Quando e por que se formou a camada de ozônio?

A atmosfera que envolvia a Terra há 4,6 bilhões de anos era provavelmente constituída de hidrogênio e hélio, os dois gases mais abundantes do universo, e de compostos de hidrogênio, como o metano e amônia. Acredita-se que essa atmosfera primitiva tenha escapado para o espaço exterior devido ao calor da superfície da jovem Terra e da leveza desses gases. Uma segunda atmosfera ter-se-ia formado a partir de gases e vapor d´água que emanavam das rochas fundidas (magma) no interior da Terra através de vulcões e fumarolas da litosfera.
A concentração de oxigênio, o segundo gás mais abundante no planeta, provavelmente começou a ocorrer de modo lento, graças ao processo de fotodissociação, isto é, à quebra da molécula de água por fótons que compõem a radiação solar. O hidrogênio, por ser muito leve, escapou para o espaço exterior, enquanto o oxigênio se manteve na atmosfera. A vegetação marinha, através da fotossíntese, pode ter contribuído para elevar mais rapidamente a concentração desse gás. Formado o oxigênio, a camada de ozônio passou a se estabelecer pelo mesmo processo, também chamado fotólise. Uma molécula de O2, constituída de dois átomos de oxigênio, é quebrada pela radiação ultravioleta (UV) do Sol. Os átomos liberados se recombinam formando ozônio (O3).
Essa reação fotoquímica só ocorre na estratosfera, entre 20 e 50 Km de altura, pois é a região onde há fluxo intenso de UV. Por absorver UV na produção de O3, a estratosfera se aquece, fica mais leve que os níveis mais altos da troposfera, a camada mais próxima da superfície, e o transporte gasoso torna-se muito reduzido entre as duas camadas. Dessa forma, o O3 se acumula na alta estratosfera, formando uma camada.
A radiação UV, por conter muita energia, inviabilizaria a vida na Terra. Mas, como a formação de ozônio consome radiação UV, a camada desse gás, tão logo se formou, permitiu que a vida passasse dos oceanos para os continentes. A camada de ozônio filtra, assim, boa parte dos raios ultravioleta, tornando possível a existência de vida terrestre.
Essa camada apresenta grande variabilidade, tanto no espaço como no tempo, sendo mais fina nas regiões equatoriais e mais espessa nos pólos. Pessoas de pele branca, com baixo teor de melanina, correm o risco de contrair câncer de pele (melanoma) ao se exporem ao Sol tropical, já que a camada de O3 absorve poucos raios ultravioleta por ser mais fina sobre essa região (Luiz Carlos Baldicero Molion, Departamento de Meteorologia, Universidade Federal de Alagoas).

Ciência Hoje, setembro de 1991.

Por que um recipiente de aerossol, ao ser agitado, fica gelado?

Dentro do recipiente existem dois componentes: o líquido a ser expelido e um gás propelente sob pressão, geralmente o butano, responsável pelo lançamento do líquido para fora ao se abrir a válvula que fica na parte externa. " Quando o recipiente está em repouso, o líquido, que ocupa no máximo dois terços do espaço, está separado do gás. Ao ser agitado, dois fenômenos ocorrem simultaneamente. De um lado, parte do gás se dissolve no líquido, liberando uma pequena quantidade de calor, o que provoca aquecimento. O aumento no volume do líquido provocado pela dissolução é desprezível. De outro lado, o gás que se misturou terá de ocupar um espaço maior, expandindo-se. Esse fenômeno provoca mudanças na força de interação molecular, absorvendo calor e resfriando o sistema. Como o calor absorvido é maior que o liberado, ocorre o resfriamento das paredes do recipiente", explica o químico Atilio Vanin, da Universidade de São Paulo.

Super, julho de 1991.

Quando uma roda está girando, um ponto mais próximo do centro gira mais rápido que outro localizado perto da sua extremidade?

