PROFESSOR

PAULO CESAR

PORTAL DE ESTUDOS EM QUÍMICA
 

DICAS PARA O SUCESSO NO VESTIBULAR: AULA ASSISTIDA É AULA ESTUDADA - MANTER O EQUILÍBRIO EMOCIONAL E O CONDICIONAMENTO FÍSICO - FIXAR O APRENDIZADO TEÓRICO ATRAVÉS DA RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS.

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Uma das substâncias mais simples, porém a mais importante: todas as reações que acontecem no nosso organismo são em soluções aquosas, e as proteínas, membranas, enzimas, mitocôndrias e hormônios somente são funcionais na presença desta substância. Sem ela a vida em nosso planeta não existiria: O Portal de Estudos em Química apresenta a água, o líquido vital.
 

O gelo é menos denso do que o líquidoEstrutura do geloA água é, sem dúvida, o mais comum e mais importante de todos os compostos. Graças às propriedades da água, a vida foi capaz de surgir e se desenvolver em nosso planeta. Estas propriedades são extremamente peculiares: a água sólida (gelo) é menos densa do que o líquido - por esta razão, o gelo bóia sobre a água líquida. Embora extremamente trivial, é exatamente o oposto do observado na grande maioria das substâncias. E, graças a esta habilidade, os peixes e plantas de lagos e rios que congelam, no inverno, não morrem, pois a capa de gelo que se forma SOBRE o lago funciona como uma barreira de proteção contra o frio. Se o gelo fosse mais denso, os peixes teriam um piso congelado, embaixo, e acima uma atmosfera fria. Uma situação muito mais sinistra!
O simples fato da água ser líquida à temperatura ambiente já é completamente intrigante. Todos os compostos análogos à molécula H2O são gases. Se não conhecêssemos a água, certamente iríamos deduzir que ela seria um gás, e iria se tornar líquido somente em temperaturas muito inferiores a 0 oC. Isto é extremamente importante para que ela possa ser usada por organismos vivos; além de promover a vida diretamente, ainda serve como meio de transporte, para recreação, e como um habitat para plantas e animais. Como é facilmente transformada em vapor (gás), pode ser transferida, pela atmosfera, dos oceanos até os continentes, onde pode precipitar sobre a forma de chuva.

 

A água é tão importante, que os gregos antigos consideravam-na como sendo um dos elementos fundamentais da matéria. Aristóteles achava que a água fosse um dos quatro elementos fundamentais. Por mais de 2000 anos ainda pensou-se que a água era um elemento; somente no século 18 é que experimentos evidenciaram que a água era um composto, formado por hidrogênio e oxigênio. Mesmo assim, reflita: a água está presente nas montanhas, na atmosfera, nas rochas, nos pássaros, nas formigas, nos oceanos... de certo modo, os gregos não estavam tão enganados!

Cerca de 97% de toda a água encontrada na superfície de nosso planeta está nos oceanos. Como a população dos continentes está aumentando, a demanda por água fresca cresce a cada ano. Processos de purificação e reciclagem da água tornam-se cada vez mais importantes. A água exibe uma capacidade de dissolver compostos, tanto iônicos como moleculares, como nenhum outro líquido exibe. A água dos oceanos não pode ser consumida, pois deve ser dessalinizada. Os processos mais comuns são o de destilação, troca iônica (onde os íons são substituídos por H+ e OH-, que se combinam e formam H2O) e osmose reversa. Todos são processos caros, que tornam a purificação da água do mar economicamente inviável.

