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EETI HISTORIADOR ARINDAL VINICIUS DA FONSECA REIS PROJETO AULA EM CASA - 2021 Página 1 QUÍMICA – 3ª Série - Médio Química Orgânica Usualmente o termo orgânico vem sido utilizado para designar sistemas sustentáveis de agricultura que permitem o uso de produtos sintéticos prejudiciais para saúde humana e para o meio ambiente. Entretanto, a química orgânica estuda os compostos que contém de carbono em sua constituição. Logo, para os químicos, todo algodão é orgânico, pois, assim como outras fibras vegetais, o algodão consiste em 90% de celulose que é um polímero de glicose (várias moléculas de glicose unidas). Muitas das características que fazem algodão um tecido tão desejável se devem à estrutura desse polímero. Assim como no algodão, o carbono está presente nos alimentos, no combustível, em medicamentos, nos plásticos e em diversos materiais. Mais de 95% de todas as substancias conhecidas contem carbono em sua constituição. O que torna o carbono um elemento tão versátil a ponto de fazer parte de imensa variedade de produtos naturais e industrializados? Introdução à Química Orgânica A química orgânica é o ramo da química que estuda os compostos carbônicos ou os compostos orgânicos, que são aqueles formados por átomos de carbono. Em suma, a química orgânica consiste no estudo dos compostos de carbono. Os compostos orgânicos são os que apresentam carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre. São exemplos: as proteínas, os glicídios, lipídios, vitaminas e enzimas. Histórico da Química Orgânica O início do estudo da Química Orgânica data da metade do século XVIII, quando se acreditava que os compostos orgânicos eram somente sintetizados pelos organismos vivos. Ao mesmo tempo, os compostos inorgânicos eram aqueles originários de organismos não-vivos, os quais pertenciam ao Reino Mineral. A Teoria da Força Vital postulava que as substâncias orgânicas não poderiam ser sintetizadas em laboratório, pois apenas os organismos vivos possuíam a energia necessária para isso. Porém, em 1828, o químico alemão Friedrich Wöhler (1800-1882) sintetizou a ureia em laboratório a partir de um composto inorgânico, o cianato de amônio. A reação feita por Wohler pode ser representada pela equação química abaixo, na qual o cianato de amônio é aquecido. Com isso, ele demonstrou que nem sempre os compostos orgânicos são originários de organismos vivos. O trabalho de Wöhler foi questionado, pois ele obteve o cianato de amônia de materiais orgânicos, como chifres e sangues. Quase vinte anos depois, com os trabalhos de Adolph Kolbe (1818-1884), que produziu ácido acético a partir de compostos inorgânicos e com métodos de destilação, os vitalistas forma por fim “vencidos”. A partir daí a Química Orgânica passou a se referir apenas ao estudo dos compostos de carbono. Química Orgânicas hoje A Química Orgânica é entendida, hoje, como a área da Química que estuda a maior parte dos compostos de carbono, apesar de muitos deles não estarem associadas organismos vegetais e animais. Atualmente, são conhecidas milhões de substancias orgânicas. Ao longo do tempo, mais precisamente a partir de 1960, a quantidade conhecida de compostos de carbono aumentou de forma considerável à medida que novos Aluno (a): ___________________________________ Professor (a): Niza Catarina Vaz Colares Gestor: Lonne Sales Campelo Aula/Data: 22.03.2021 Semana: 02 Série/Turma: 3ª série 1 e 2 EETI HISTORIADOR ARINDAL VINICIUS DA FONSECA REIS PROJETO AULA EM CASA - 2021 Página 2 equipamentos e técnicas de síntese e de analise foram desenvolvidos. Análise e síntese Quando se deseja estudar compostos orgânicos, dois procedimentos são essenciais em um laboratório: a análise e a síntese. A análise consiste em isolar e identificar os compostos orgânicos presentes em determinado material. Isso acontece, por exemplo, com a extração de produtos naturais de plantas. A análise qualitativa de uma essência vegetal pressupõe a separação das substancias que a constituem, seguida da identificação de cada uma delas. Essa identificação é feita por meio de uma análise química, que pode envolver métodos convencionais ou o uso de instrumento com moderna tecnologia. A análise quantitativa, que geralmente completa a anterior, tem por finalidade determinar o teor de cada componente em uma mistura. Na síntese, por sua vez procura-se produzir, em laboratório materiais com características idênticas ou muito parecidas com as dos compostos naturais ou, ainda, materiais inexistentes na natureza e com características especificas. É isso o que ocorre, por exemplo, na produção de borracha sintética. Os medicamentos fabricados pela indústria farmacêutica, como o ácido acetilsalicílico (antitérmico e analgésico), e os produtos fabricados pela indústria química, como o estireno (matéria-prima para fabricação de poliestireno) e o butanoato de etila (usado para