio (N2), 21% de gás oxigênio e 1% de outros gases, principalmente o gás nobre argônio (Ar), que está presente em uma porcentagem de quase 1%, e o dióxido de carbono (CO2), com cerca de 0,035%. Além disso, um componente variável muito importante da atmosfera é o vapor de água.
Existem também vários gases poluentes, sobre os quais falaremos mais adiante.

* Nitrogênio: Muitas pessoas pensam que o oxigênio é o principal componente da atmosfera; mas, na realidade, o nitrogênio, na forma de sua molécula diatômica (N2 → N ≡ N), está presente em uma proporção bem maior do que qualquer outro gás.Ele é importante porque constitui as proteínas e o DNA dos seres vivos, sendo obtido da atmosfera. Mas, para tal, é preciso que ele passe por um processo chamado de fixação de nitrogênio, pois as plantas e os animais não conseguem utilizá-lo diretamente. Essa fixação é qualquer processo que transforme o N2 da atmosfera em outros compostos do nitrogênio.
Na termosfera (altitude maior que 90 km), o N2 pode ser fotolizado ou ionizado, mas é extremamente estável nas outras partes da atmosfera.

* Oxigênio: É o segundo maior componente do ar, mas é o mais importante para a manutenção da vida, pois está presente no processo de respiração dos humanos e animais. Além disso, ele é necessário para as muitas reações de combustão que produzem energia, propicia o preparo de alimentos, permite o funcionamento de indústrias onde são produzidos fármacos e muitos produtos necessários para nossas vidas, contribui para o aquecimento e iluminação e assim por diante.
Para o oxigênio atingir a composição de 21% de volume em massa do ar foi necessário 1,5 bilhão de anos, tendo em vista que praticamente todo oxigênio do ar é resultado da fotossíntese das plantas.
O oxigênio passa também por reações importantes na atmosfera, sendo que a principal é a que forma a camada de ozônio na estratosfera. A radiação UV do Sol causa a decomposição do gás oxigênio, formando oxigênio livre que reage, em uma segunda etapa, com o gás oxigênio:
Infelizmente, o ser humano lançou ao longo do tempo alguns compostos poluentes que deslocaram esse equilíbrio no sentido de decomposição do ozônio, diminuindo a sua concentração na estratosfera e deixando o planeta mais desprotegido. Entre esses gases lançados na atmosfera estão os CFCs ((Clorofluorcarbonetos, também conhecidos como Fréons®), que são compostos formados por átomos de carbono, flúor e cloro. Os CFCs são lançados na atmosfera principalmente pelo seu uso como propelente de aerossóis (sprays), em geladeiras e refrigeradores, como agente expansor de plásticos e em solventes para limpar circuitos eletrônicos.
* Dióxido de carbono: dióxido de carbono possui ocorrência natural na atmosfera, sendo proveniente da respiração de seres vivos e de erupções vulcânicas. Sua presença é importante porque ele é o principal gás do efeito estufa que mantém o clima terrestre ameno, sem grandes variações, permitindo que a vida se mantenha.
Porém, a concentração do dióxido de carbono na atmosfera vem crescendo cada vez mais, sendo proveniente também das reações de combustão completas, tais como as dos combustíveis fósseis.
* Argônio: A sua maior parte vem do decaimento radioativo de um isótopo do potássio, o potássio-40, em minerais que o contêm. Assim, o gás argônio produzido vai migrando lentamente das rochas para a atmosfera. Ele e outros gases nobres que estão presentes também em menor quantidade no ar são todos inertes.
* Vapor de água: A sua concentração é variável, sendo proveniente da evaporação de rios, lagos, mares, da água do solo, de dejetos, como urina e fezes, da transpiração das plantas e da respiração dos seres vivos. A umidade do ar é importante para uma melhor respiração, bem como para a formação de nuvens.
Um aspecto preocupante do aquecimento global é que ele provoca uma maior evaporação das águas, o que aumenta a concentração de vapor de água no ar.
As atividades humanas, principalmente nos últimos 150 anos, vêm causando modificações nas porcentagens de gases presentes no ar. A poluição causada pelo ser humano resulta em muitos outros gases lançados no ar, tais como outros gases-estufa, como o monóxido de carbono (CO), os óxidos de enxofre (SO2 e SO3), os óxidos de nitrogênio (NO e NO2), alguns hidrocarbonetos, como o metano e os HPAs (hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, que são cancerígenos), além de macromoléculas sólidas e líquidas, como a fuligem. A maioria deles vem da combustão incompleta de combustíveis fósseis como o carvão e os derivados do petróleo.
Poluição atmosférica causada por queima de combustíveis fósseis em fábrica
Poluição atmosférica causada por queima de combustíveis fósseis em fábrica
Esses gases, além de intensificarem o efeito estufa, levando ao aquecimento global, também podem causar outros problemas ambientais. É o caso, por exemplo, dos óxidos de enxofre e nitrogênio que reagem com a água e causam a chuva ácida.
China
Pode-se considerar poluição atmosférica qualquer contaminação do ar oriunda de desperdícios gasosos, líquidos, sólidos ou outros produtos que podem pôr em risco a saúde humana, animal ou vegetal. A atmosfera tem uma certa capacidade depuradora que garante a eliminação, em condições naturais, dos materiais nela descarregados pelos seres vivos. O desequilíbrio deste sistema natural, levado a cabo pelo Homem, conduz à acumulação na atmosfera de substâncias nocivas à vida.

