Estudo do equilíbrio químico com o programa LeChat

O programa LeChat 2.1 - Simulações em Equilíbrio Químico - consiste basicamente numa ilustração no computador, de forma gráfica, do fenómeno do Equilíbrio Químico.

Permite visualizar as alterações produzidas em sistemas químicos gasosos por alterações de concentrações de reagentes ou produtos, temperatura do sistema ou pressão (volume) a que o sistema está sujeito, em conformidade com o Princípio de Le Chatelier.

Segue-se uma explicação deste Princípio, retirado daqui:

As diferentes formas de alterar um estado de equilíbrio para uma reacção química têm uma coisa em comum:

Um sistema em equilíbrio responde a qualquer perturbação com uma alteração que tende a contrariar a perturbação a que foi sujeito.

De facto:  (sugiro que siga as várias hiperligações de forma a obter explicações muito importantes para uma eficaz compreensão)

• A perturbação aumento de concentração de um componente do sistema é seguida de consumo desse componente, até se atingir um novo estado de equilíbrio.
• A perturbação aumento de temperatura favorece a transformação em que há absorção de calor, o que tende a fazer diminuir a temperatura do sistema.
• A perturbação diminuição de volume de uma mistura gasosa, com consequente aumento do número de moléculas por unidade de volume (e, assim, aumenta a pressão do sistema), é seguida da transformação no sentido em que diminui o número de moléculas (assim, tendendo a diminuir a pressão do sistema).

A generalização acima feita deve-se a Le Chatelier e é justamente conhecida por Princípio de Le Chatelier.

O efeito de pressão acima mencionado merece dois comentários adicionais. Primeiro, faz-se notar que este efeito de pressão é-o aliado a variações de volume do sistema, pois são estas que implicam alterações nas concentrações das espécies em equilíbrio. Não é o efeito decorrente de se adicionar, sem variação de volume, outro gás que nada tenha a ver com a reacção.

Por exemplo, o equilíbrio N₂(g) + 3H₂(g) 2NH₃(g) não é alterado por adição do gás inerte árgon, ainda que, com isso, a pressão total do sistema aumente. É que, não havendo variação de volume, as concentrações dos gases N₂, H₂, NH₃ (e, também, as pressões parciais) não variam. Também não é o aumento de pressão total decorrente de aumento de temperatura que está a ser considerado.

Por outro lado, é de notar que a diminuição do número de moles de gases como consequência de uma diminuição de volume - aumento de pressão - se corresponde a uma tentativa do sistema em diminuir a sua pressão, pode, também, ser considerada uma tentativa do sistema em diminuir o seu volume. O fenómeno central, aqui, é que um aumento de concentração global de todas as espécies se traduz numa alteração que tende a contrariar esse aumento.

Ao iniciar o programa existe uma janela em que está explicado o seu funcionamento (bastante simples). Pode descarregá-lo aqui.

Existem roteiros que permitem utilizar o programa de forma orientada e que pode encontrar aqui. Recomendo que os sigam pois poderão retirar o máximo proveito do programa. Nota: Os anos referidos aplicam-se ao programa que vigorava anteriormente. Comece por explorar os do 10º.

Para saber mais sobre o equilíbrio químico e constantes de equilíbrio, sugiro que siga esta ligação.

De que é feito o mundo: as partículas e as suas interacções

Pode encontrar aqui um grande número de recursos que já foram utilizados em anteriores sessões de Masterclasses de Física de Partículas. Aproveitei um dos materiais produzidos pelo Centro Regional de Análise de São Paulo, para criar uma apresentação com o serviço Slideshare.

As partículas fundamentais e as suas interacções

Este conjunto de imagens foi encontrado aqui.

Para que possa ver a seguinte imagem com todo o detalhe clique sobre ela.

As imagens que se seguem são porções da imagem anterior.

    

O Modelo Padrão da Física de Partículas

Este vídeo que retirei do post O Modelo Padrão, do blogue Vídeos para o Ensino da Física e da Química, contém uma breve introdução à evolução da física das partículas no século XX e mostra o desenvolvimento do modelo padrão que unifica as interacções electromagnética, fraca e forte.

Recursos úteis para o estudo do modelo padrão da física de partículas:

• Hands-on-CERN (será utilizado nas actividades da Masterclass de Física de Partículas)
• LHC: À Procura da Partícula de Higgs (1 de 3)
• LHC: À Procura da Partícula de Higgs (2 de 3)
• LHC: À Procura da Partícula de Higgs (3 de 3)
• Modelo Padrão
• "Supercolisionador do CERN" por Brian Cox
• Modelo Padrão na Wikipedia (em inglês, mais completo)
• O Modelo Padrão da Física de Partículas (PDF) [ligação alternativa] de onde retirei a seguinte imagem

Agenda: Masterclass em Física de Partículas

Na próxima 4ª feira, dia 3 de Março terá lugar mais uma sessão do programa Hands on Particle Physics - International Masterclasses for High School Students e que decorre entre 15.02.10 e 05.03.10. Em cada dia participam até 6 de 90 instituições de 23 países. 

Página do LIP com mais informação.

