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DESVENDANDO O MISTÉRIO DA QUÍMICA FORENSE COM O BALANCEAMENTO QUÍMICO KAREN INÁCIO E NICOLE PEIXOTO SUMÁRIO Balística.....................................................23 Impressões Digitais................................27 Substâncias Entorpecentes.................33 Identificação de Sangue.......................45 Como surgiu a Química Forense................ 3 Química Forense e Napoleão Bonaparte..5 Napoleão Bonaparte...................................... 6 A Vítima: Napoleão Bonaparte.....................7 O criminoso: Arsênio......................................8 Detecção do Arsênio....................................11 Química Criminal...........................................12 Conclusão: Caso Napoleão.........................14 Química Forense............................................16 Balanceamento..............................................53 Método por Tentativa...................................55 Método Algébrico..........................................64 Investigação Criminal....................................72 Referências Bibliográficas...........................75 Como surgiu a Química Forense? A investigação do crime usando a química existe a muito tempo. Algumas teorias sugerem que o filósofo Demócrito foi provavelmente o primeiro químico a relatar essas descobertas ao Dr. Hipócrates. O primeiro processo envolvendo o uso de evidências químicas como parte da evidência ocorreu apenas em 1752. No caso de Mary Blandy, na Inglaterra (a famosa assassina em pó que matou seu pai por envenenamento). A química forense, na verdade, surgiu de um crime de grande repercussão, cometido em 1850. No castelo de Bitremont - na Bélgica. 3 A Vítima Gustavo Fougnies A vítima, Gustave Fougnies, era cunhado do conde Hipolit Visart de Bocarmé. Este, por sua vez, extrairia o óleo da planta do tabaco e, juntamente com a condessa, a irmã da vítima, forçava Gustave Fougnies a consumir a substância. Para provar a conclusão do crime, a polícia precisa de provas para provar a preparação do criminoso no laboratório. Naquela época, ele procurou ajuda do químico francês Jean Stas para resolver o caso. Stas conseguiu desenvolver um método para detectar nicotina no tecido do cadáver, um fator que levou ao assassinato condenado do criminoso e o executou na guilhotina no ano seguinte. 4 Para compreender melhor o que a química forense e Napoleão Bonaparte tem em comum, vamos voltar no tempo. Em 1769 nasceu na França, Napoleão Bonaparte que foi o Imperador Francês em 1804 até 1814. Criou o código Napoleônico que teve grande influência na legislação de vários países. Química Forense e Napoleão Bonaparte Através das guerras napoleônicas, Napoleão foi responsável por estabelecer a hegemonia francesa sobre a maior parte da Europa. Em 1799 Napoleão liderou um golpe de Estado e instalou-se como primeiro cônsul, então o senado francês o proclamou imperador. 5 Em 1813, a sexta coligação derrotou as forças de Napoleão Bonaparte em Leipzig. Em 1814 a coligação invadiu a França, forçou Napoleão a abdicar e o exilou na ilha de Elba, menos de um ano depois, ele fugiu de Elba e retornou ao poder, mas foi derrotado na Batalha de Waterloo, em junho de 1815. Napoleão passou os últimos seis anos de sua vida confinado na ilha de Santa Helena. Confira no Vídeo: Napoleão Bonaparte os grandes da história Napoleão Bonaparte https://www.youtube.com/watch? v=AYPkTvH8hGs 6 https://www.youtube.com/watch?v=AYPkTvH8hGs A Vítima: Napoleão Bonaparte Então em 1960 foi realizada uma análise química dos fios de cabelo de Napoleão, levantando a hipótese de que ele não teria morrido de causas naturais, e sim envenenado. Motivo da suspeita: a análise química relevou a presença de uma quantidade alta de arsênio no cabelo de Napoleão. Napoleão deixou vestígios materiais, seus fios de cabelo. 