Chemists Can Dance

Para comemorar o Ano Internacional da Química 2011, no dia 28 de Março, durante o 241º Encontro Nacional da American Chemical Society, mais de 200 químicos reuniram-se para dançar ao som de um rap muito original no Anaheim Convention Center.

O mistério dos bombons com recheios cremosos

Nos bombons com recheios cremosos é a proporção relativa de cristais de açúcar não dissolvidos e solução de açúcar (xarope) que controla a textura do recheio. Mas é difícil selar o recheio cremoso dentro do bombom.

Para ultrapassar este problema usa-se um recheio espesso e moldável formado de sacarose finamente moída suspensa numa quantidade mínima de xarope de glucose, a que se juntam corantes e aromatizantes e um pouco da enzima invertase.

É esta pasta que é coberta com chocolate para fabricar os bombons. Estes são depois armazenados durante algum tempo, até que o recheio adquira a consistência desejada. Durante o tempo de armazenamento a enzima invertase vai transformando a sacarose nos dois açúcares que ao unirem-se a formam - a glucose e a frutose, a mistura destes é mais solúvel e o recheio fica mais cremoso.

Adesivos para papel

Pastas feitas com farinha foram durante muito tempo usadas como adesivo para papel e em trabalhos de encadernação. Contudo, as pastas de amido são agora preferidas. Estas são também usadas na conservação de documentos de papel.

Uma das razões porque se preferem pastas de amido, relativamente a pastas de farinha, tem a ver com a composição desta. A farinha, além de um teor de amido de cerca de 75 % e de cerca de 10% de água, tem cerca de 10% de proteínas e outros compostos que existem em menor quantidade. As proteínas modificam as características das pastas e dos filmes formados quando usadas como adesivo.  

Contudo, os adesivos à base de amido têm o inconveniente de serem um bom meio para crescimento de fungos. E por isso, em muitas aplicações, são subtituídos por adesivos que não tem este inconveniente e que têm características estruturais e propriedades que os tornam particularmente indicados para determinados tipos de utilização, são os adesivos compostos por materiais sintéticos.  

De entre os polímeros sintéticos usados pode referir-se um que é bastante usado na encadernação de livros, para além de outras aplicações, o poli(etileno/acetato de vinilo):

Uma colher de chá no gargalo de uma garrafa de espumante... será que faz efeito?

 

A Cozinha é um Laboratório - Margarida Guerreiro e Paulina Mata

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A Química na Arte IX

 

A minha serotonina

Grés vidrado, 1100ºC, 46x36x16 cm

Helena Abrantes

(Exposição D'Arte Química - Biblioteca da FCT/UNL)

A serotonina é um neurotransmissor, uma molécula envolvida na comunicação entre neurónios. Esta molécula aparenta ter diversas funções, como o controle da libertação de algumas hormonas e a regulação do ritmo circadiano, do sono e do apetite. Drogas como o "Ecstasy" e o LSD "mimetizam" alguns dos efeitos da serotonina em células alvo. O Ecstasy promove a libertação maciça de serotonina e posterior depleção da mesma. A concentração deste neurotransmissor está relacionada com a sensação de euforia e relaxamento e, em geral, os indivíduos deprimidos têm níveis baixos de serotonina no sistema nervoso central. 
Um dos aspectos que contribui para tornar a serotonina tão especial é a imensa variedade de funções a que está ligada. Actua no desempenho motor de músculos e vísceras, na regulação dos sistemas cardiorrespiratório e endócrino, na regulação da temperatura corporal, na percepção sensorial, na aprendizagem, na memória, no comportamento alimentar e sexual e mesmo em estados psíquicos como o humor, o vício e a depressão.
Longe do olhar científico, mas perto das formas e das cores, a minha "serotonina" é a alegria, a felicidade interior, a capacidade natural de se ser feliz.
Agora representada sob a forma de objecto decorativo é a molécula divertida!

