Neste

1º Diapositivo

Neste trabalho vamos falar sobre dois dos elementos que nos rodeiam, o Oxigénio e o Hidrogénio e que na verdade muitas das vezes nem nos lembramos deles. Comecemos então pelo Oxigénio:

Que na verdade tem um papel vital nos processos de respiração e metabolismo dos organismos vivos. É o terceiro elemento mais abundante no Universo, existindo na terra de diversas maneiras/formas.

Cerca de 45% (em peso) da crosta terrestre é constituída por oxigénio. Ocorre sobretudo na forma de óxidos dos diversos elementos (silicatos, fosfatos, carbonatos, etc.).

Na atmosfera o oxigénio corresponde a 20,95% em volume e a 23,15% em peso. Este também está presente como constituinte da água que compõe os nossos oceanos e mares.

2º Diapositivo

Quem o descobriu?

O químico Lavoisier foi o fundador do nome Oxigénio, mas na verdade não foi o 1º a trabalhar este composto químico, mas foi o ultimo a aperfeiçoar o trabalho de muitos outros cientistas químicos.

Como se apresenta?

O oxigénio apresenta-se habitualmente na forma de moléculas diatómicas, mas é alterado sob a acção de fortes descargas eléctricas ou na presença de substâncias ionizadas que tenham perdido parte de sua carga electrónica. Produz-se numa variedade alotrópica chamada ozónio, de molécula O3. Esta substância é industrialmente utilizada como descolorante, esterilizador de líquidos e depurador de ambientes e está presente nas altas camadas da atmosfera. Desempenha um papel fundamental na manutenção da vida sobre a Terra ao proteger o planeta da radiação ultravioleta do Sol.

Reacções:

A reacção espontânea de qualquer substância com o oxigénio é denominada por oxidação (termo que também designa qualquer processo em que uma substância perde electrões). Quando a reacção é imediata e produz calor e luz, chama-se combustão. Temos como alguns exemplos de processos de oxidação a corrosão do ferro e a putrefacção da madeira, que formam óxidos de ferro e de carbono, respectivamente. A queima da madeira gera os mesmos produtos de putrefacção: dióxido de carbono e água.

3º Diapositivo

As suas aplicações:

Para além da importância que o oxigénio tem na respiração dos seres vivos, incluindo os seres humanos, o oxigénio tem um grande número de aplicações, quer na indústria, quer na saúde.

Mais de metade do oxigénio produzido industrialmente é utilizado na indústria metalúrgica, cerca de um quarto é utilizado na indústria química e o restante distribui-se em aplicações diversas.

Na indústria metalúrgica faz-se passar oxigénio a alta pressão por ferro liquefeito para remover impurezas de carbono e enxofre, aumentando a temperatura do metal e purificando-o para a produção de aço. A mistura gasosa de oxigénio e acetileno é utilizada em maçaricos produzindo uma chama de temperatura muito elevada, na ordem dos 3100 ºC, que é utilizada para cortar metais. Na indústria química é utilizado em muitas reacções de oxidação, por exemplo, a reacção deste com etileno para formar óxido de etileno. O óxido de etileno é usado como precursor de polímeros, que podem ser utilizados em aplicações diversas, desde agentes anti-congelantes até à produção de polyester.

O oxigénio é também usado em aplicações biológicas em grande escala. Por exemplo, no tratamento de águas residuais, em piscicultura e para fins médicos, como doentes com deficiências respiratórias podem utilizar misturas enriquecidas em oxigénio para melhorar a respiração.

O oxigénio é, ainda, imprescindível para todas as outras situações de respiração artificialmente assistida: para mergulhadores, em submarinos, aviões, etc.

Ainda outra aplicação interessante é a que é dada ao oxigénio para fins de exploração espacial. Para além de, naturalmente, entrar na composição das atmosferas artificiais que são necessárias para a vida fora da terra, o oxigénio é utilizado como comburente nos foguetes. A título de exemplo, numa das missões Apollo à lua, em certa fase do lançamento do foguete, foram consumidos 1.25 milhões de litros de oxigénio líquido em apenas dois minutos e meio.

4º Diapositivo

O oxigénio é essencial para a vida, desde logo porque é um constituinte dos ácidos nucleicos, que são o suporte para a vida como a conhecemos. Para além de que, o oxigénio é também constituinte de quase todas as outras moléculas de importância biológica (a começar pela água, passando pelos hidratos de carbono de onde obtemos energia, etc.).

À parte disso, o oxigénio molecular - O2 - desempenha um papel determinante na respiração e no metabolismo dos seres vivos. Note-se que, no entanto, existem alguns organismos, tais como as bactérias anaeróbias, que obtêm a energia por outros processos, sem recorrer à presença do oxigénio. (Nem por isso o elemento oxigénio deixa de estar presente na constituição das biomoléculas destes seres vivos).

Nos seres humanos o oxigénio que existe no ar é absorvido através dos pulmões e passa para a corrente sanguínea. Aí liga-se ao átomo de ferro na hemoglobina (uma proteína existente nos glóbulos vermelhos). Através das células sanguíneas o oxigénio é transportado para todo o corpo, para onde for necessário, nomeadamente para ser incorporado no processo de obtenção de energia através da respiração. O que por sua vez é uma função vital para o homem!

5º Diapositivo

Os métodos de produção de oxigénio molecular variam de acordo com as necessidades de pureza e quantidade. A quantidade anual produzida é estimada em 100 milhões de toneladas.