7 O Arsênio é um elemento químico que está localizado na tabela periódica no 4º período no grupo VA ou 15 é representado pelo símbolo As, seu nome em Latim é Arsenicum, e em inglês é Arsenic, este elemento foi descoberto em 1250. O Criminoso: Arsênio 8 O Arsênio não é tóxico quando se encontra na forma elementar, possui o número atômico 33, sua massa atômica é 74,9 (g/mol). O Criminoso: Arsênio O Arsênio possui a seguinte configuração eletrônica: 9 O trióxido de arsênio é bastante tóxico. É um composto sólido, branco, solúvel em água, insípido e inodoro. O Criminoso: Arsênio Por Benjah-bmm27 - Obra do próprio, Domínio público, https://commons.wikimedia.org/w/in dex.php?curid=2164403 É difícil de ser detectado por análises químicas convencionais, tornando penoso a identificação e a causa da morte no caso de uma autópsia. Estrutura Molecular Trióxido de Arsênio 10 Em 1836, o químico Britânico James Marsh (1794 - 1846) desenvolveu o método para a Detecção do Arsênio. O Arsênio era utilizado para combater roedores, mas estava sendo muito utilizado para envenenamento. Foi necessário a intervenção do Parlamento Inglês em 1851 que proibia a venda para menores de 21 anos. Detecção do Arsênio Imagem Por W. T. Vincent - The Records of the Woolwich District, volume 1, page 340, Domínio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3239285 James Marsh 11 O método de detecção de arsênio desenvolvido por James Marsh é denominado como Teste de Marsh. Este método consiste em colocar a amostra da vítima por envenenamento de arsênio em contato com Zinco e Ácido Sulfúrico, sob aquecimento. A reação de trióxido de Arsênio AS2O com Zinco (Zn) e Ácido Sulfúrico (H2SO4). Química Criminal Esta reação química não está balanceada! 12 O Vapor da água e a Arsina (AsH3) passam através de um tubo de secagem e por decomposição a arsina libera o gás hidrogênio (H2), e a arsina origina o arsênio na forma de um pó preto, sendo esta prova utilizada nos tribunais. Química Criminal ESTA REAÇÃO QUÍMICA NÃO ESTÁ BALANCEADA Nome IUPAC Tri-hidreto de arsênio 13 Napoleão Bonaparte morreu devido ao envenenamento por Arsênio, mas este envenenamento pode ter sido acidental. O Culpado pode ser o papel de parede de um dos aposentos de Napoleão sendo que o papel de parede era verde devido a um pigmento composto por Arsenito de Cobre (CuHASO4) . O clima úmido da ilha de Santa Helena proporcionou a formação de mofo no papel de parede. Conclusão: Caso Napoleão 14 Os microorganismos teriam convertido bioquimicamente o Arsenito de cobre no composto Trimetil Arsênio (CH3)3AS que é altamente volátil e tóxico. Napoleão Bonaparte deve ter respirado uma quantidade maior do composto do que qualquer outra pessoa, visto que sempre se queixava de distúrbio gastrointestinal. Napoleão morreu de câncer no estômago, o arsênio intensificou os efeitos, matando- o de modo lento e sofrido, então foi morto por um papel de parede. Conclusão Caso Napoleão Fonte Imagem: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Trimethylarsine- 3D-balls.png#/media/Ficheiro:Trimethylarsine-3D-balls.png Trimetil Arsênio 15 Química Forense Você conhece estes seriados? E esse jogo? Sabe o que eles tem em comum? AS INVESTIGAÇÕES CRIMINAIS! 16 Química Forense Como mostra as figuras, várias séries policiais são transmitidas na TV todos os dias, por exemplo: CSI, Cold Case e também diversos jogos em que é possível fazer a investigação de uma cena criminal, como o Criminal Case. Você sabia que essas séries e jogos têm muito a ver com a química que é ensinada nas escolas? 17 Química Forense A química forense é a responsável pela análise dos elementos e substâncias encontradas na cena do crime. Com o auxílio de técnicas de análise química essa área da ciência forense contribui nas investigações de crimes. Dentre as técnicas utilizadas pelos químicos forenses estão: cromatografia, espectrometria de massa,calorimetria, espectroscopia, entre outras. Essa área da química é responsável, por exemplo, em analisar um substancia e determinar se a mesma pode ter sido utilizada como veneno. 