Causas:
Os principais fatores que tem vindo a contribuir para o aumento da poluição atmosférica destacam-se entre:
Actividade industrial. Esta atividade lança para o ar gases e poeiras em quantidades superiores à capacidade de absorção do meio ambiente, ficando assim estas substâncias acumuladas na atmosfera.
Circulação rodoviária. Os gases e as substâncias químicas libertadas pelos veículos motorizados, derivam do consume de combustíveis fosseis utilizados, como é o caso do petróleo.


O Smog.
 Define-se como uma combinação de fumo e de nevoeiro em áreas urbanas/industriais, ou seja, o aumento da temperatura durante o dia, e em condições de grande arrefecimento noturno. Provoca directamente nas pessoas asma, bronquite, problemas respiratórios e cardíacos. E leva a uma elevada concentração de fumos à superfície.
Antigo muro de pedra corroído pelo tempo e poluição de chuva ácida

Chuvas ácidas. 
As chuvas ácidas formam-se com a libertação de dióxido de enxofre e de óxido de azoto (provenientes de fábricas e automóveis) para a atmosfera, ou seja, ocorrendo precipitação, as chuvas ácidas originam a acidificação dos solos, que vai prejudicar a agricultura e as espécies de árvores e plantas que vão nascer. Outra consequência é a destruição da vegetação e a contaminação da água, que é muito prejudicial para a vegetação assim como para os animais.

O Efeito de Estufa. 
O efeito de estufa tem duas consequências, o aquecimento global do planeta, o que pode provocar a fusão do gelo das regiões polares e a subida dos oceanos e alterações climatéricas.