A molécula da água

Estrutura de LewisA água é um composto molecular. Em 1 litro de água existem mais de 300 x 1023 moléculas. Cada molécula é formada por um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio, unidos por ligações covalentes. Esta ligação existe graças à atração existente entre os elétrons de um átomo e o núcleo do outro, e vice-versa. A estabilidade é atingida quando dois elétrons, inicialmente nos orbitais de seus respectivos átomos, passam a frequentar regiões próximas a ambos os núcleos, simultaneamente. Estas regiões chamam-se orbitais moleculares - que são os responsáveis pela ligação covalente.
A molécula não é linear!O ângulo entre as duas ligações O-H é de 104,5o. Este ângulo é próximo ao calculado pelo modelo da hibridização de orbitais atômicos. Neste caso, o O estaria hibridizado em sp3, sendo que dois orbitais já estariam preenchidos com elétrons não ligantes. O ângulo esperado seria de 109o, uma geometria tetraédrica; a repulsão entre estes pares eletrônicos, entretanto, pode provocar este pequeno desvio.

A água é um tetraedro deformado.

A distância O-H (o comprimento da ligação) é de 95,7 pm (1 pm = 1 x 10-11m). Os elétrons que formam os orbitais moleculares, na água, não são igualmente compartilhados entre os átomos: o O é mais eletronegativo - exerce uma maior atração sobre os elétrons. A consequência é uma distribuição eletrônica heterogênea na molécula, resultando uma densidade de carga negativa (-) sobre o átomo de oxigênio e densidades de carga positiva (+) sobre os átomos de hidrogênio. A molécula é um dipolo!Esta propriedade, somada ao ângulo de ligação, torna a molécula da água polar, isto é, capaz de sofrer uma orientanção em um determinado campo eletromagnético. Isto revela a importância do ângulo da ligação nas propriedades da água: se a molécula fosse linear (ângulo = 180o) ela não seria um líquido à temperatura ambiente; mesmo que fosse, não seríamos capaz de dissolver sal ou açúcar nela. Por outro lado, ela seria miscível com azeite, gasolina, gorduras... E, ainda, não seríamos capazes de aquecê-la no forno de micro-ondas.
Ligação Hidrogênio intermolecularAs cargas sobre os átomos de H e O são fortes o suficiente para fazê-los exercer atração em moléculas vizinhas. Este tipo de interação é chamado de força intermolecular ou força de van der Waals; no caso da água, o tipo de interação é um dipolo-dipolo entre os pares eletrônicos não ligantes do O e os átomos de H de outra molécula. Esta força é chamada de ligação hidrogênio.

 

>O PEQ já publicou um artigo sobre forças intermoleculares: saiba mais!

 

O estado líquido da água tem uma estrutura complexa e dinâmica, que envolve associação entre as moléculas. A forte e extensa ligação hidrogênio entre as moléculas (vide quadro) produz um valor muito alto de certas propriedades físicas, tais como temperatura de ebulição, viscosidade, tensão superficial, calor específico, entre outros. Se comparado com análogos, a temperatura de ebulição da água deveria ser -200 oC! A água, também, é um dos líquidos com a maior tensão superficial conhecida - que faz com que as gotas sejam esféricas e que alguns insetos possam caminhar sobre ela. Por capilaridade, a água consegue subir até a mais alta folha e uma árvore, contrariando a atração gravitacional da Terra. A estrutura do vapor (gás) da água é mais simples: as moléculas estão relativamente distantes e independentes uma das outras.


 

O processo de solublização do NaCl em água
solubilização do NaCl em água


Uma das propriedades mais importantes da água líquida é a sua capacidade de dissolver substâncias polares ou iônicas para formar soluções aquosas. O oceano, o sangue ou uma xícara de chá são exemplos de soluções aquosas. Todas as reações que ocorrem em nosso organismo se dão em soluções aquosas. A interação entre as moléculas do solvente (água) e as do soluto é que são responsáveis pelo processo de solubilização: quando uma substância iônica é dissolvida em água, os cátions são atraídos pelo lado "negativo" da molécula de água e os ânions pelos lados "positivos". Este processo é chamado de hidratação. A hidratação dos íons é que promove a "quebra" do retículo cristalino da substância iônica, ou seja, a dissolução: as forças existentes entre os cátions e ânions no sólido (ligação iônica) são substituidas por forças entre a água e os íons.
O etanol faz ligação hidrogênio com a água!