Um dos principais métodos de obtenção de oxigénio é através da destilação fraccionada de ar liquefeito - hoje aplicando-se o chamado método de Claude. Uma vez que o N2 é mais volátil que o O2 pode fazer-se uma destilação, obtendo-se uma mistura enriquecida em O2 na fase líquida.

Outro método que permite obter directamente oxigénio gasoso, funciona utilizando zeólitos como absorventes. Uma corrente de ar seco é feita passar por um leito de zéolitos que capturam o N2 do ar. O absorvente tem de ser utilizado em vários ciclos, uma vez que acaba por ficar saturado em azoto. Para a sua regeneração, os zeólitos são depois sujeitos a baixas pressões libertando assim o N2.

Para obter oxigénio com um elevado grau de pureza, é possível utilizar uma membrana de óxido de zircónio pela qual o O2 se difunde preferencialmente.

Em quantidades laboratoriais, o oxigénio pode também ser preparado por electrólise:

O termo electrólise vem do grego electro + lýsis que significa decomposição pela electricidade.
A electrólise é uma reacção química mediante a qual há decomposição de um composto diluído ou fundido (electrolise, dissolução salina ácida, básica) por meio de um campo eléctrico (corrente contínua).
Numa electrólise há conversão de energia eléctrica em energia química.
Os catiões carregados positivamente, por exemplo iões metálicos, depositam-se no cátodo e os aniões, carregados negativamente, por exemplo iões halogéneos, orientam-se para o ânodo.
Nem sempre os sais são utilizados fundidos. São muitas vezes utilizados em solução aquosa. Neste caso, já não há garantia de que o metal se deposite no cátodo.

6º Diapositivo

Hidrogénio:

O hidrogénio é o elemento químico que na tabela periódica ocupa a primeira casa e é representado pela letra H. Ocupando a primeira casa da tabela tem um número atómico de 1 e uma massa atómica também muito próxima de 1, é o elemento químico mais abundante no Universo, o mais leve e o que contém o maior valor energético, cerca de 121 KJ/g. Este composto primordial, é constituído quimicamente por um único electrão em torno do núcleo, parece ser capaz de muito, pois ao ser extremamente leve, as suas forças de ionização são baixas permitindo extrair o electrão que orbita, ionizando o Hidrogénio

7º Diapositivo

Está presente na água, em todos os compostos orgânicos e organismos vivos, podendo reagir quimicamente com muitos outros compostos. O maior problema é o facto de nunca se encontrar isoladamente na natureza, pois encontra-se sempre combinado com outros elementos: oxigénio, carbono, etc. Exemplo disso é a água, o metanol, a gasolina, o gás natural, basicamente todos os compostos que envolvam Hidrogénio na sua constituição. É devido a este facto que a utilização do hidrogénio se torna um pouco mais complicada.

8º Diapositivo

As suas aplicações são diversas, incluindo a produção de amónia, como combustível alternativo e como fonte de energia em células combustíveis, quer isto dizer que o elemento químico mais abundante do mundo pode tornar-se no combustível do futuro.

Como? Por exemplo As pilhas de combustível são sistemas electroquímicos que convertem a energia de uma reacção química directamente em energia eléctrica, libertando calor. Funcionam como as baterias primárias, mas tanto o combustível como o oxidante são armazenados externamente, permitindo que a pilha continue a operar desde que o combustível e o oxidante (oxigénio ou ar) sejam fornecidos. Cada pilha consiste num electrólito entre dois eléctrodos (o ânodo e o cátodo).

O combustível é oxidado no ânodo, libertando electrões que se deslocam através de um circuito externo para o cátodo. O circuito é completado através de um fluxo de iões através de um electrólito, separando o combustível e o oxidante.

9º Diapositivo

Apesar da sua abundância no universo, o hidrogénio é difícil de produzir em grandes quantidades. Hoje em dia o processo mais utilizado é o steam reforming do gás natural (operação a alta temperatura em que o gás natural é contactado com vapor de água). Outro meio de produzir hidrogénio é por electrólise da água mas economicamente ineficiente para uma produção em massa. Em laboratório pode ser preparado por reacção de ácidos com metais, por exemplo, ácido nítrico sobre uma placa de zinco.·
O hidrogénio só se transforma em líquido a temperaturas da ordem dos -250ºC, o que obviamente levanta um complicado problema de abastecimento. Os depósitos criogénicos permitem atingir tais temperatura, mas o seu preço é algo que parece ser mais do âmbito da NASA do que das utilizações mais terra a terra do quotidiano.

10 Diapositivo

A electrólise utiliza-se, entre outras coisas, para obter metais alcalinos e alguns metais pesados, conseguindo-se um alto grau de pureza, para a obtenção de hidrogénio, na análise electrolítica e na galvanoplastia (por exemplo, cromado, prateado).
A electrólise seca é uma electrólise em que o electrólito (substância que fundida ou dissolvida conduz a corrente eléctrica) é um sal fundido.
É importante para a obtenção técnica de alguns metais, como por exemplo: o sódio, o potássio, o magnésio e o alumínio.

A água interfere nas reacções químicas cujos resultados irão depender do poder redutor e oxidante das partículas presentes em solução (iões positivos e negativos do sal, moléculas de água e iões H+ e iões OH- resultantes da ionização da água).

Please be aware that the free essay that you were just reading was not written by us. This essay, and all of the others available to view on the website, were provided to us by students in exchange for services that we offer. This relationship helps our students to get an even better deal while also contributing to the biggest free essay resource in the UK!