O mudanças químicas são as modificações que ocorrem em substâncias ou matéria a partir de reações químicas. Caracterizam-se por serem irreversíveis, pois envolvem a formação de novas ligações que precisam de energia ou outras reações para reverter seus efeitos..
A vida e sua bioquímica, por exemplo, são feitas de constantes mudanças químicas que revelam uma miríade de reações que ocorrem nos seres vivos. O resultado é o crescimento, desenvolvimento e envelhecimento dos tecidos vegetais e animais; que como é bem sabido, científica e termodinamicamente, é um processo irreversível.
É por isso que nos seres vivos, de invertebrados a vertebrados, encontramos alterações químicas até mesmo no consumo de seus alimentos, pois eles usam reações enzimáticas para degradá-los e aproveitar a energia e o material químico que deles extraem..
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Uma das principais características para reconhecê-los na natureza é observar se ocorre uma mudança na cor ou se um determinado cheiro é produzido. Assim, nas estações do ano, aprecia-se como as árvores vão mudando gradativamente a cor de suas folhas; neles a clorofila e seus pigmentos naturais sofrem reações químicas.
O avermelhamento das folhas no outono é um exemplo muito claro de mudança química. Conectando isso com a vida, polvos e camaleões se camuflam graças a uma série de reações químicas que envolvem as células de suas peles; mas, ao contrário das folhas, podem reverter as mudanças de cor por meio de outras reações que "desativam" a camuflagem.
No entanto, as diferentes cores do céu e das nuvens não são produto de mudanças químicas, mas físicas: o espalhamento de Raleigh. Enquanto isso, o branqueamento das roupas e a retirada de suas manchas, assim como o manchamento das roupas com tinturas, são mudanças químicas..
Foi mencionado que a mudança de cor e odor são duas das principais características que uma mudança química ocorreu e que, portanto, ocorreu um fenômeno que envolve uma ou múltiplas reações químicas..
A seguir, serão abordadas outras características importantes que nos permitem detectá-lo diretamente com nossos sentidos. Quanto mais características podemos perceber, mais provável é que estejamos enfrentando uma mudança química e não física.
Uma mudança química é acompanhada por um aumento (reação exotérmica) ou diminuição (reação endotérmica) na temperatura; isto é, se o calor é produzido, ou se, ao contrário, a sensação de frio é obtida, respectivamente. Além disso, às vezes a liberação de calor ocorre paralelamente ao aparecimento de luz.
A formação de gases está diretamente relacionada às mudanças nos odores. Se o gás se formar em um meio líquido, borbulhamento será observado, indicativo de uma mudança química.
Isso porque existem moléculas com altas pressões de vapor que são facilmente transportadas pelo ar, ou devido à liberação de pequenas moléculas, como o CO.dois, HdoisS, CH4, OUdois, etc., que são produtos finais de certas reações.
Se as reações ocorrem em meio líquido e começa a ser observada a formação de um precipitado, qualquer que seja sua cor ou textura, diz-se que ocorreu uma alteração química. Da mesma forma, pode ser o caso em que dois gases se misturam e formam cinzas ou sais.
Embora seja verdade que existem reações reversíveis capazes de estabelecer um equilíbrio, as mudanças geradas com as características descritas por si mesmas são irreversíveis; Eles precisam de outras reações ou energia de qualquer tipo para intervir para que seus efeitos sejam revertidos. E mesmo assim, em muitos casos é praticamente impossível.
Essa irreversibilidade é observada em uma mudança da composição, ou na deterioração da matéria. Por exemplo, uma árvore que arde em chamas e acaba em cinzas, cuja composição final é diferente da árvore, não será capaz de reverter a mudança química ocorrida de forma alguma; A menos que o tempo pudesse voltar atrás.
As mudanças químicas em si não estão sujeitas a nenhuma classificação: são percebidas com os nossos sentidos e pode-se inferir ou examinar que tipos de reações químicas estão ocorrendo. Assim, tais alterações são devidas a um grupo de reações inorgânicas, orgânicas ou bioquímicas..
Quando se fala em "mudanças" inorgânicas, diz-se que nenhum composto de esqueleto de carbono está envolvido, mas sim todos os complexos de metais de transição; óxidos, sulfetos, hidretos, nitretos, halogênios, entre outros compostos.
Enquanto isso, nas mudanças orgânicas e bioquímicas participam compostos de carbono, com a diferença de que os primeiros costumam ocorrer fora dos organismos (exceto nas reações realizadas por drogas), e os últimos dentro deles (no que diz respeito a enzimas, metabolismo, biomoléculas).