Muitos compostos não iônicos também são solúveis em água. É o caso de, por exemplo, do etanol. A cerveja, o vinho e a cachaça são exemplos de misturas homogêneas entre água e etanol. Esta molécula contém uma ligação polar O-H tal como a água. Isto permite à molécula fazer ligações intermoleculares com a água.
 

A molécula de sacarose tem grupos -OH, tal como a água!
sacarose

O açúcar não é uma substância iônica - é molecular. Mas, mesmo assim, dissolve-se em água. Isto ocorre porque, tal como a água, a sacarose é uma molécula polar, isto é, com regiões "carregadas" negativa e positivamente. Neste caso, a interação com a água é do tipo dipolo-dipolo; como a sacarose contém grupos -OH, também ocorre ligação hidrogênio entre as moléculas de sacarose e de água. Isto promove a sua solubilização na fase aquosa. Você já pensou nisso enquanto adoça o seu café? :)

Hidratação de íons

O sólido iônico, ao se dissolver em água, se quebra em pequenas unidades: cátions (íons de carga positiva) e ânios (íons de carga negativa). A equação química é a forma com que o processo é representado; no exemplo, a dissolução do cloreto de sódio (sal de cozinha) em água.
Equação iônica da dissolução do NaCl
A seta indica o sentido espontâneo do processo. Note que o NaCl se separa em íons Na+ e Cl-. Na equação, as notações (s) e (aq) representam o estado físico da espécie: (s) é o estado sólido e (aq) é abreviatura de aquoso, mostrando que os íons estão hidratados.
Quando os íons estão hidratados, eles possuem um certo número de moléculas de água imediatamente próximas. Este é o número de hidratação, que depende do tamanho e carga do cátion.
Esquema da hidratação do íon sódio
A figura mostra um esquema para a hidratação do íon Na+: são 4 moléculas de água na esfera de hidratação, indicando que o número de hidratação do íon Na+ é 4. Isto gera o íon [Na(H2O)4]+, que é circulado por uma outra esfera de moléculas de água parcialmente ordenadas. Todo este efeito é puramente eletrostático, vindo da carga do íon.

Existem muitas substâncias, entretanto, que não são solúveis em água. Um exemplo é a gordura: a natureza não-polar de suas moléculas as torna incompatíveis com as moléculas polares de água. Uma regra geral para a solubilidade é que "o semelhante dissolve o semelhante", isto é, moléculas polares são miscíveis com moléculas polares, e apolares com moléculas apolares.

 

A água é muito diferente a altas P e T
A polaridade da água muda completamente em altas temperaturas e pressão. O mesmo não ocorre com o etanol.

As propriedades da água, entretanto, são completamente diferentes em condições de alta temperatura e pressão. Acima de 300 oC, em altas pressões, a água líquida é capaz de dissolver muitos compostos apolares. Mais diferente ainda é a água quando a pressão for igual ou maior de 218 atm e a temperatura maior do que 374 oC (temperatura crítica): a água se torna um fluído supercrítico. Nestas condições, a água reune propriedades de seu gás (tal como a densidade) e de seu líquido (capacidade de dissolução). Além de dissolver substâncias polares e iônicas, a água supercrítica é capaz de dissolver praticamente todos os compostos apolares. Uma das aplicações é na destruição de lixos tóxicos: a água supercrítica é misturada com os resíduos orgânicos e gás oxigênio; iniciado a chama, a combustão ocorre "embaixo" d'água! Isto só é possível graças às propriedades tipo-gás da água supercrítica e de sua capacidade de dissolver os resíduos.