18 Química Forense Atribuição da química forense Identificar manchas de sangue em locais de crime Analisar impressões digitais Analisar fios de cabelo Armas de crimes Adulteração em veículos Substancias entorpecentes 19 Química Forense ÁREAS DA QUÍMICA Orgânica Muito utilizada para análises de sangue, esperma, etc. Inorgânica Aplicada na análise de fios de cabelo, pólvora, cinzas em locais de crime.Bioquímica Geralmente, usada para a análise fluidos biológicos. 20 Química Forense Balística Impressões digitais Substâncias Entorpecentes Identificação de Sangue A química forense é uma área muito ampla então, veremos as principais áreas para serem estudadas: 21 Balística é a ciência que estuda o movimento dos projéteis, especialmente das armas de fogo, seu comportamento no interior destas e também no seu exterior, como a trajetória, impacto, marcas, explosão, etc., utilizando-se de técnicas próprias e conhecimentos de física e química, além de servir a outras ciências. Balística VOCÊ SABE COMO É ANALISADO UM CRIME QUE USA ARMA DE FOGO? 22 As armas de fogo se encontram na classe das armas de arremesso, que são aquelas que produzem feitos á distância de quem está utilizando. A arma de fogo é constituída de um arremessador (própria arma) e do cartucho que contém a carga de projeção (pólvora e o projétil). Como funcionam as armas? Uma arma de fogo funciona arremessando um ou vários projéteis através de um cano, isso ocorre devido a pressão dos gases que estão em expansão e são produzidos por uma carga explosiva em combustão. 23 Quando uma arma é disparada o projetil é expelido pelo cano, e ao passar por ele ficam gravadas algumas marcas e ranhuras no projétil. Essas marcas apresentam um caráter único. Por isso são realizados tiros de prova e os projeteis são comparados podendo então fazer uma identificação da arma do crime. A arma do crime também pode ser identificada pelo tipo de pólvora que foi utilizada. A pólvora pode ser encontrada na vítima tanto no corpo como na roupa e na arma. Existem dois tipos: a queimada (negra) e a não queimada (piroxilada). Identificação da arma pelo projetil e pela pólvora 24 Na arma de pólvora negra passa por uma variação de cor, que vai de um resíduo preto uma cor cinza e depois para um avermelhado. Já a pólvora não queimada não apresenta essa variação na cor do resíduo, ela tem pouco resíduo e de coloração cinza escuro que só depois de muito se altera para a coloração avermelhada. A análise da pólvora é feita com a utilização de um indicador ácido-base que é a fenolftaleína. Onde está a química? Essa substância apresenta a característica de mudar de coloração em diferentes situações. É chama de indicador ácido-base pois apresenta uma cor em meio ácido e outra em meio básico. 25 Um ácido, são substâncias que em solução aquosa liberam íons positivos de hidrogênio (H+), enquanto as bases, também em solução aquosa, liberam hidroxilas, íons negativos (OH . Na análise da pólvora, a arma ou o local onde foi encontrado é lavado com água quente e é essa água com resíduos que será filtrada e depois analisada. Quando a pólvora é a negra, indica a presença de sulfatos, sulfetos, carbonatos etc. Ao colocar fenolftaleína na solução é apresentada uma coloração rosa, indicando uma reação alcalina. No caso da pólvora piroxilada os compostos encontrados são: nitritos e nitratos. E ao fazer o teste de coloração apresenta levemente rosa indicando uma solução neutra. 