Nos movimentos circulares existem dois tipos de velocidade: a angular, que mede em radianos o ângulo que um ponto descreve por unidade de tempo, e a linear, que leva em conta a distância total percorrida por ele. " Na situação descrita, os dois pontos terão a mesma velocidade angular, ou seja, percorrerão um ângulo com a mesma medida durante um determinado tempo", explica o físico André B. Henriques, da Universidade de São Paulo. As velocidades lineares, entretanto, serão diferentes. O ponto localizado mais perto do centro da roda percorre, num mesmo espaço de tempo, uma distância menor que outro, próximo da extremidade, e consequentemente sua velocidade será menor.

Super, Julho de 1991.

Como funciona o choque do peixe-elétrico?

Usinas hidrelétricas, termelétricas, nucleares e eólicas. Todas elas, você já sabe, produzem energia elétrica. Agora, como um peixe pode conseguir isso? Nem pense em acender um abajur ou carregar seu celular usando um peixe-elétrico. A eletricidade emitida por esses animais é uma forma de defesa, ataque e orientação no ambiente. Vamos entender melhor esse - ai! - choque!
A explicação é a seguinte: algumas espécies de peixes possuem eletrócitos, que são células musculares modificadas. Como assim? Bem, primeiro é preciso saber que qualquer movimento muscular está associado a geração de impulsos elétricos. Acontece que, no caso desses peixes, parte da eletricidade não gasta no movimento do seu corpo, ficando armazenada nos eletrócitos. Daí o contato com esses animais a proximidade deles, produzir - zump! - uma descarga elétrica.
Essa descarga elétrica varia de intensidade de acordo com a espécie. A dona de uma das descargas mais potentes é a raia-torpedo, capaz de produzir 2500 watts de potência - para você ter uma noção, as lâmpadas incandescentes comuns têm potência média de 60 watts. No caso da raia-torpedo, essa potência toda serve para capturar suas presas ou se proteger dos predadores.
Mas será que esse choque não oferece risco ao próprio peixe? Não mesmo! O campo gerado pela descarga de eletricidade do animal situa-se ao redor do seu corpo e somente as correntes de baixa potência estão em contato com o corpo do peixe. Mas isso não quer dizer que ele esteja protegido contra descarga elétrica produzida por outro peixe elétrico...
Não há registros de acidentes fatais envolvendo seres humanos, apesar da enorme potência que alguma espécies são capazes de produzir. Por via das dúvidas, é aconselhável manter distância desses peixes, até porque tomar um choque, por mais fraco que ele seja, não é nada divertido (Mateus Soares, Departamento de Zoologia, USP).

CHC, agosto de 2011.

O que causa a reação de Mentos com Coca?

Você já deve ter visto algum vídeo engraçado sobre isso no You Tube. São mais de 7 mil deles. A febre que começou nos Estados Unidos, levou milhares de pessoas a experimentar a "ciência de garagem". No entanto, um debate no meio acadêmico ainda não conseguiu definir se a reação é química ou física. O processo, chamado de nucleação, acontece quando as bolhas de vapor entram em contato com um líquido superaquecido. No caso, assim que o Mentos é jogado dentro da garrafa, substâncias do doce se dissolvem e quebram a tensão criada entre as moléculas de CO2 da Coca. Isso causa um distúrbio na interação entre moléculas de água da bebida, que ajudam a expandir o refrigerante e formar bolhas. A experiência funciona melhor com o Mentos, pois os milhares de orifícios em sua superfície proporcionam a formação das bolhas de dióxido de carbono. Ao entrar em contato com o refrigerante, as balas rapidamente afundam na garrafa, liberando CO2 .
O aumento brusco de pressão empurra o líquido para cima e para fora da garrafa. Os principais ingredientes responsáveis pela reação são a cafeína, benzato de potássio, aspartame e o CO2 da Coca com a gelatina e goma arábica do Mentos (Fonte: Mythbusters, Mentos, Prof. José de Alencar Simoni - Unicamp).

Galileu, novembro de 2006.

Você sabia que existem super-raios?

