Como são feitos os tabletes de álcool sólido para acender churrasqueira?

O álcool usado para fazer essas pastilhas é diferente do álcool etílico que se compara em farmácia e supermercados. Cada molécula do etílico é formada por apenas dois átomos de carbono. O sólido é feito com álcoois de cadeia mais longa, ou seja, que têm maior número de carbonos em sua composição. O mais usado é o álcool estearílico, tão combustível quanto o etílico e não-tóxico. Ele tem dezoito carbonos em cada molécula. Isso faz com que sua consistência seja mais sólida, parecida com a da parafina, tornando possível a preparação de pastilhas para acendimento de lareiras e churrasqueiras. Nos acampamentos do Exército é comum encontrar-se fogareiros que usam essa substância.

Super, Março de 1997.

O que se sabe sobre Deimos e Fobos, satélites de Marte? Quando foram descobertos?

Fobos (terror em grego) e Deimos (pânico) são dois satélites naturais (ou luas) de Marte. Seus diâmetros são tão pequenos (27 km e 15 km, respectivamente) que nem sequer possuem forma esférica, parecendo mais duas grandes pedras que orbitam em volta de Marte. Eles foram descobertos em 1877 pelo astrônomo norte-americano Aspah Hall (1829-1907) e possuem órbitas circulares no plano do equador marciano. Como a Lua, seus períodos de rotação em torno de seus eixos coincidem com os de translação em torno de Marte, de tal forma que cada um tem sempre a mesma face voltada para Marte. Em Fobos, há crateras de até 10km de diâmetro, ou seja, cerca de um terço do diâmetro do satélite. Já em Deimos, as crateras não ultrapassam os 3 km de diâmetro. O solo dos satélites é composto de um material muito escuro, cuja idade é estimada entre 2,5 e 3 bilhões de anos, aproximadamente a metade da idade do Sistema Solar.

Nenhum dos dois satélites marcianos tem atmosfera. Por causa dos efeitos de marés entre Marte e Fobos, o satélite está se aproximando cada vez mais do planeta, prevendo-se que acabará por cair nele em cerca de 30 milhões de anos. Há uma hipótese que sugere que os dois satélites tenham sido dois asteroides que foram capturados pela gravidade marciana.

Roberto Boczko

Astrônomo do Instituto Astronômico e Geofísico da Universidade de São Paulo.

 Revista Galileu, Outubro de 1998.

O que é e como funciona um modem?

O modem é um equipamento que permite a um computador se comunicar com outro por meio da linha telefônica. Os dados dentro de um computador estão gravados na forma de dígitos, ou seja, cada combinação de números 1 e 0 (código binário) forma um bit, que é a unidade básica de informação. “o que o modem faz é transformar esses dígitos em ondas de som capazes de trafegar por uma linha telefônica”, explica o engenheiro eletrônico Paul Jean Jeszensky, da Universidade de São Paulo. Essas ondas sofrem variação na frequência (número de vibrações por segundo) ou na amplitude (início ascendente ou descendente da onda).

Quando as ondas chegam ao outro modem, são decodificadas, ou seja, transformadas novamente em sinais digitais. Daí vem o nome modem (modulador – demodulador). As ondas são reinterpretadas como números, refazendo-se o código binário lido pelo computador. Os modens podem ser mais rápidos ou mais lentos. Atualmente existem dois modelos comuns. Um deles consegue transmitir 14,4 mil bps (bits por segundo) e o outro até 28,8 mil bps. Esse equipamento pode ser externo, ligado ao computador por um cabo, ou interno, com uma placa instalada dentro do gabinete. A forma de funcionamento de ambos é a mesma.

 Super, Outubro de 1995.

Como funcionam os explosivos?

Existem diferentes tipos, de variadas composições químicas, mas todos eles são feitos de substâncias inflamáveis que, uma vez incendiadas, liberam gases de alta temperatura com uma pressão violenta. Isso ocorre porque essas substâncias têm moléculas muito instáveis, isto é, que se rompem facilmente, repelindo-se umas às outras. A história dos explosivos começou na China no ano de 1000 d.C., com a descoberta da pólvora: um pó preto formado pela mistura de carvão, enxofre e salitre (nitrato de potássio), utilizado então apenas para fabricar fogos de artifícios.

Foi o frade alemão Berthold Schwarz quem, no início do século XIV, criou a primeira arma de fogo, inaugurando o uso da pólvora para fins bélicos. Durantes 500 anos, esse foi o único material empregado para detonar canhões, bombas, fuzis e pistolas – até que, em 1846, foi descoberta, pelo químico italiano Ascanio Sobrero, a nitroglicerina, líquido oleoso formado pela reação da glicerina, substância obtida a partir de gordura animal, com ácido nítrico e sulfúrico. “O problema da nitroglicerina é que ela é altamente instável, a ponto de explodir com o mínimo calor, contato ou fricção. Isso cria grande dificuldade de manuseio” afirma o químico Cláudio Di Vitta, da Universidade de São Paulo (USP). Para torná-la mais segura, a substância passou a ser misturada com outros componentes. Assim foi criada, em 1867, a dinamite, o explosivo mais utilizado até hoje para demolição e escavações de canais, estradas e túneis. Daí vêm os milhões de dólares distribuídos anualmente aos ganhadores do mais importante prêmio científico mundial, que leva o nome do inventor da dinamite, o químico sueco Alfred Nobel. Ele misturou a nitroglicerina a um tipo de terra rica em fósseis, chamada kieselguhr, encartuchada em bananas, como são chamados os cilindros de papel parafina que contêm o explosivo. A dinamite é disparada por meio de um cordão com pólvora, compondo um sistema de espoleta, cordel e estopim.