A destruição da camada de ozono
A existência de ozono na estratosfera é vital para a Terra, pois absorve grande parte da radiação ultravioleta. O ozono é assim indispensável, protegendo-nos do excesso de radiação ultravioleta, embora ao nível do solo seja prejudicial para a saúde e para o ambiente. A destruição da camada de ozono provocada pelo cloro origina variações do clima (aquecimento global) e poderá acabar com a vida na terra.
Nem fábricas poluentes, nem desmatamentos em grande escala. O novo vilão climático pode ser os vulcões, como indica um novo estudo. Pesquisadores investigaram a enorme erupção do vulcão Eyjafjallajökull, na Islândia, que aconteceu em 2010. Eles monitoram a nuvem de fumaça que se espalhou por toda a Europa a partir de uma estação de pesquisa na França.
O pó vulcânico foi rapidamente expulso para a atmosfera após a erupção. Reagida com outros componentes, as partículas de cinza vulcânicas podem gerar grandes problemas ambientais, pois são compostas por ácido sulfúrico, em sua maioria.
Se essas partículas de ácido sulfúrico forem expelidas em grande quantidade, elas podem se comportar como pequenas sementes dentro das nuvens, alterando o tipo de chuva que a área vai receber.
Os dados atmosféricos coletados pelos pesquisadores sugerem que as erupções vulcânicas podem liberar partículas até 100 milhões de vezes mais do que se imaginava. Além disso, elas podem se formar em altitudes mais baixas e abrangerem maiores distâncias do que estudos anteriores haviam sugerido. Uma notícia ruim, tanto para países com vulcões ativos em seu território, como para os que são afetados pelas grandes nuvens de pó vulcânico.
http://www.alunosonline.com.br/quimica/composicao-ar.htmlhttp://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/evolucao.pdf
http://www.mundoeducacao.com/quimica/previsao-tempo-por-meio-equilibrio-quimico.htm
http://hypescience.com/vulcoes-podem-provocar-um-impacto-climatico-bem-maior-do-que-imaginavamos/

quinta-feira, 14 de maio de 2015

"Somos Físicos" Eletroeletrônica

É inegável a importância e a influência da Eletrônica no modo de vida da nossa sociedade contemporânea. A grande revolução que vivemos no mundo, motivada pelo avanço das tecnologias de informação e telecomunicações, bem como da automação dos mais variados tipos de processos, se deve, fundamentalmente, ao advento da invenção do transistor e da ciência aplicada gerada a partir de então – a Eletrônica.
Seria por demais trabalhoso e, certamente, redundante listar todos os avanços obtidos nas áreas das comunicações, tecnologias da informação, de transportes (aéreos, navais, fluviais, e rodoferroviários), ciências biomédicas, instrumentação eletrônica, prospecção de minérios, indústrias de transformação, e tantos outros seguimentos da atividade humana, devido ao desenvolvimento da Eletrônica.
Por estar presente nas mais diversas áreas de atuação humana, servindo como suporte tecnológico para o desenvolvimento de outras áreas de conhecimento, a Eletrônica se qualifica como uma das conquistas mais importantes do século XX, e que deu origem ao estilo de vida que hoje chamamos de “Sociedade do Conhecimento”.
Modelo atômico Rutherford-Bohr
Eletricidade é o ramo da física que tem como objeto de estudo os fenômenos relativos à eletrostática,eletrocinética eletromagnetismo.
A Eletrônica  é considerada um ramo da eletricidade que, por sua vez, é um ramo da Física onde se estudam os fenômenos das cargas elétricas elementares, as propriedades e comportamento, do elétron, fótonspartículaselementares, ondas eletromagnéticas, etc

Evolução dos modelos atômicos

Dalton-Thomsom-Rutherford-Bohr

As pipas mais importantes da humanidade
.
Tudo começou por volta do século XVIII, quando foram feitas as primeiras experiências com eletricidade. Naquela época, o homem ainda não tinha conhecimento sobre a constituição da matéria. Em 1750, o cientista e estadista americano Benjamim Franklin, deu uma contribuição relevante a eletricidade. Ele imaginava a eletricidade como um fluído invisível. Se um corpo tivesse mais do que sua cota normal deste fluído, ele dizia que o corpo tinha uma carga positiva; se o corpo tivesse menos que sua cota normal, sua carga era considerada negativa. 

Com base nesta teoria, Franklin concluiu que, se um corpo com carga positiva fosse colocado em contato com um corpo com carga negativa, o fluído escoava do corpo positivo(excesso) para o corpo negativo(deficiência). Este fluído hoje é chamado corrente elétrica.

Joseph John Thomson

Com o descobrimento do elétron em 1897, pelo físico inglês J.J Thomson, verificou-se que o fluído na verdade era o movimento ordenado de elétrons, dai o nome corrente elétrica. Algumas descobertas foram cruciais para o avanço da eletricidade, como a do físico italiano Alessandro Giusepe Volta, que em 1880 conseguiu estocar eletricidade em uma pilha de cobre e zinco.