26 Impressões Digitais Nas análises das cenas do crime podem ser também encontradas impressões digitais espalhadas, tanto pelo local do crime como pela arma utilizada. Isso acontece devido a camada de gordura que está presente em nossas mãos e podem deixar resíduos nos locais que tocamos, permitindo assim identificar as impressões digitais. A análise das impressões digitais é chamada de datiloscopia, nessa técnica são comparadas as impressões obtidas com as existentes em um banco de dados para que possa ser feita a identificação do indivíduo. 27 Método do pó Este método é utilizado quando a impressão digital se encontra em um local que possibilite o seu decalque. Nesse método um pó (que pode ser de carvão) é borrifado no local que contem a impressão, depois com o auxílio de um pincel e com muito cuidado o excesso desse pó é removido e a impressão digital é recolhida com uma fita adesiva e colocada em um superfície para ser comparada com o banco de dados. https://www.youtube.com/watch? v=v77e6nxErdU Confira o vídeo: Pó caseiro para revelar impressões digitais 28 https://www.youtube.com/watch?v=v77e6nxErdU Esse método só pode ser utilizado quando a impressão digital se encontra em superfície que não é adsorvente. O que acontece nesse caso é uma interação interpartículas entre as impressões e o pó utilizado. Você sabe o que é adsorção? Qual a química envolvida nesse processo? É um fenômeno onde a molécula de uma substância (adsorvato) se na superfície de outra substância (adsorvente). As interações são as forças que mantêm as partículas unidas, no estado líquido e no sólido. Isso acontece apenas nesses estados devido a distância entre as partículas. 29 Como no estado sólido e no líquido elas encontram-se mais próximas as forças de atração são maiores que no estado gasoso, onde as partículas encontram-se mais dispersas e a atração é muito menor. Essas interações podem ser de alguns tipos diferentes e com intensidades diferentes: as de dispersão, dipolo-dipolo, dipolo-dipolo induzido, ligações de hidrogênio. 30 Método do iodo É utilizado quando a impressão digital se encontra em superfícies pequenas. Nesse método o material a ser analisado é aquecido juntamente com alguns cristais de iodo em um recipiente fechado. O iodo sublima facilmente e esse vapor interage com a impressão digital que aparece com uma coloração castanha. Confira o vídeo: Revelação das impressões digitais https://www.youtube.com/watch? v=35Zi77JiXas 31 https://www.youtube.com/watch?v=35Zi77JiXas Nesse método não há uma reação química o que é observado é uma adsorção física. Partindo dessa análise podemos relembrar sobre as mudanças de estado físico, a que ocorre nesse experimento é a sublimação, onde o iodo passa do estado solido diretamente para o estado de vapor. 32 Fonte: https://periodicos.utfpr.edu.br/rbect/article/download/1478/1147 Figura: Impressão Digital revelada com Iodo Para revelar as impressões digitais também é utilizado a técnica de nitrato de prata que reage com os cloretos presentes nas impressões digitais. Reação Química: Está técnica não é muito utilizada pois os cloretos não ficam muito tempo nas impressões digitais. Ao ser exposto pela luz o cloreto de Prata fica com a coloração cinza escuro, quando revelada a impressão deve ser fotografada, devido sua instabilidade. Técnica Nitrato de Prata 33 É impossível existir duas pessoas com a mesma digital, nem mesmo gêmeos idênticos possuem a mesma digital. Então para analisar a digitar é necessário encontrar alguns pontos em comum, esses são separados por tipos. Análise Impressões Digitais 34 PRESILHA INTERNA: Linhas curvas na zona central; presença de delta no lado direito da impressão digital. PRESILHA EXTERNA: Linhas curvas na zona central que saem do mesmo lado que entraram; presença de delta no lado esquerdo da impressão digital. 