Cinamaldeído - Abordagem pictórico-olfativa

grés vidrado, 1100ºC, 62x38x15 cm

João Paulo Noronha

(Exposição D'Arte Química - Biblioteca da FCT/UNL)

Representação escultórica de uma molécula. O trans-Cinamaldeído (sabor e cheiro da canela, Cinnamomum sp.) C₉H₈O (trans-3-Fenilpropenaldeído) - Composto orgânico de estrutura aromática conjugada. A ligação dupla conjugada torna a geometria do composto planar. Representação rigorosa de um sistema conjugado numa vertente pedagógica.

Os Nanoputianos III

Um casal de nanoputianos a dançar:

Um polímero nanoputiano (ou um grupo de amigos nanoputianos de mão dada?)

Os Nanoputianos II

Temos que concordar que algumas destas criaturinhas são bem divertidas...

Os Nanoprofissionais:

J. Org. Chem., 2003, 68 (23),  8750-8766

Ou usando outro tipo de representação

 J. Chem. Ed. 2003, 80, 395-400

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Os Nanoputianos I

Há já algum tempo referimos que uma das tarefas a que os químicos orgânicos se dedicam é à síntese de novos compostos. Na altura dissemos que são vários os objectivos que podem motivar a escolha das moléculas a sintetizar:

i) A obtenção de grandes quantidades de compostos que são muito raros na natureza.
ii) Disponibilizar compostos que não ocorrem naturalmente, mas que têm propriedades físicas ou químicas que os tornam muito úteis (plásticos, medicamentos, detergentes...).
iii) Síntese de compostos desconhecidos para estudar as suas propriedades ou testar uma dada teoria.
iv) Puro desfio intelectual – para fabricar compostos que a teoria prevê que não podem existir, que ninguém conseguiu ainda sintetizar ou que têm características estruturais únicas.

Pensamos que o trabalho seguinte se pode incluir nesta última categoria. A principal motivação é o facto dos compostos terem características estruturais únicas, mas com algum sentido de humor... A idéia foi sintetizar moléculas antropomórficas, ou seja, com estruturas que lembrassem o corpo humano. O conjunto de moléculas foi designado, pelos seus criadores, por Nanoputianos e o trabalho foi publicado em 2003 no Journal of Organic Chemistry:

Amanhã damos-lhe a conhecer mais alguns representantes deste "nanopovo".

Exposição D'Arte Química

11 Maio | 8 Julho

2ª a 6ª | 09:00h às 20:00h

Sala Multiusos 

Biblioteca da Faculdade de Cências e Tecnologia - Universidade Nova de Lisboa

Monte de Caparica 

 

 

Elegeu-se este ano de de 2011 como o Ano Internacional da Química, sob o tema "Química - a nossa vida, o nosso futuro". Celebram-se as contribuições da Química para o bem-estar da Humanidade, assim como o centésimoaniversário do Prémio Nobel da Química para Marie Curie.

E se a Química foi das Ciências mais importantes para o melhoramento das condições de vida do nosso Planeta, dos fertilizantes aos medicamentos, dos combustíveis aos detergentes, será sem dúvida a Ciência sempre presente nos desafios que se apresentam para o futuro - energia, alimentação e pobreza, saúde.

Dentro das comemorações do Ano Internacional da Química na Biblioteca da FCT-UNL, pedimos a um conjunto de artistas que se expressassem sobre o Tema Química, usando materiais de base diferentes. 12 visões artísticas sobre a Química, 12 materiais diferentes, da pedra à lã, do vidro ao papel, da madeira ao ferro.

E porquê 12? Doze é um número especial na classificação dos elementos químicos. A unidade de massa com que se classificam todos os elementos do Universo é definida como 1/12 da massa do átomo de carbono com número de massa 12, contendo 6 protões e 6 neutrões no seu núcleo. E o carbono é o elemento essencial à Vida.

E foi há cerca de 12 dúzias de anos que esta classificação se começou a fazer.

João Sotomayor

Coordenador da Exposição

 

Se puder não deixe de visitar!

Químicos nos Alimentos

Breve História da Tabela Periódica

No post publicado ontem referia-se a Tabela Periódica. Em posts anteriores já referimos que nela os elementos químicos estão “arrumados” consoante as suas propriedades e características e também já lhe dissemos que foi um trabalho de Dimitri Ivanovitch Mendeleev, um químico russo.