conferir sabor de abacaxi a doces e bebidas), são exemplos de processos de síntese. QUÍMICA E FÍSICA CROMATOGRAFIA Quando uma substância orgânica é isolada e sintetizada, ela precisa ser caracterizada de maneira adequada. A cromatografia é um método muito utilizado para esse fim. O procedimento básico utilizado consiste em diferenciar os compostos por meio de suas propriedades físicas. Para isso, à mistura é adicionado um solvente, que recebe o nome de fase móvel. A mistura diluída passa por uma fase chamada de estacionária, cujo composto retém os diferentes componentes de acordo com suas características físico-químicas. A diferença nas forças físicas de cada componente em relação à fase móvel e à fase estacionaria é que faz com que as substancias sejam separadas. Um exemplo é cromatografia em camada delgada. Uma placa de vidro recoberta com sílica é utilizada como fase estacionária. A mistura é colocada na base, com o auxílio de um tubo capilar. Em seguida, a placa é posta em solvente, que vai subindo por ela e arrastando a mistura. A separação ocorre pela diferença entre as forças de adsorção entre os compostos da mistura e a fase estacionária. A identificação de substancias orgânicas Um problema comum em análise química, tanto orgânica quanto a inorgânica, ocorre quando há amostras desconhecidas ou misturas complexas. Métodos analíticos convencionais muitas vezes não são satisfatórias para as análises mais difíceis. Cromatógrafos, espectrômetros de massa e espectrofotômetros são instrumentos utilizados pelos cientistas e por grandes industrias para identificar materiais e realizar testes de controle de qualidade de produtos. Esses aparelhos são acoplados a computadores que identificam os sinais produzidos, os comparam com sinais em banco de dados e fornecem ao analista que vai estudar e interpretar os resultados obtidos. EETI HISTORIADOR ARINDAL VINICIUS DA FONSECA REIS PROJETO AULA EM CASA - 2021 Página 3 QUÍMICA – 3 SÉRIE FAZER E APRENDER Questão 1 – O que você compreende por química orgânica? ________________________________________ A questão 2 será para vocês executarem um experimento. Experimento de Cromatografia em Papel Cromatografia é um método físico-químico de separação de sólidos dissolvidos em uma solução por meio da migração diferencial de seus componentes em duas fases imiscíveis (fase móvel e fase estacionária). A fase estacionária é a parte onde o componente é arrastado e se fixa. No caso deste experimento será o papel conseguido a partir do coador de café. A fase móvel é um líquido ou gás que arrasta os componentes da mistura pela fase estacionária. No experimento em questão será a água e, posteriormente, o álcool.Esta técnica é utilizada para determinar o número de componentes de uma mistura, bem como identificar quais são estas substâncias. O primeiro tipo de cromatografia utilizado foi em papel. Este é o tipo que será apresentado neste trabalho. Objetivo: Ver na prática como ocorre a separação dos componentes de uma mistura por meio da técnica de cromatografia em papel. Materiais e Reagentes: Coador de café; Um lápis, caneta ou pregador; Canetinhas coloridas hidrográficas (preferencialmente nas cores marrom, azul, preta, verde, amarela e vinho); Clipes ou fita adesiva; Água; Álcool; Copo ou béquer. Procedimento Experimental: 1. Recorte o coador de papel em tiras de cerca de 4,0 cm de largura e 13 cm de comprimento; 2. Coloque pingos da tinta de cada caneta na parte inferior da tira de papel. Tome o cuidado para não colocar muito na extremidade, deixe cerca de 2,0 cm de base. A distância entre os pontos também não deve ser muito pequena; deve ser cerca de 1,0 cm. Experimente colocar todas as cores ou pode colocar uma a uma. Uma sugestão boa é colocar em uma mesma tira as cores azul, amarelo e verde. 3. Prenda esta tira na vertical em um lápis, caneta ou pregador que ficará sobre o copo na horizontal. Você pode prender com o clipe ou com a fita adesiva. 4. Coloque água no copo ou béquer. Atenção: Não encha o copo, coloque apenas uma quantidade suficiente para molhar a ponta da tira de papel sem alcançar a tinta (aproximadamente 1,5 cm). 5. Coloque a tira no copo conforme a ilustração. 6. Observe o que ocorre com o tempo. 7. Quando o líquido subir por todo o papel, retire-o e deixe-o secar. 8. Anote os fatos observados. 9. Repita o processo, colocando álcool ao invés de água. Análise do experimento O que ocorreu com as tintas das canetas com o tempo? Quais tinham mais de um componente e quais possuíam apenas um? Quais foram as cores observadas na separação de cada tinta? Por que cada componente das tintas percorre uma distância diferente? Quais tintas tinham os mesmos componentes? Aluno (a): ___________________________________ Professor (a): Niza Catarina Vaz Colares Gestor: Lonne Sales Campelo Aula/Data: 22.03.2021 Semana: 02 Série/Turma: 3ª série 1, 2.
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