A molécula de água também é especial por participar de muitas reações orgânicas e inorgânicas. Várias delas resultam da habilidade que a água tem em se comportar tanto como um ácido (doador de prótons) como uma base (receptora de prótons). De fato, em 1 litro de água pura, não existem apenas moléculas de água: ocorrem também 1 x 10-7 mol de íons H3O+(aq) e 1 x 10-7 mol de íons OH-(aq). Estes íons são o produto da reação abaixo, que é a equação para a auto-ionização da água:
H2O(l) + H2O(l) H3O+(aq) + OH-(aq)
O íon H3O+ é chamado de íon hidrônio. É justamente na sua concentração que a escala de pH de uma solução é baseada: quanto maior a concentração de íons hidrônio, menor o valor de pH e, consequentemente, mais ácida é a solução. Quando um ácido, tal como o HCl ou o ácido acético, são adicionados à solução, tanto a água como o ácido contribuem para a formação e elevação da concentração de íons hidrônio. Uma base, por outro lado, neutraliza os íons H3O+, diminuindo a sua concentração e aumentanto o valor de pH.
A água é capágua + ácido acético: a água é uma base!az de promover a ionização de compostos moleculares. O ácido acético, por exemplo, é um composto molecular. Mas, em água, algumas moléculas se ionizam, gerando o íon acetato e H3O+. A equação química ao lado ilustra o processo da dissociação do ácido acético em água. Nesta reação, a molécula de água participa ligando-se covalentemente ao hidrogênio (o próton, H+) da hidroxila do ácido acético. água + amônia: a água é um ácido!Em outras reações, a água pode fazer exatamente o oposto: ceder um próton! É o que acontece na reação com a amônia, ilustrada na figura ao lado. A molécula de amônia, agora, é quem recebe o próton, atuando como uma base. A água, neste caso, comporta-se como um ácido. Como vemos, a água pode se comportar tanto como um ácido ou como uma base: por isso, é chamada de anfótera. (Este termo, "anfótero", foi recentemente utilizado por FHC ao referir-se a certos políticos brasileiros...)

 

____________
Para saber mais:


>Um artigo sobre água, do Departamento de Química da University of Bristol

>PEQ://arquivo - Forças Intermoleculares

>O que é um líquido super-crítico

>Degradação de polímeros com água super-crítica

>PEQ://arquivo - Hidratos de Metano
Anomalias da água em benefício da Vida
 
Propriedade
Comparação
Vantagem para seres vivos
Tensão Superficial

(7,2 x 109 N.m-1)

a mais alta de todos os líquidos importante na fisiologia das células; controla certos fenômenos de superfície
Constante dielétrica
(80 a 20oC)
a mais alta de todos os líquidos, exceto H2O2 e HCN mantém íons separados em solução; permite a mobilidade iônica na fase aquosa
Calor de Vaporização
(2,25 kJ.g-1)
o mais alto de todas as substâncias permite ser utilizada como um ótimo meio para transferência de calor, como o suor, por exemplo.
Calor específico
(4,18 J.g-1.K-1)
um dos mais elevados impede variações bruscas na temperatura ambiente; tende a manter a temperatura do organismo constante

 

 

Água (H2O)
Water molecule 3D.svg
Nome IUPAC Água
Outros nomes Ácido hidroxílico
Hidróxido de hidrogênio
Óxido de hidrogênio
Monóxido de diidrogênio
Propriedades
Fórmula molecular H2O
Densidade 1000 kg·m³, líquida (4°C)
917 kg·m³, sólida
Ponto de fusão 0 °C, 32°F, 273,15 K)[1]
Ponto de ebulição 100 °C, 212 °F, 373,15 K[1]
Exceto onde denotado, os dados referem-se a
materiais sob condições PTN

A água é uma substância química composta de hidrogênio e oxigênio, sendo essencial para todas as formas conhecidas de vida.[2]

É frequente associar-se a água apenas à sua forma ou estado líquido, mas a substância também possui um estado sólido, o gelo, e um estado gasoso, designado vapor de água. A água cobre 71% da superfície da Terra.[3] Na Terra, ela é encontrada principalmente nos oceanos. 1,6% encontra-se em aquíferos e 0,001% na atmosfera como vapor, nuvens (formadas de partículas de água sólida e líquida suspensas no ar) e precipitação.[4][5] Os oceanos detêm 97% da água superficial, geleiras e calotas polares detêm 2,4%, e outros, como rios, lagos e lagoas detêm 0,6% da água do planeta. Uma pequena quantidade da água da Terra está contida dentro de organismos biológicos e de produtos manufa-turados.