     "Não há duas pessoas iguais", diz o velho ditado. Pois com os raios acontece a mesma coisa. Assim como existem pessoas diferentes, existem raios mais fortes do que outros. Alguns são tão mais fortes que a média de intensidade dos comuns que acabaram ganhando o nome de super-raios!
     Você com certeza já viu raios em dia de tempestade, mas talvez não saiba que eles são correntes elétricas similares às que circulam no fios dos aparelhos que temos em casa - só que bem mais intensas. E, em vez de passar por um fio, o raio corre a atmosfera.
     A intensidade média de um raio equivale a mil vezes a corrente elétrica que circula pelo fio de um chuveiro elétrico. Logo, se em casa devemos ter cuidados para não levar um choque no meio do banho, imagine o que seria um choque provocado por um raio! Ou pior, por um super-raio, que é de 10 a 20 vezes mais forte que os raios que costumam ocorrer na atmosfera, e ainda mais brilhantes!
     Os locais atingidos por super-raios costumam sofrer com grandes estragos aos equipamentos eletroeletrônicos ligados na tomada. Dependendo da situação, eles até provocam a morte de pessoas. Mas super-raios são raros. A cada ano, cerca de 50 deles ocorrem no sudeste do Brasil, enquanto são registrados cerca de três milhões de raios comuns na mesma região.
     Para quem pensou que os super-raios só causam destruição, uma boa notícia: as descargas elétricas produzidas por eles também têm um lado bom. Colaboram, por exemplo, com a produção de alimentos, porque quebram moléculas de ar produzindo compostos que, levados ao solo pelas chuvas, ajudam a fertilizá-lo. Esses mesmos compostos, por reações químicas, formam o ozônio - um gás tóxico na superfície da Terra, mas que nos protege dos raios solares quando sobe para a atmosfera.
     Agora, quando surgir uma tempestade, você pode observar o céu com outros olhos. Mas lembre-se de fazer isso de dentro de casa, próximo à janela, mas sem tocar nela, porque caso um raio caia próximo da sua residência, o metal pode conduzir eletricidade e dar choque. (Osmar Pinto Junior, Divisão de Geofísica Espacial, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais).

Muitos raios no Brasil - O Brasil é campeão mundial de raios, com cerca de cinquenta milhões por ano. Eles causam prejuízos de centenas de milhões de reais e cerca de cem mortes por ano. O motivo? O país é o maior em território situado na região tropical do planeta, ou seja, estamos localizados na área central e mais quente. Como são as temperaturas mais altas as principais responsáveis pela existência de muitos raios, o Brasil é seu alvo predileto.

CHC, agosto de 2008.

Por que em algumas fontes a água mineral é naturalmente gasosa?

As águas minerais são uma classe especial de águas subterrâneas, pois têm uma concentração elevada de algum elemento químico, que as torna benéficas à saúde humana. As concentrações para que uma água seja considerada mineral são reguladas por lei. O fato é que toda água, mineral ou não, apresenta uma grande variedade de elementos químicos dissolvidos - isso é resultado da interação físico-química da água com o meio geológico, como rochas ou sedimentos, por exemplo.
As águas que naturalmente apresentam gás são chamadas carbogasosas. Nelas, a concentração de gás carbônico (CO2) é elevada. A origem desse gás no aquífero é a degradação de matéria orgânica contida nos sedimentos (fenômeno exemplificado pela reação genérica (HCO2 + O2 = CO2 + H2O).
A ocorrência de águas carbogasosas não é comum no Brasil. As fontes mais conhecidas encontram-se nas cidades de São Lourenço, Lambari e arredores, no sul de Minas Gerais. Nesses locais, camadas de sedimentos pouco permeáveis intercalam-se com camadas mais permeáveis. A matéria orgânica fica contida no material geológico; e o oxigênio entra no sistema dissolvido na água da chuva - que alimenta o aquífero. As camadas menos permeáveis impedem que o gás gerado pelo encontro da água de recarga com a matéria orgânica do sedimento escape para a atmosfera. Em geral, a concentração natural de CO2 na água não é muito alta. Assim, para sua comercialização, as empresas retiram do solo o próprio gás e, por meio de técnicas industriais, reforçam sua presença no produto, antes de engarrafá-lo. (Ricardo Hirata, Centro de Pesquisas de Águas Subterrâneas, Universidade de São Paulo).

Ciência Hoje, dezembro de 2013.

Por que a água pega o gosto dos alimentos quando está na geladeira?