Os papéis com o tempo perdem sua brancura para amarelados ou marrons. Esse processo se deve à oxidação de seus polímeros, principalmente a lignina, que junto com a celulose incorporam átomos de oxigênio que acabam enfraquecendo suas interações intermoleculares..
Fogos de artifício representam uma reação de combustão, na qual uma mistura de propelentes, nitrato de potássio, carbono e enxofre queima enquanto eletronicamente excita os sais metálicos que impregnam as explosões resultantes com cores..
As cáries geram uma mudança de cor nos dentes devido à sua desmineralização, causada pelos ácidos gerados quando os microrganismos digerem a sacarose dos alimentos. O esmalte dentário, que consiste em uma matriz mineralógica de fosfatos de cálcio, perde seus íons conforme aumenta a acidez e progride a formação de cáries..
A eutrofização dos lagos favorece o crescimento de algas, que cobrem sua superfície de verde como resultado de uma mudança nas propriedades químicas da água; mudança que acaba sendo visível e negativa para a fauna aquática.
O Alka-Seltzer quando dissolvido em água começa a liberar bolhas que demonstram sua efervescência. Os gases são devidos ao COdois gerado pela dissolução de NaHCO3, junto com os ácidos cítrico e acetilsalicílico que vêm no comprimido compactado.
Quando suamos, é inevitável, mais cedo ou mais tarde, perceber odores desagradáveis localizados sob os braços, na pele ou nos pés. Esses odores ruins são devidos a moléculas orgânicas voláteis sintetizadas por microrganismos e denotam que ocorreu uma mudança química..
A decomposição orgânica de seres vivos ou alimentos são mudanças químicas que envolvem uma série de reações complexas. Os maus odores são acompanhados por uma mudança na composição, bem como na cor. Por exemplo, frutas podres como banana e abacate apresentam todas essas características..
Embora seja formalmente uma reação física, sem quebrar ligações químicas, mas com a participação consecutiva de um equilíbrio entre as espécies HdoisCO3 e companhiadois, A erupção da Coca-Cola Mint pode ser tomada como uma referência para detectar outras explosões que podem ser puramente químicas.
A hortelã-pimenta oferece locais de nucleação para a formação de pequenas bolhas de CO.dois, que absorvem parte do COdois dissolvido interferindo em suas interações com as moléculas de água. Assim, o COdois dissolvido se concentra em várias pequenas bolhas, que se opõem ao aumento da tensão superficial da água causada pelo açúcar e outros compostos.
O resultado é que as bolhas de COdois fogem arrastando a água que não os quer “libertar”. Isso faz com que apareça a espuma característica dessas erupções de hortelã-pimenta, como pode ser visto na imagem acima..
As explosões são geralmente reações de combustão muito vigorosas, das quais fumaça, luz e calor são emitidos. Sempre que ocorre uma explosão, você está enfrentando uma mudança química.
A madeira é composta essencialmente por celulose e lignina, ambos polímeros orgânicos. Seus átomos de carbono reagem vigorosamente com o oxigênio do ar, causando CO e CO.dois, dependendo de quão completa é a combustão e do grau de oxigenação.
Trata-se de uma alteração química, pois os polímeros presentes na madeira não conseguem retornar ao estado inicial, além da liberação de calor, luz e fumaça..
A vermelhidão ou bronzeamento da nossa pele, quando sob sol intenso, indica que houve uma mudança em sua composição devido à reação da melanina contida em suas células, que se oxidam e se decompõem..
Começando com o suco de repolho roxo, um experimento pode ser montado para mostrar mudanças de cor em função do pH. É fácil de reproduzir em qualquer laboratório ou cozinha.
Se este suco for adicionado a diferentes tubos de ensaio, eles são rotulados e diferentes substâncias são adicionadas a eles, de ácido (vinagre) a alcalino (detergente), haverá uma gama de cores (imagem superior).
Isso ocorre porque o suco de repolho roxo contém indicadores ácidos-básicos naturais, que respondem às mudanças no pH. Quanto mais ácida for a solução, mais vermelha ela aparecerá; e se pelo contrário for muito básico, ficará amarelado.
Quando um ovo é frito ou cozido, permitimos que o calor desnature suas proteínas, rompendo suas ligações e formando outras, ao mesmo tempo que perde sua estrutura original..
As cores do couro podem desbotar devido ao oxigênio do ar e à radiação ultravioleta, que causam a quebra das ligações químicas entre os corantes e o material orgânico..