Michael Faraday
 Em 1831, o físico inglês Michael Faraday mostra que um imã pode gerar eletricidade numa bobina de fios de cobre. Em 1880,Thomas Édson descobre o princípio da lâmpada elétrica. Em 1882 é implantado o primeiro sistema de iluminação pública em Nova York. Em 1888, George Westinghouse faz o primeiro motor elétrico, utilizando as descobertas de Faraday. 

J. A Fleming


A eletrônica inicia-se praticamente com a descoberta do diodo de emissão termoiônica, estudado e desenvolvido por J. A Fleming, em 1902. Este componente também muito conhecido como válvula de Fleming ou simplesmente válvula, é o marco inicial de toda a história da industria eletrônica. Antes da primeira guerra mundial, o rádio passou a fazer parte do cotidiano. 
A válvula era uma invenção fantástica, mas tinha alguns grandes inconvenientes: era grande e pesada demais, o que tornava os aparelhos de radio uns enormes trambolhos, exigiam um certo tempo para começar a funcionar e consumiam muita energia. Em busca de uma alternativa aconteceu o inesperado.
 Em 1947, comandando um grupo de físicos, Willian Shockley inventa o transistor. 

Foi um desses grandes acontecimentos que mudam todas as regras. Todos estavam ansiosos na época e previam que grandes coisas estavam para acontecer. Em 1946, nasce na universidade da Pensilvânia o primeiro computador eletrônico, o ENIAC. O ENIAC tinha 100.000 válvulas e ocupava 400m2.O ENIAC deu início a primeira geração de computadores. Em 1960, teve início a segunda geração de computadores, baseada nos transistores, que diminuíram o tamanho e o custo destas máquinas, contribuindo decisivamente para expandir seu uso em órgãos governamentais e grandes empresas. 

A terceira geração de computadores teve início no final da década de sessenta, tendo como base o circuito integrado(CI), que é um único componente eletrônico, que tem aproximadamente o tamanho de uma unha. 
Um CI apenas pode conter milhares ou até milhões de transistores. 

A grande estrela deste período foi o microcomputador, cujo baixo custo ampliou bastante as aplicações da informática. O progresso da tecnologia utilizada na fabricação do CI, levou ao desenvolvimento do microprocessador; um CI programável, que se torna específico quando colocamos nele uma programação, podendo ser alterada sua aplicação, alterando sua programação. 

O microprocessador foi a base para a quarta geração de computadores, que tem como marca registrada os computadores de uso pessoal. Na década de oitenta começaram a surgir os supercomputadores, máquinas capazes de realizar milhões de operações por segundo. 
A quinta geração de computadores ainda é um conceito impreciso, em geral associado ao ambicioso projeto japonês de construção de um novo tipo de computador, no que diz respeito aos componentes, arquitetura e principalmente a forma de processamento de informações, conhecida como inteligência artificial. Trata-se de uma tecnologia que busca conceder a máquina, capacidade para realizar inferências, manipular representações de conhecimento, planejar e tomar decisões, ou seja, querem dar um cérebro ao computador. 

A operação fundamental desta nova geração é a lógica e não a aritmética. O homem conseguirá dar um cérebro ao computador?
 Esta é uma pergunta que ainda não tem resposta. muitos especialistas se mostram cautelosos quanto a isso. Marvin Minsky, um "papa" na inteligência artificial, costuma dizer que nós não conhecemos o cérebro humano suficiente para poder imita-lo.

Apesar disto, ele e outros estudiosos reconhecem que se o êxito for alcançado, haverá uma grande revolução dentro do campo da eletrônica e da informática. A cada dia que passa, a eletrônica se faz mais presente no nosso dia a dia. 