Possivelmente tem curiosidade em saber mais sobre a tabela Periódica. Sugerimos-lhe assim a leitura de um artigo intitulado "Breve História da Tabela Periódica" da autoria de Paulo Mendes e publicado no blog Química para Todos.

O artigo começa assim:

Apesar dos parcos conhecimentos de Química que cada um possa ter, com certeza que já ouviu falar da Tabela Periódica, uma disposição sistemática de elementos químicos em função das suas propriedades. Como surgiu a Tabela Periódica actual? É a esta pergunta que se procura responder nas linhas seguintes onde se pretende fazer uma Breve História da Tabela Periódica.

Não deixe de ler AQUI 

A Química na Arte VIII

Hoje nesta série de posts temos música inspirada na Tabela Periódica.

O papel da química na determinação da autenticidade de obras de arte

As realização de análises químicas pode ser uma contribuição importante para determinar a autenticidade de obras de arte. Uma destas situações foi em 2007 referida num artigo do The New York Times.

Em 2003 surgiram dúvidas sobre a autenticidade de alguns quadros cuja autoria tinha sido atribuída a Jackson Pollock. Em 2006 foram feitas análises de pigmentos usados nessas pinturas pelos Museus de Arte da Universidade de Harvard. Foi concluído que esses quadros continham tintas com pigmentos que só ficaram disponíveis depois da morte de Pollock em 1956. Em particular, o pigmento da tinta laranja deste quadro só foi usado depois de 1971.

A polémica continuou, mas estes dados contribuíram certamente para uma  determinação da autenticidade. De facto, embora as análises químicas não possam determinar se uma dada obra é de um determinado artista, isso continua a requerer outras competências, podem ser importantes para excluir uma dada hipótese.

Glucose - Oh, Sugar Sugar!

E já que tanto falámos de açúcares e de glucose nos últimos posts... aqui fica uma instrutiva canção inspirada na glucose.

O Iodo permite detectar a presença de Amido

Um teste importante para detectar a presença de amido é a adição de iodo, I₂, castanho, o qual resulta numa cor azul escura intensa na presença de amido. 

Tal acontece porque o iodo se aloja no interior das hélices de amilose, ou das hélices formada nas partes lineares da amilopectina, formando um complexo com aquele tom. 

Experimente deitar uma gota de tintura de iodo numa rodela de maçã (rica em celulose) e numa rodela de batata (rica em amido). O resultado é bem diferente, não é?

(Veja também este post)

A (in)digestibilidade do amido

Devido ao facto de os grânulos de amido serem estruturas bastante organizadas e consistentes, o amido não é solúvel em água fria e, se não for cozinhado, também não consegue ser digerido e assimilado pelo Homem. 

Quando o amido é aquecido na presença de água, as ligações entre as moléculas de amilose e amilopectina tornam-se mais fracas, a organização dos grânulos fragiliza-se e a água vai penetrando progressivamente no seu interior, fazendo-os inchar. A certa altura os grânulos podem rebentar e algumas moléculas (normalmente de amilose) sair para o seu exterior, obtendo-se um preparado mais ou menos viscoso. No caso da amilose, as cadeias são flexíveis e em solução enrolam-se e formam ou cadeias onduladas aleatoriamente ou hélices.

Ao arrefecer, as moléculas de amido podem-se ligar, formando uma rede tridimensional que retém água, formando-se um gel. É isto que acontece num bechamel, num bolo... A este processo de alteração da estrutura dos grânulos dá-se o nome de gelatinização. A temperatura a que ocorre depende da origem do amido, variando entre os 60 e os 71^oC. O amido gelatinizado já é utilizável pelo aparelho digestivo do homem e dos animais, o que significa que passa a ser digerível.

O Amido

O amido é um hidrato de carbono de cadeia longa, um polissacárido. Este polissacárido é bastante comum no reino vegetal e tem funções de reserva de energia. Ocorre essencialmente em raízes, bolbos, tubérculos e sementes.