35 ARCOS: As linhas entram por um lado e saem por outro. VERTICILOS: Linhas curvas na zona central, presença de dois deltas, um do lado direito e outro do lado esquerdo da impressão digital. Verificando os pontos em comum das digitaisdo suspeito e da digital revelada na cena do crime, a razão é que tudo no homem se modifica com o passar do tempo, menos os desenhos na palma das mãos e nas extremidades dos dedos. Substâncias Entorpecentes Um dos grandes problemas da sociedade é o aumento do consumo das chamadas de drogas de abuso, que são o álcool, a maconha, o crack, a cocaína, entres outras. Devido a esse consumo elevado torna-se muito importante a análise dessas substâncias e a identificação delas. Antes de se fazer uma análise é preciso primeiramente conhecer as substâncias que serão analisadas e os riscos que elas podem gerar aos indivíduos que as consomem. Então, serão apresentadas as características de algumas drogas de abuso e análises feita na sua detecção. 36 Cocaína A cocaína é encontrada nas folhas de coca, um arbusto sul-americano da espécie erythroxylum coca. O tratamento químico das folhas de coca é capaz de extrair um sal, o cloridrato de cocaína. O crack é uma forma diferente de administração da cocaína, ou seja, encontra-se na forma neutra (fonseca, 2013). Dentre os efeitos físicos, pode-se citar dilatação das pupilas, dor no peito, contrações musculares, convulsões, elevação da pressão arterial, taquicardia e coma. Doses muito altas são capazes de causar parada cardíaca ou respiratória, levando à morte. 37 Maconha É derivada de uma planta chamada Cannabis sativa. O tetraidrocanabinol (THC) é o princípio ativo responsável pelos efeitos da maconha, apesar de sua ação provavelmente envolver outros canabinoides, canabidiol e terpenoides (Schmitzet al., 1997). Os principais efeitos do consumo de maconha consistem em sensações de relaxamento e consciência sensorial aguçada. Além disso, compromete o aprendizado, a memorização e o desempenho motor. . 38 Maconha A maconha deixa os olhos vermelhos e a boca seca, aumenta os batimentos cardíacos, prejudica o sistema imunológico e aumenta o apetite. Pode causar acessos de paranoia ou ataques de pânico (Rang;Dale, 2011). 39 Ecstasy É uma droga psicotrópica sintética; originalmente foi produzida para ser utilizada como moderador de apetite. Entretanto, atualmente, é consumida como droga na forma de comprimidos com fins recreativos em festas e raves (cebrid,2018). 40 41 Os efeitos procurados pelos usuários do ecstasy são: euforia, bem- estar, aumento de sensibilidade corporal e sexual. Todavia, efeitos colaterais também se manifestam, como: náuseas, aumento da frequência cardíaca e da pressão arterial, e exaustão, boca seca, sudorese e hipertemia, podendo levar à desidratação e até a morte. Além disso, podem surgir transtornos psiquiátricos e lesão cerebral (bouer; iturrusgarai, 2004). LSD É uma droga sintética, um derivado químico do ácido lisérgico que ocorre no fungo do cereal ergot (Rang; Dale, 2011). O LSD é um dos mais potentes alucinógenos conhecidos – seus efeitos ocorrem em doses baixas, como 20 µg (Schmitz et al., 1997). 42 Após o consumo de LSD, é observada aceleração do pensamento, além de alucinações visuais, auditivas e táteis. Outros efeitos também são identificados: aumento dos batimentos cardíacos e da pressão arterial, quadros de paranoia, suores, perda de apetite, falta de sono e tremores (Bouer; Iturrusgarai, 2004). Principais matrizes biológicas e período de detecção Fonte:http://flexquest.ufrpe.br/projeto/4637/caso/4648/minicaso/4651 43 Dentre os métodos de análise dessas substâncias destaca-se a cromatografia gasosa (GC). Que é um método de separação que permite separar misturas complexas que possuam muitos compostos semelhantes. A cromatográfica é um método de separação que utiliza a solubilidade, o tamanho e a massa. Fonte: https://biomedicinabrasil.com.br/m etodologia/conheca-os-metodos- cromatograficos/ 44 Os componentes da mistura vão interagir entre as fases móvel e estacionária e desse modo vai ocorrer a separação. São então feitas comparações com dados