Os japoneses da Toshiba apresentaram  na sede em Tóquio, um telefone celular que vira robô, com direito a pernas, braços e expressões ..
Robôs da série Actroid
 HRP-4C
Um robô desenvolvido no Japão carrega pacientes em hospital, transferindo-os de cadeiras para camas, por exemplo, algo feito pelos enfermeiros.
Nestlé contrata robôs para vender máquinas de café no Japão – Mundo-Nipo
cada vez mais perto das pessoas, e inclusive as acompanham em casa, da cozinha ao quarto de dormir. São os robôs criados por cientistas do Japão,
http://sabereletrico.blogspot.com.br/2010/07/historia-da-eletronica.html
http://wp.ufpel.edu.br/cee/o-curso-de-engenharia-eletronica/

Cinética Química (Termoquímica)

Podemos observar que algumas reações químicas acontecem com mais rapidez e outras mais lentamente. Nem toda reação química acontece no mesmo tempo. Umas demoram horas, dias, anos. Outras levam uma fração de segundo para ocorrer. 
As reações químicas ocorrem em velocidades diferentes, como por exemplo o processo de digestão dos alimentos que leva algumas horas e uma explosão que é instantânea.
Veja algumas reações químicas:
- ácido e uma base é uma reação instantânea;
- formação da ferrugem, que levam anos para se formar;
- dissolução de uma pastilha efervescente, que levam alguns segundos;
- decaimento radioativos, que levam muitas vezes bilhões de anos;
- queima de uma vela, que levam algumas horas;
- queima de um palito de fósforo, que levam alguns segundos;
- formação das rochas, que levam alguns milhões de anos.



        
As vezes é importante controlar estas reações, tornando-as mais rápidas ou mais lentas. 
cinética química é uma área da Química que estuda a velocidade das reações químicas e os fatores que alteram esta velocidade.
Ao observarmos os fenômenos do cotidiano, notamos que existem alguns fatores para a ocorrência das reações químicas
Imagine três situações diferentes:
Reação sódio metálico em água
(1ª) Ao colocarmos sódio metálico na água, a reação ocorre violentamente, de forma rápida;
(2ª) Ao abrirmos a válvula de um fogareiro, o gás irá escapar, porém a reação só ocorrerá se colocarmos um palito de fósforo aceso no queimador;
(3ª) Ao deixar um giz em contato com o ar, não acontecerá nada, nem mesmo se aproximarmos dele um palito de fósforo aceso.


O que essas três situações nos mostram?
 Que algumas reações ocorrem espontaneamente, como no primeiro caso. Já para que outras ocorram é necessário o fornecimento de energia, como no segundo exemplo. 
E, por fim, na terceira situação, vimos que nem todos os fenômenos resultam em reação química.
Assim, existem algumas condições necessárias para a ocorrência das reações, entre elas as principais são: natureza dos reagentes, contato entre eles e energia de ativação.

  • Natureza dos Reagentes ou “Afinidade Química” → No dia a dia observa-se que algumas substâncias possuem diferentes afinidades químicas umas com as outras, ou seja, a natureza dos reagentes define se há a possibilidade de reagirem entre si.
Como no caso do giz não existe afinidade química entre seus componentes e o ar, eles não reagem. Já o sódio é muito reativo tanto com a água como com o ar, assim ele precisa ser guardado em querosene, para não reagir com o oxigênio presente no ar.
  • Contato entre os Reagentes → Ácidos e bases reagem, pois eles possuem a afinidade citada no item anterior. Porém, se estiverem em frascos separados, não irão reagir. É fundamental que as espécies reagentes sejam colocadas em contato para que as partículas que formam seus aglomerados possam colidir umas com as outras, rompendo as ligações que existem e formando novas ligações (e, consequentemente, novas substâncias).
  • Energia de Ativação e Teoria da Colisão → Toda reação só ocorre se no sistema tiver uma energia mínima necessária, que varia de reagente para reagente. Essa energia é denominada energia de ativação.
No primeiro exemplo, a reação ocorre espontaneamente porque o próprio sistema já contém a energia de ativação necessária. No segundo caso, é necessário fornecer energia aos reagentes para que eles atinjam a energia de ativação. Isso é feito por meio da chama do palito de fósforo.
Teoria das Colisões explica por que algumas substâncias têm afinidade química e outras não; e também como se obtém a energia de ativação para dar início à reação. Essa teoria explica que quando as moléculas dos reagentes colidem, para que seja uma colisão efetiva que rompa suas ligações e forme novas, tem que se dar com duas condições muito importantes: a energia envolvida na colisão tem que ser maior que a energia de ativação e deve ser uma colisão com orientaçãoadequada. Se isso não ocorrer, a reação também não ocorrerá.
Os principais fatores que alteram a velocidade de uma reação são: superfície de contato, temperatura, presença de catalisadores e concentração dos reagentes.