O amido ocorre sob a forma de grânulos. Estes são estruturas muito coesas constituídas essencialmente por duas moléculas diferentes, ambas polímeros de glucose, que ocorrem em proporções variáveis consoante a sua proveniência: a amilose  que é uma molécula linear, com cerca de 1.000 a 2.000 unidades de glucose por cadeia; e a amilopectina que é um polímero formado por 100.000 a 1.000.000 unidades de glucose e altamente ramificado (uma ramificação por cada 20 a 25 unidades de glucose).

 Amilose

Amilopectina

(principal componente)

Estas moléculas podem ser representadas esquematicamente da seguinte forma:

Nos grânulos, as moléculas de amilopectina e amilose organizam-se e ligam-se muito fortemente umas às outras, pelas já referidas pontes de hidrogénio.

  

Vidros de açúcar

Em ciência dos materiais o vidro é uma substância sólida e amorfa que apresenta temperatura de transição vítrea (em que passa de líquido a sólido amorfo). 

Os rebuçados são vidros de açúcar. Como o açúcar de mesa (sacarose) não forma vidros, para fazer rebuçados é necessário adicionar outros açúcares - xaropes de glucose. Estes não só permitem obter o doce vidro, como originam a uma massa que, quando morna é moldável,  permitindo efeitos muito bonitos.  

  

 

Química na Arte VII

 

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Tabela Periódica com 2 novos Elementos

A descoberta de dois novos elementos químicos é notícia no Expresso hoje:

Notícia do Expresso

Sendo este ano o Ano Internacional da Química, o reconhecimento da descoberta de mais dois novos elementos é assim mais um símbolo da vitalidade do trabalho dos químicos e da sua importância.

Os dois elementos com númerso atómicos de 114 e 116 foram reconhecidas pela União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC), que atribuiu a sua descobertaa a uma colaboração entre a Rússia e os EUA. Estes elementos têm um número atómico maior do que qualquer outro elemento até agora reconhecidos pela IUPAC.

De facto a descoberta destes dois elementos data de 1999, mas o seu reconhecimento exigiu a confirmação e evidência da sua existência para "além de qualquer dúvida razoável."

Todos os elementos com número atómico acima de 92 (o número atómico do urânio) a decaiem de forma relativamente rápida e quase todos foram produzidos pelo homem (os elementos 93 e 94 - neptúnio e plutónio - existem naturalmente em quantidades vestigiais).

A versatilidade e utilidade dos açúcares

As três propriedades dos açúcares referidas em posts anteriores (serem doces, formarem cristais e terem uma forte afinidade com a água agua) fazem com que os açúcares tenham papéis muito importantes quando usados na cozinha e permitem também que se caracterizem por uma grande diversidade de funções, sendo uma delas (a mais óbvia) a de tornarem os alimentos doces, coisa que agrada a toda a gente.Como diz o ditado "o que é doce nunca amargou"!

Já foi referido que a  afinidade com a água permite preparar xaropes viscosos e dar consistência, reter água nas preparações e ter o papel de conservante. 

Porém, os micróbios também se alimentam de açúcares, e se a concentração for a adequada (muito inferior à necessária para conservar), eles servem-lhes de alimento. É o que sucede com muitos micróbios que nos são úteis e produzem coisas de que gostamos – iogurte, pão, vinho...Nós bem aproveitamos a presença dos açúcares em vários alimentos para pôr os micróbios a trabalhar em nosso proveito para nos proporcionarem um conjunto de petiscos.

A forma como os açúcares cristalizam pode ser usada para fazer uma grande variedade de produtos de confeitaria como rebuçados, chupa-chupas, caramelos, etc.

Para além disto, os açúcares caramelizam quando são aquecidos. O calor faz com que as suas moléculas se alterem, ou seja, provoca reacções químicas cujo resultado são compostos que conferem uma cor acastanhada e sabores bem complexos e que tanto nos agradam. É isso que fazemos quando preparamos um caramelo para um pudim flan.