já obtidos anteriormente para descobrir qual substâncias que pertence essa mistura. O sangue é o fluído corpóreo mais encontrado em cenas de crime, sendo ele crucial na investigação que será realizada. Porém podem apresentar diferentes aspectos, conforme o tempo de exposição ao ambiente e o tipo de superfície em que foram encontrados. Nas cenas de crimes, na maioria das vezes estão presentes o sangue. Podendo este ser o da vítima ou do criminoso. Porém nem sempre estes vestígios estão visíveis, muitas vezes eles podem ter disso lavados pelo indivíduo que cometeu o crime. Identificação de Sangue 45 Um dos trabalhos dos peritos é observar a cena do crime e descobrir possíveis manchas de sangue para serem analisadas. Um outro fator a ser observado é o formato que o sangue foi encontrado, pois isso pode dar um indicativo de como ocorreu o ferimento. Esse estudo é chamado de Serogia, que é a parte da química forense responsável pela identificação do sangue, por estudo de DNA e as demais análises realizadas com o soro do sangue ou fluidos corporais. 46 O primeiro teste realizado é o presuntivo, que determina se aquela amostra coletada no local de crime é de sangue ou não. Os testes realizados para a análise do sangue estão relacionados com a velocidade com a qual ocorre a reação. Geralmente é utilizado um agente oxidante. 47 Estes testes podem ser realizados com diferentes reagentes: O primeiro é o reagente de Kastle – Meyer, ele apresenta em sua composição uma mistura de hidróxido de sódio, um indicador ácido-base (fenolftaleina), pó de zinco, água destilada e hidróxido de amônio. Sendo caracterizado assim como uma solução básica. No teste é adicionado o peróxido de hidrogênio, juntamente com a amostra e este reagente. Quando ocorre uma mudança de coloração, indica-se que ocorreu uma oxidação. 48 A presença de sangue é indicada pela hemoglobina, que tem a capacidade de decompor o peroxido de hidrogênio gerando água e hidrogênio nascente. A coloração então se altera para rosa. Quando ocorre uma reação? 49 Uma reação de oxidação ocorre quando há perda de elétrons, e é sofrida pelo redutor. Uma reação de redução ocorre com o ganho de elétrons, e quem sofre é o oxidante. Uma reação de oxi-redução é aquela em que ocorre transferência de elétrons. Observe abaixo as reações que acontecem com o reagente de Kastle – Meyer: Fonte: https://sites.google.com/site/espinhoquimica/home/reagente-de-kastle-meyer 50 Reações químicas que ocorreram no processo de produção do reagente e as reações químicas que ocorrem quando ele é aplicado à amostra de sangue: [1] reação entre o zinco em pó e o NaOH que origina o hidrogênio nascente; [2] o hidrogênio é responsável pela forma incolor da fenolftaleína; [3] se a amostra em análise for sangue, a hemoglobina (Hb) possui a característica de decompor o H2O2 em água e oxigênio. O oxigênio [O] é responsável pela forma colorida da fenolftaleína, evidenciando que a amostra pode conter sangue. 48 Se a amostra adicionada for de sangue, a hemoglobina irá decompor e peróxido de hidrogênio em oxigênio e água. Então a fenolftaleína irá se apresentar em sua coloração vermelha, indicando uma substância básica. 52 O QUE É BALANCEAR UMA REAÇÃO QUÍMICA? É determinar os coeficientes que são responsáveis pela proporção das moléculas presentes na reação. Para relembrar alguns conceitos importantes antes de iniciarmos assista ao vídeo. Balanceamento Químico 53 Confira no Vídeo: Química e Lavosier (balanceamento químico) https://www.youtube.com/watch? v=aqXcXiElogE https://www.youtube.com/watch?v=aqXcXiElogE O QUE É BALANCEAR UMA REAÇÃO QUÍMICA? É determinar os coeficientes que são responsáveis pela proporção dasmoléculas presentes na reação. Balanceamento Químico Então, o número total de átomos de reagentes deve ser igual ao número total de átomos dos produtos. Para realizar o balanceamento da equação química, vamos aprender dois métodos: - Método por Tentativa - Método Algébrico O indice nunca deve ser alterado no balanceamento da equação química. 