• Superfície de contato:
Quanto maior a superfície de contato dos reagentes, maior será sua velocidade de reação.

Isso pode ser visto por meio de dois exemplos simples:
1º) Se queimarmos ao mesmo tempo uma palha de aço e um prego, sabemos que com certeza a palha de aço reagirá mais rápido, embora ambos tenham como componente principal o ferro;
A palha de aço queima mais rápido que o prego porque ela possui maior superfície de contato
2º) Se colocarmos dois comprimidos efervescentes na água, sendo que um está pulverizado e o outro está inteiro, o que reagirá mais rápido será o pulverizado. Observe na ilustração abaixo que o comprimido triturado demora apenas 28 segundos para terminar de reagir, enquanto que o comprimido inteiro demora 1 minuto e 4 segundos.
O comprimido triturado reage mais rápido que o inteiro porque ele possui maior superfície de contato
Isso ocorre porque as colisões entre as partículas dos reagentes se realizam na superfície; assim, quanto mais superfície de contato tiver, ou seja, quanto mais fragmentado estiver o sólido, maior é o número de partículas da superfície que ficarão expostas, aumentando a quantidade de colisões e a velocidade da reação.

• Temperatura:
Segundo a regra de Van’t Hoff, um aumento de 10°C faz com que a velocidade da reação dobre.
 Isso significa que para a grande maioria das reações:
Quanto maior a temperatura, maior será sua velocidade.

Vejamos alguns exemplos:
1º) A velocidade de decomposição dos alimentos diminui quando diminuímos sua temperatura, colocando-os em refrigeradores;
2º) Os alimentos cozinham mais rápido quando usamos a panela de pressão, pois a água ferve em temperaturas mais altas;
3º) Quando colocamos dois comprimidos efervescentes inteiros, um em água fria e outro em água quente, o que está na água quente reagirá muito mais rápido.
Isso ocorre porque o aumento da temperatura aumenta a energia cinética das moléculas, aumentando os números de colisões e, consequentemente, aumentando a velocidade da reação.

• Catalisador:
Os catalisadores são enzimas que aumentam a velocidade de uma reação, porém sua massa não é consumida durante a reação.

Isso é possível porque o catalisador gera um caminho alternativo para a reação ao se combinar com o reagente, criando um composto intermediário entre os reagentes e os produtos, que, posteriormente, transforma-se no produto da reação e regenera o catalisador inicial. Desse modo, a energia de ativação é menor, acelerando a velocidade da reação.
Um exemplo é a reação do açúcar com o oxigênio. Um pirulito exposto somente ao ar demora séculos para reagir, enquanto que ao entrar em contato com a saliva, as enzimas presentes agem como catalisadores, pois agem sobre o açúcar, criando moléculas que reagem mais facilmente com o oxigênio.

• Concentração dos reagentes:
Quanto maior a concentração dos reagentes, maior será a velocidade da reação.