Sala 3.13, Complexo Pedagógico da FCT, Campus de Gambelas, Universidade do Algarve

• 09:00 Recepção

• 09:15 Astronomia das ondas gravitacionais: uma nova janela sobre o Universo, Paulo Seara de Sá, CENTRA, Departamento de Física, Universidade do Algarve

• 10:00 Física de Partículas: o Modelo Padrão e mais, Robertus Potting, CENTRA, Departamento de Física, Universidade do Algarve

• 10:50 Intervalo para café

• 11:10 Fotografando a passagem das partículas....Pedro Abreu, LIP, Instituto Superior Técnico, Lisboa

• 12:00 - 13:00 Almoço na Cantina do Campus de Gambelas

Sala 1.63, Ed. I da FCT, Campus de Gambelas, Universidade do Algarve

• 13:15 - 15:15 Medir as razões de fraccionamento para o bosão Z

  • 13:15 Introdução

  • 13:30 Os alunos trabalham em pares no PC

  • 14:30 Combinação, Discussão e Interpretação dos Resultados

  Sala 0.05, Ed. I da FCT, Campus de Gambelas, Universidade do Algarve

• 15:00 - 15:30 Intervalo para café

• 15:30 - 17:30 International Video Conference in English

  Partilhar as experiências com participantes internationais de Lodz, Geneva/CERN, London and Riverside.

  Combinação dos resultados da medição dos Z

  Quiz com prémios

  Discussão com investigadores do LEP

• 17:30 FIM

Calculador de massas molares

Precisei de calcular a massa molar do tiossulfato de sódio pentaidratado. Como se há algo que passo bem sem calcular são massas molares, procurei uma aplicação que me evitasse o trabalho. Encontrei uma que faz o que procurava. Pode encontrá-la aqui. É um calculador de massa molar e de composição elementar de uma substância.

Do mesmo portal também já aqui coloquei um post em que divulguei a aplicação que permite acertar equações químicas. Pode consultá-lo aqui: Acerto de equações químicas online

Projecto Ibercivis - Coloque o seu computador ao serviço da ciência

Utilize o seu computador para realizar investigação científica. 

O Ibercivis, que é hoje apresentado em Lisboa mas já está em funcionamento, é uma iniciativa que junta instituições espanholas e portuguesas, como o Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas e a Universidade de Coimbra.

Através do Ibercivis, o computador pessoal é ligado à plataforma e fica a trabalhar, nos momentos em que não estiver a ser usado normalmente, realizando cálculos, que são  depois enviados para os investigadores.

A ideia é procurar o apoio dos cidadãos para desenvolver investigação em áreas tão diferentes como o tratamento da paramiloidose (conhecida como a doença dos pezinhos), a fusão nuclear, o desenvolvimento de nano materiais e o tratamento do cancro.

Há também escolas que vão estar envolvidas no Ibercivis através da ligação dos seus computadores, o que permitirá a alunos e professores contribuir para o avanço científico e contactar com a investigação que está a ser feita nos laboratórios nacionais e estrangeiros. (…)

Trata-se de "pôr os computadores a fazer cálculos imensos, necessários em vários projectos de investigação. É uma forma de participação que parece passiva, mas é activa", realçou a responsável à agência Lusa. (…)

O conceito de usar computadores pessoais para a realização de tarefas que precisem de grande poder de computação não é novo. Um dos mais conhecidos exemplos é o SETI@home, que recorre a esta técnica para analisar sinais de rádio em busca de vida extra-terrestre. Fonte

Pode ver aqui o Top dos utilizadores.

Laboratório de electromagnetismo: Simulação.

Esta simulação do PhET com o nome Laboratório electromagnético de Faraday é bastante interessante para o ensino e estudo do electromagnetismo. Nas imagens abaixo apresento os vários módulos que contém.

Pode aceder à simulação aqui, ou descarregá-la para o seu computador.

Atenção: Necessita de ter JAVA instalado. Pode obtê-lo aqui.

• Estudo do campo magnético criado por um íman de barra

• Indução de corrente eléctrica num solenóide 

• Indução de um campo magnético através da passagem de corrente AC ou DC num solenóide 

• Transformador

• Gerador

Hidrocarbonetos: nomenclatura e visualização 3D

Publiquei em Maio de 2009 o artigo Moléculas 3D - Base de dados visual de moléculas. É um recurso muito bom e que mais uma vez referencio.

Escrevi na altura:

Pode ser encontrado aqui, e é uma excelente ferramenta para todos os que estão interessados em visualizar moléculas em 3D.

Exemplos de moléculas que podem ser visualizadas com este recurso:

• Química orgânica - alcanos lineares, alcanos ramificados, cicloalcanos, alcenos, alcinos, álcoois e fenóis, aldeídos, cetonas, éteres, ácidos carboxílicos, ésteres, aminas, amidas, nitrilos e anéis aromáticos.

• Estruturas VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) – úteis para estudar a geometria molecular.

• Moléculas diversas – inorgânicas (CO₂, H₂O, NH₃, O₃, etc), aromas, explosivos, plásticos, drogas, fármacos, aminoácidos e vitaminas.

Prima o botão esquerdo do rato sobre a molécula e movimente-o para rodar a molécula tridimensionalmente.

Para os meus alunos (e não só) que estão a iniciar o estudo da nomenclatura dos hidrocarbonetos, recomendo que aproveitem os recursos:

• Nomenclatura dos Alcanos
• Alcanos lineares
• Alcanos ramificados
• Ficha sobre alcanos e seus derivados halogenados  (soluções) Autor: Paulo Viegas da ES Emídio Navarro