54 Para realizar o balanceamento da reação química pelo método por tentativa, vamos balancear a equação química. Balanceamento Químico Método por Tentativa 1º Passo - Identificar a quantidade de átomos de cada elemento na reação química. 55 Balanceamento Químico Método por Tentativa 2º Passo - Iniciar o balanceamento pelo elemento químico que aparece apenas uma vez em cada membro da equação. 3º Passo - Entre os elementos observados anteriormente escolher o que apresenta maior índice. Para isso, somamos os números subscritos de cada elemento, e vemos qual apresenta maior valor. Temos dois elementos químicos o Carbono (C) e o Hidrogênio (H). Então vamos para o 3º Passo: 56 Hidrogênio Carbono Oxigênio Então a ordem de balanceamento será: Iniciamos o balanceamento pelo Hidrogênio (H). Temos 8 átomos de Hidrogênio (H) nos reagentes e apenas 2 átomos de Hidrogênio (H) nos produtos. Balanceamento Químico Método por Tentativa Se colocarmos os átomos de Hidrogênio (H) em uma balança a mesma estará desequilibrada. 57 Adicionamos o coeficiente 4 no Hidrogênio (H) dos produtos. Então agora temos: 4 (Coeficientes) x 2 (Índice) = 8 átomos de Hidrogênio (H) . Então agora temos: Temos 8 átomos de Hidrogênio (H) nos reagentes e agora 8 átomos de Hidrogênio (H) nos produtos. Balanceamento Químico Método por Tentativa Se colocarmos os átomos de Hidrogênio (H) em uma balança a mesma estará equilibrada. 58 Então temos: 3 átomos de Carbono (C) nos Reagentes e apenas 1 átomo de Carbono (C) no Produto. Agora é a vez do Carbono (C). Balanceamento Químico Método por Tentativa Se colocarmos os átomos de Carbono (C) em uma balança a mesma estará desequilibrada. Quando não aparece numeração no indice ou coeficiente, significa que o número 1 está implícito na equação química. 59 Adicionamos o coeficiente 3 no Carbono (C) dos produtos. Então agora temos: 3 (Coeficientes) x 1 (Índice) = 3 átomos de Carbono (C) . Então agora temos: 3 átomos de Carbono (C) nos Reagentes e 3 átomos de Carbono (C) no Produto. Balanceamento Químico Método por Tentativa Se colocarmos os átomos de Carbono (C) em uma balança a mesma estará equilibrada. 60 Balanceamento Químico Método por Tentativa Temos: 2 átomos de Oxigênio (O) nos reagentes. O Coeficiente 3 do ( ) multiplica o índice 2 do Oxigênio, obtendo 6 átomos de Oxigênio nos produtos. O Coeficiente 4 da ( ) multiplica o índice 1 do Oxigênio, obtendo 4 átomos de Oxigênio nos produtos. Agora vamos balancear o oxigênio (O), quantos átomos de oxigênio (O) temos na equação química? Então temos: 2 átomos de Oxigênio (O) nos reagentes e 10 átomos de Oxigênio (O) nos produtos. 61 Balanceamento Químico Método por Tentativa Se colocarmos os átomos de Oxigênio (O) em uma balança a mesma estará desequilibrada. Adicionamos o coeficiente 5 no Oxigênio (O) dos reagentes. Então agora temos: 5 (Coeficientes) x 2 (Índice) = 10 átomos de oxigênio (O) nos reagentes. 62 Balanceamento Químico Método por Tentativa Se colocarmos os átomos de Oxigênio (O) em uma balança a mesma estará equilibrada. Balanceamos todos os elementos químicos, então nossa equação química está balanceada. 63 O método Algébrico é o mais utilizado para realizar o balanceamento em equações mais complexas. Vamos balancear a equação química ? Mas quando o índice está depois do parênteses o que significa? Significa que o índice após o parênteses multiplica todos os elementos químicos dentro do mesmo. Balanceamento Químico Método Algébrico 64 Balanceamento Químico Método Algébrico 1º Passo - Identificar a quantidade de átomos de cada elemento na reação química. 2º Passo - Colocar letras para representar o coeficiente. 