A mudança de cor observada em pães e doces, bem como seu evidente aumento de volume em relação à massa crua, são indicativos de diversas alterações químicas..
Primeiro, pela elevação causada pelo fermento e o fermento em pó; e segundo, pela reação de Maillard, onde proteínas e açúcares reagem entre si para tornar a mistura dourada..
Os metais enferrujam, perdem o brilho, escurecem e começam a corroer quando as camadas de óxido formadas não conseguem mais aderir ou se ligar ao interior do metal. A corrosão mais representativa é a do ferro, devido à cor marrom característica de seu óxido..
No interior das baterias ou células ocorrem reações químicas que geram eletricidade, correntes elétricas que passam por um circuito externo e ativam seus dispositivos. Em essência, o ânodo perde elétrons (oxidação), esses elétrons ativam o dispositivo (controle remoto, telefone, relógio, ponteiro, etc.) e acabam no cátodo (redução).
Se um mosquito nos picar e o matarmos instantaneamente ou em poucos minutos, notaremos que o sangue é vermelho claro. Enquanto isso, se passarmos algumas horas e matarmos esse mesmo mosquito, veremos que o sangue é escuro, poderá até apresentar tonalidades marrons.
Essa mudança na cor indica que o sangue sofreu reações químicas dentro do mosquito..
Uma das mudanças químicas mais impressionantes é vista na famosa reação do relógio de iodo. É assim chamado porque sua velocidade pode ser controlada pela modificação da concentração dos reagentes. A reação cessa quando surge uma cor azul intensa, muito escura, em grande contraste com a transparência inicial observada..
Esta cor (imagem superior) é devido às interações entre o amido e o complexo aniônico I3-. Uma de suas versões começa com iodato, IO3-, e bissulfito, HSO3-:
IO3- + 3HSO3- → eu- + 3HSO4-
O eu- reage com o IO3- do meio para gerar iodo:
IO3- + 5I- + 6h+ → 3Idois + 3HdoisOU
E este, por sua vez, reage com mais bissulfito:
eudois + HSO3- + HdoisO → 2I- + HSO4- + 2h+
Assim que o HSO terminar3-, a segunda reação irá predominar até que haja um excesso de Idois, que vai se juntar ao eu- para formar o eu3-. E finalmente, o eu3- irá interagir com as moléculas de amido escurecendo a solução.
Novamente, e finalmente, uma reação química específica é nomeada, mas com alterações que são muito visíveis para serem deixadas de fora: pasta de dente de elefante (imagem superior). Em alguns vídeos, a quantidade de espuma é tanta que você pode literalmente escovar a boca de um elefante.
Esta reação é baseada na decomposição catalítica do peróxido de hidrogênio, HdoisOUdois (peróxido de hidrogênio), com íons iodeto, I-, a partir de sais solúveis como NaI ou KI. A primeira reação que ocorre é, de acordo com a seguinte equação química:
HdoisOUdois + eu - → HdoisO + IO -
A espécie IO - posteriormente reage com o HdoisOUdois em uma segunda reação:
IO - + HdoisOUdois → HdoisO + Odois + eu -
Onde o catalisador I é regenerado - (não consumido).
Observe que os produtos finais são HdoisOu eudois. Se detergente e corantes forem adicionados à mistura de reação, a água junto com o oxigênio formarão uma espuma vigorosa, que irá subir pelo recipiente e disparar para cima, contra a gravidade..
Quando o papel é queimado, dióxido de carbono, vapor d'água e cinzas são produzidos. Essas três substâncias são quimicamente diferentes da primeira substância, então é uma mudança química.
Quando uma maçã é picada e deixada ao ar livre, sua cor muda de marfim para marrom ou ocre. Isso é chamado de oxidação..
Quando a comida estraga, ocorre uma mudança química. Por exemplo, ovos podres passam por um processo de decomposição que os faz mudar de cor e cheiro..
O iogurte é o resultado de uma mudança química envolvendo o leite e certas bactérias, como Streptococcus thermophilus e a Lactobacilli bulgaricus.
Quando uma garrafa de champanhe ou refrigerante é aberta, observa-se um borbulhar. Esse borbulhar significa que o ácido carbônico da bebida se decompôs, liberando o dióxido de carbono..
A criação de vinho a partir de uvas é um processo de fermentação. Este é um exemplo de reação química anaeróbica em que o açúcar é transformado em álcool etílico e dióxido de carbono..
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