Apesar da aparente serenidade, dentro da sua geladeira acontece um verdadeiro baile das partículas. Cada alimento que chega perde um pouco de água. "Quando esse líquido sai, carrega junto moléculas da comida", diz o químico Atílio Vanin, da Universidade de São Paulo. Então, se um peixe fresco for colocado na geladeira, a umidade em torno dele se desprenderá e circulará pelo ambiente, levando alguns micropedaços. As moléculas fujonas se depositam sobre tudo o que estiver destampado. Por isso, a água ganha o sabor estranho. A menos que você se previna. "Existem produtos, feitos com carvão,  que absorvem as moléculas voadoras e neutralizam os odores de geladeira", ensina Vanin. Uma boa tampa também mantém sua água sem gostos indesejados.

Super, maio de 1999.

O que é um CD remasterizado?

A palavra "remasterizado" é de matar, mas é simples. Esse anglicismo que invadiu o vocabulário musical é um neologismo feito da palavra inglesa master, que, no caso, quer dizer matriz. A expressão designa o CD cujo som passou por uma peneira eletrônica. "A técnica transforma gravações antigas, feitas de forma analógica, em gravações digitais", explica o engenheiro eletrônico Cézar Rabak, do Instituto de Pesquisas Tecnológicas, em São Paulo. A remasterização tira os chiados dos discos feitos em vinil, que sofriam interferência eletrostática.

Super, Abril de 2007.

É verdade que a água gasosa pode aumentar a pressão arterial?

Não. A água gasosa contém sódio, mas em muito pouca quantidade. Embora a ingestão de sal (cloreto de sódio - NaCl) seja importante fator no desenvolvimento da pressão arterial, os seres humanos precisam consumir de 2 a 4 gramas de sódio por dia. Assim, para que a água gasosa aumentasse a pressão, seria necessário o consumo de uma quantidade muito grande dessa bebida.
Vale ressaltar que 77% do sal que consumimos vêm de alimentos industrializados. Os mais importantes em quantidade de sal são os enlatados e os embalados com sal em recipientes de vidro (como, por exemplo, azeitonas, palmito, maionese, ketchup, mostarda etc.), os embutidos (salame, salsicha, presunto etc.), queijos e pães.
A água com gás, desse modo, não é uma preocupação dos clínicos nas orientações aos hipertensos. (Celso Amoedo, Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia, São Paulo-SP).

Ciência Hoje, outubro de 2009.

A tabela periódica sofreu mudanças desde a sua criação? Há algum documento oficial que apresente essas mudanças?

A Tabela Periódica, como proposta Dmitri Mendeleiev (1834-1907), não sofreu alterações significativas ao longo do tempo, uma vez que a lógica utilizada - baseada na ordenação da massas atômicas -  ainda é mantida. Periodicamente, podem ser feitas atualizações quanto à inserção de um novo elemento químico (sintetizado em laboratório, por exemplo) ou para definir o nome de um elemento que tinha denominação provisória, como o ununócito (Uuo).
As alterações são realizadas por meio de convenções, ou seja, convenciona-se que a partir de agora tal elemento será chamado por um nome de comum acordo e o símbolo correspondente terá como origem o nome acertado. O mesmo ocorre em relação à utilização de algarismos romanos ou indo-arábicos para a numeração dos grupos. Desde 1990, os grupos não são mais diferenciados entre 1A, 1A, 1B, 2B... Agora, os grupos são numerados de 1 a 18 na sequência do período. Muitos livros, porém, ainda usam a definição anterior.
Como resultam de convenções, é bem possível que as mudanças feitas na tabela não sejam encontradas em documentos que as comprovem além das atas das reuniões da União Internacional de Química Pura e Aplicada (da sigla em inglês, Iupac). Mesmo na página oficial desse órgão na internet não existem informações a esse respeito. Como o Brasil segue as recomendações da Iupac por ter representante no órgão, devemos seguir o modelo adotado desde 1990 (Luiz Henrique Ferreira, Laboratório de Ensino e Aprendizagem de Química, Universidade Federal de São Carlos).

Ciência Hoje, novembro de 2013.