3º Passo - Separar os elementos químicos e formar as equações, multiplicando a letra (coeficiente) pelo indice. Em seguida igualar o que está nos reagentes e o que está no produto, estabelecendo uma equação matemática. 65 Balanceamento Químico Método Algébrico Foi formado as seguintes equações matemáticas: 3º Passo - Atribuir um valor aleatório para uma das incógnitas e resolver as equações (sugere-se atribuir um coeficiente ao composto com maior número de elementos ou átomos e menor quantidade de incógnitas). 4º Passo - Entre os elementos observados escolhemos o que apresenta maior índice. Para isso, somamos os números subscritos de cada elemento, e vemos qual apresenta maior valor. 66 Balanceamento Químico Método Algébrico Analisando os elementos químicos e as incógnitas, temos: Hidrogênio Nitrogênio Carbono Oxigênio Analisando os elementos químicos e as incógnitas, temos: O Oxigênio (O) tem maior quantidade de átomos, mais tem mais incógnitas, então vamos começar pelo Hidrogênio (H) que tem um grande número de átomos e poucas incógnitas. Então a ordem de balanceamento será: 67 Balanceamento Químico Método Algébrico Substituindo a equação matemática do Hidrogênio (H) consideramos o coeficiente A = 1, obtemos C= 5/2. No balanceamento pelo método algébrico, o indicado é trabalhar com números inteiros com os menores coeficientes possíveis. Vamos iniciar com o coeficiente C pois o mesmo tem menos incógnitas, como temos 2 átomos de Hidrogênio no produtos e 5 átomos de Hidrogênio no reagentes. 68 Balanceamento Químico Método Algébrico Agora que já temos o valor da incógnita A = 2 e a incógnita C = 5. Vamos calcular o Nitrogênio (N). Agora vamos considerar o coeficiente A = 2, obtemos C = 5 Obtemos o valor da incógnita D = 3. 69 Balanceamento Químico Método Algébrico Temos os valores das incógnitas A = 2; C = 5 e D = 3. Vamos calcular o Carbono (C). Agora temos os valores das incógnitas A = 2; C = 5; D = 3 e B = 6. Vamos calcular o Oxigênio (O). Obtemos o valor da incógnita B = 6. Obtemos o valor da incógnita E = 0,5. 70 Balanceamento Químico Método Algébrico Agora que temos os valores das incógnitas: A = 2; B = 6; C = 5; D = 3 e E = 0,5. Substituímos os coeficientes letras pelo números correspondentes. Para obtermos os números inteiros temos que multiplicar todos os coeficientes por 2: A = 4; B = 12; C = 10; D = 6 e E = 1. Substituímos os coeficientes letras pelo números correspondentes. EQUAÇÃO BALANCEADA 71 Agora é sua vez de realizar a investigação criminal. O investigador Dalgalho recebeu uma ligação para investigar um crime suspeito que ocorreu em uma casa de luxo localizada na região nobre de Curitiba. Dalgalho, quando chegou ao local encontrou o corpo da vítima, aparentemente não apresentava sinais de violência tudo indicava uma morte natural. Mas Dalgalho era conhecido por ser um investigador persistente, então o mesmo solicitou que a equipe forense realizasse uma perícia criminal no Local. Investigação Criminal 72 Os químicos forenses entraram em ação e conseguiram coletar algumas evidências, havia digitais por todos os lugares e um pó branco no fundo da xícara de café. Mas para concluir o que realmente aconteceu com a vítima eles precisam de sua ajuda. Investigação Criminal 73 Futuro químico Forense realize o balanceamento da reação química do Teste de Marsh para que os químicos consigam realizar a dosagem de arsênio no corpo da vítima através da estequiometria. Para iniciar escolha o método de balanceamento químico que preferir, revise o balanceamento químico assistindo ao vídeo. Investigação Criminal 1º Reação Química 2º Reação Química 74 Confira ao vídeo: Balanceamento deReações Químicas método tentativa ep. 01 https://www.youtube.com/watch? v=pkbPZHYLaJU https://www.youtube.com/watch?v=pkbPZHYLaJU REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS FARIAS, Robson Fernandes. Introdução a química forense. Campinas-SP: Editora átomo, 2º edição. 2008. 75