Isso é explicado porque, quando aumentamos a concentração dos reagentes, a quantidade de partículas por unidade de volume aumenta e o número de choques efetivos entre as moléculas também; consequentemente, a velocidade da reação também aumentará.
Isso pode ser observado no caso do carvão queimando em presença do ar. Visto que o ar é composto de apenas 20% de moléculas de oxigênio (O2), a reação ocorre de forma lenta. Mas se colocarmos o carvão em um frasco com oxigênio puro, ele se inflama, pois todas as partículas que estarão colidindo com o carvão serão de oxigênio, que participa da reação.

http://www.soq.com.br/conteudos/em/cineticaquimica/
http://leidianemoura.blogspot.com.br/2012/11/cinetica-quimica-o-efeito-da.html

Separação de Misturas no Tratamento de Água (Soluções e Misturas)

Imagem de estação de tratamento de água
Imagem de estação de tratamento de água
O objetivo desse experimento é ajudar o professor a mostrar aos alunos como as técnicas de separação de misturas são aplicadas nos sistemas de tratamento de água.
Materiais e reagentes:
  • 3 garrafas de refrigerante de 2 L;
  • Areia fina;
  • Areia grossa;
  • Pequenas pedras bem lavadas (se estiverem sujas, o resultado do experimento será comprometido);
  • Carvão ativo;
  • Algodão;
  • Terra;
  • Água;
  • Solução de sulfato de alumínio saturada (o sulfato de alumínio pode ser encontrado em locais que comercializam materiais para piscina);
  • Solução de hidróxido de cálcio saturada (a cal hidratada, ou hidróxido de cálcio, pode ser encontrada em lojas de materiais de construção e deve ser manuseada com cuidado. Para obter a sua solução, basta adicionar pequenas quantidade de cal hidratada à água);
  • Colheres plásticas.
Procedimento Experimental:
1.       Corte as garrafas pela metade, de modo a formar os recipientes da ilustração abaixo. A garrafa D deve ter um orifício lateral próximo à parte superior. Tenha cuidado ao cortar as garrafas. As extremidades que podem ser cortantes devem ser envolvidas com uma fita adesiva, de preferência.
2.       Arrume o filtro na parte C conforme o esquema abaixo (de baixo para cima: 10 cm de algodão seco, 1 camada fina de carvão ativo, camada de 2cm de espessura de areia fina, 2 cm de espessura de areia grossa e 4 cm de pedras). Lembre-se que o filtro deve estar úmido antes de iniciar o experimento;
Esquema do experimento de separação de misturas e simulação de tratamento de água
3.       Misture uma colher de terra com 100 mL de água no recipiente A;
4.       Aguarde 5 minutos e despeje o líquido da fase superior no recipiente B;
5.       Adicione 1 colher cheia de sulfato de alumínio e uma de hidróxido de cálcio sob agitação ao recipiente B;
6.       Deixe o recipiente em repouso e observe o que ocorre após alguns minutos;
7.       Transfira o líquido da fase superior para o recipiente C (filtro em camadas);
8.       Recolha o filtrado no recipiente D.
Resultado e Discussão:
Por duas vezes mandou-se deixar a mistura em repouso e depois de algum tempo transferir apenas a fase superior para outro recipiente. Esse processo de separação de misturas é denominado decantação e na estação de tratamento de água a decantação é aplicada para a deposição dos flocos de sujeira no fundo do decantador.
Tanque de decantação
Além disso, outra etapa que foi feita e é realizada nas estações é a floculação, isto é, adição de sulfato de alumínio ou de cloreto de ferro e cal, que são substâncias que aglutinam as impurezas.
Floculação em estação de tratamento de água
A filtração também foi feita retendo as partículas que não foram separadas na decantação.
O professor pode perguntar aos alunos se teve alguma fase do tratamento de água de uso doméstico que não foi mencionada nesse experimento. Uma delas foi a desinfecção, na qual os microrganismos são eliminados com a adição de cloro e em algumas estações a água recebe flúor (fluoretação), um recurso a mais para a prevenção contra cáries nos dentes.
Portanto, é importante o professor ressaltar aos alunos que já que essa água não passou pelo processo de desinfecção, ela não pode ser consumida.
Com todos esses processos em mente, pode-se iniciar uma discussão sobre atitudes a serem tomadas para evitar o desperdício da água doméstica e de que formas ela pode ser reutilizada.
Esquema de processos de tratamento de água em estação
http://educador.brasilescola.com/estrategias-ensino/separacao-misturas-simulacao-tratamento-Agua.htm