Compostos com estas características são também obtidos quando se aquecem açúcares juntamente com amino-ácidos (os constituintes das proteínas). Neste caso as reacções, conhecidas por reacções de Maillard, são muitas e complexas e também conferem cor, aroma e sabor muito agradável aos alimentos.

Por tudo isto pode ver a importância dos açúcares na sua cozinha: eles são efectivamente um ingrediente versátil e multifuncional.

Os açúcares e a sua grande atracção pela água

Os grupos -OH (grupos álcool) dos açúcares, ao estabelecerem ligações de hidrogénio com as moléculas de água, são também responsáveis pela grande afinidade dos açúcares com esta e pela sua elevada solubilidade. Ou seja, as moléculas de água rodeiam as moléculas de açúcar e ligam-se a elas, como representado esquematicamente na imagem da glucose.

Esta propriedade permite preparar xaropes viscosos e, portanto, dar consistência, mas também reter água nas preparações, como por exemplo num bolo, tornando-o mais macio e menos seco. Esta capacidade de os açúcares se ligarem à água vai também fazer com que fique menos água disponível para os micróbios se desenvolverem e é por isso que o açúcar tem também o papel de conservante, por exemplo nas compotas e nas frutas cristalizadas.

Os cristais de açúcar.. nem sempre desejáveis...

Os açúcares formam cristais duros que derretem a temperaturas altas (pontos de fusão elevados). Tal resulta da sua estrutura, com muitos grupos –OH (chamam-se grupos álcool), que permitem que as moléculas se liguem fortemente entre si por ligações que se chamam ligações de hidrogénio.

Moléculas idênticas conseguem ligar-se de modo a formarem uma estrutura regular, muito bem organizada e mais estável – os cristais – e é necessário mais energia para as separar. Numa mistura de moléculas diferentes isso já não acontece. Imagine que lhe pedem para fazer uma torre com cubos todos iguais, ou outra com cubos de tamanhos diferentes e ainda umas esferas e uns prismas... Mesmo sem experimentar já sabe qual seria mais estável, não é? Com as moléculas acontece o mesmo.

Assim, numa mistura de mais de um tipo de açúcares é difícil a formação de cristais. No mel há vários açúcares, por isso essa substância pode ser tão espessa sem que se formem cristais. Os pasteleiros também foram entendendo isto e, empiricamente, passaram a usar misturas de vários tipos de açúcares e até a prepará-las de acordo com o que querem obter. Por exemplo, quando fervem água com açúcar e um pouco de sumo de limão (ácido) estão a levar a cabo uma reacção química que conduz à separação dos dois açúcares que formam a sacarose, obtendo assim uma mistura de 3 açúcares – alguma sacarose que não foi alterada, glucose e frutose. Deste modo obtêm preparações com menos possibilidade de cristalizar e que ficam com uma consistência mais agradável.

A doçura dos hidratos de carbono

Os açúcares mais simples, como por exemplo a glucose, a frutose, a lactose e a sacarose, são em geral doces.

Uma substância é doce se estabelece ligações com determinados receptores (proteínas) na língua. Isso não é no entanto exclusivo dos hidratos de carbono, já que existem outros compostos, a que chamamos adoçantes artificiais (sacarina e aspartame, por exemplo), que também são doces, apresentando características estruturais que lhes conferem uma certa forma e características químicas que permitem estabelecer esse tipo de interacção.

O grau de “doçura” depende da forma como se ligam a estes receptores e varia de uns açúcares para outros.

	Grau de “doçura” relativamente à sacarose	Tipo
Sacarose (açúcar de mesa)	1	Hidrato de carbono (dissacárido)
Lactose (açúcar do leite)	0,4	Hidrato de carbono (dissacárido)
Glucose (muito presente no mel)	0,7	Hidrato de carbono (monossacárido)
Frutose (açúcar da fruta)	1,7	Hidrato de carbono (monossacárido)
Aspartame	150-200	Adoçante artificial
Sacarina	250-500	Adoçante artificial

Por serem muito mais doces que os hidratos de carbono os adoçantes artificiais são usados em quantidades muito menores.