Outro explosivo descoberto no século XIX foi o TNT, ou trinitrotolueno, utilizado principalmente em munição militar, como minas, granadas e bombas. O motivo é que se trata de uma substância mais segura, porque só explode em contato com duas outras substâncias: azida de chumbo e fulminato de mercúrio. Por fim, o membro mais moderno da família é o ANFO, abreviação de Ammonium Nitrate Fuel Oil (óleo combustível nitrato de amônio, em inglês), criado em 1950. A explosão ocorre em consequência da reação do vapor desse óleo com o gás decomposto do nitrato de amônio. “As principais utilizações do ANFO são a mineração e a construção civil, mas ele só pode ser aplicado em buracos totalmente secos, porque o contato com a água dissolve os grãos de nitrato”, diz o engenheiro de minas Benitéz Pereira Marques, gerente técnico de uma fábrica de explosivos brasileira.

Super, Setembro de 2002.

Como é possível criar ímãs flexíveis?

Os ímãs flexíveis, como os usados em porta de geladeira, são feitos com uma combinação de ferrite (minério de ferro mais carbonato de bário) e plástico. A mistura é realizada com o plástico derretido. A massa obtida é injetada em moldes para dar o formato desejado. Depois que o objeto endurece, passa por um magnetizador, que cria as linhas magnéticas e faz com que ele se transforme em um ímã. O plástico funciona apenas como uma base flexível e, como não é isolante, não interfere no magnetismo, possibilitando que o ímã continue atraindo ferro e outros metais.

Super, Janeiro de 1996.

Como se formam os redemoinhos?

Lembra daquela história de que o Triângulo das Bermudas era uma área perdida em meio a fortes redemoinhos capazes de engolir navios e fazer aviões sumirem do mapa? Bom, tirando a parte das lendas, o que sobra de fato são os redemoinhos. Mas eles não são uma exclusividade daquela região. Podem acontecer em mar aberto, na costa, em uma bacia. Enfim, não existe uma regra. Apesar disso, há um mínimo de previsibilidade: podemos dizer que o fenômeno tem mais chance de surgir nas áreas tropicais. Isso por causa do calor mais intenso, o que interfere diretamente na elevação da temperatura dos oceanos.

O que ocasiona o redemoinho é o encontro de uma parte da água aquecida com outras circunvizinhas que – devido a sombras, nuvens etc. – não ficam tão quentes. Especialistas estimam que a temperatura média de aquecimento da água para que ocorra o fenômeno é de 26°C. Nessa temperatura, ela se torna mais leve, o que eleva o nível de evaporação. Como o ar naquela superfície fica diferente, passa a existir a chamada área de baixa pressão. Por conta disso, o vento ali sopra em movimentos circulares. Pronto, está criado um redemoinho no mar.

Nos rios e lagos o fenômeno também pode acontecer, mas a história é diferente. O que interfere nesses ambientes é o fundo do rio. O solo com muitas depressões, pedras ou até buracos de areia é responsável por auxiliar a formação do fenômeno. O princípio aqui é basicamente o mesmo de abrir o ralo da banheira. Para que aconteça o redemoinho é necessário que existe um “sumidouro”, ou seja, um ponto ou uma região que absorve a água. E foi um deles que matou mais de 40 pessoas no dia 4 de maio de 2008, quando o barco Comandante Sales 2008 foi tragado pelas águas do rio Solimões, no Amazonas.

Fernando Lang da Silveira, do Instituto de Física da UFRGS; Mário Festa, engenheiro da Estação Meteorológica da USP; Rogério Maestri, do Instituto de Pesquisas Hidráulicas da UFRGS, e o site HowStuffWorks

 Revista Galileu, Julho de 2008.

Como o enxofre pode se ligar mais de duas vezes ao oxigênio, sendo ambos bivalentes?

Valência, em química, é a capacidade de um átomo de se ligar a outros. Já o número de valência é o número de elétrons que o átomo pode ‘ceder’, ‘receber’ ou ‘compartilhar’ com outro quando estão ligados. Esses elétrons estão situados na camada eletrônica mais externa, a camada de valência. Os chamados gases nobres, por exemplo, têm a camada de valência completa, ou seja, não têm como ceder ou receber elétrons. Por isso, são inertes: seus átomos não se ligam a outros.

Os átomos reagem com outros para ficar mais estáveis (ou inertes). Quando um átomo cede os elétrons da camada de valência, ele torna-se mais estável, porque a camada eletrônica imediatamente anterior está completa. Já o átomo que recebe elétrons busca completar sua camada de valência, o que o tornará inerte. Ao compartilhar elétrons, os dois átomos envolvidos tendem a completar essa camada.

OS elementos – excetuados os gases nobres – podem ter apenas um número de valência ou esse número pode variar. A variação depende das características dos átomos envolvidos na ligação.

O oxigênio, quando se liga a outros elementos, tem em geral valência 2 (é bivalente), mas o enxofre, ao contrário do que está na pergunta, é multivalente, já que tem valências mais comuns de -2, +2, +4 e +6. A quantidade de elétrons que o enxofre precisa para tornar-se mais estável vai depender do elemento ao qual se liga. Com o hidrogênio, por exemplo, forma o gás sulfídrico (H2S) ou ácido sulfídrico (quando dissolvido em água). Nesse caso, o enxofre tem valência -2. Já no caso do gás sulfúrico (SO3) ou, quando adicionada água, do ácido sulfúrico (H2SO4), o número de valência será +6.

Mário José Politi

Instituto de Química, Universidade de São Paulo.

 Revista Ciência Hoje, Novembro de 2010.