A água na Terra se move continuamente segundo um ciclo de evaporação e transpiração (evapo-transpiração), precipitação e escoamento superficial, geralmente atingindo o mar. A evaporação e a transpiração contribuem para a precipitação sobre a terra.

A água é essencial para os humanos e para as outras formas de vida. Ela age como reguladora de temperatura, diluidora de sólidos e transportadora de nutrientes e resíduos por entre os vários órgãos. Bebemos água para ajudar na diluição e funcionamento normal dos órgãos para em seguida ser eliminada pela urina e por evaporação nos poros, mantendo a temperatura corporal e eliminando resíduos solúveis, como sais e impurezas. As lágrimas são outro exemplo de eliminação de água.

Na indústria ela desempenha o mesmo papel de diluidora, transportadora e resfriadora nos vários processos de manufatura e transformações de insumos básicos em bens comerciais.

O acesso à água potável tem melhorado continuamente e substancialmente nas últimas décadas em quase toda parte do mundo.[6][7] Existe uma correlação clara entre o acesso à água potável e o PIB per capita de uma região.[8] No entanto, alguns pesquisadores estimaram que em 2025 mais de metade da população mundial sofrerá com a falta de água potável.[9] A água desempenha um papel importante na economia mundial, ja que ela funciona como um solvente para uma grande variedade de substâncias químicas, além de facilitar a refrigeração industrial e o transporte. Cerca de 70% da água doce do mundo é consumida pela agricultura.[10]

Índice

bullet Propriedades físicas e químicas
bulletFases
bullet Distribuição de água na natureza
bullet Água no universo
bullet Distribuição na Terra
bullet Ciclo hidrológico
bulletTipos de Águas
bulletImpacto na vida
bullet Impacto na sociedade humana
bullet Religião e filosofia
bullet Poluição e contaminação
bullet Embalagens de plástico
bullet Transporte e o problema ambiental
bullet O que sai da torneira da sua casa?
bullet Referências

Propriedades físicas e químicas

O impacto de uma gota de água provoca uma repercussão "para cima" circular rodeado por ondas capilares.

 

 

Snowflakes por Wilson Bentley, 1902.

Uma característica incomum da água é a sua dilatação anômala. Ela se contrai com a queda de temperatura, mas a partir de 4°C recomeça a se expandir, voltando a se contrair após sua solidificação. Isso explica porque a água congela primeiro na superfície, pois a água que atinge a temperatura de 0 °C se torna menos densa que a água a 4 °C, consequentemente ficando na superfície. Esse fenômeno também é importante para a manutenção da vida nas águas frias, pois faz com que a água a 4 °C fique no fundo e mantenha mais aquecidas as criaturas que ali vivem.

Cerca de dois terços da superfície da Terra está coberta por água. Os cinco oceanos contêm 97,2% da água do planeta. O aglomerado de gelo do Antártico (região mais a sul do globo) contém cerca de 90% de toda a água potável existente no planeta. A água em forma de vapor pode ser vista nas nuvens, contribuindo para o albedo da Terra.

A água possui muitas propriedades incomuns que são críticas para a vida, nomeadamente é um excelente solvente e possui alta tensão superficial (0,07198 N m-1 a 25 °C). A água pura tem sua maior densidade a 3,984°C (999,972 kg/m³) e tem valores de densidade menor ao arrefecer que ao aquecer. Por ser uma substância estável na atmosfera, desempenha um papel importante como absorvente da radiação infravermelha, crucial na atenuação do efeito estufa da atmosfera. A água também possui um calor específico peculiarmente alto (75,327 J mol-1 K-1 a 25 °C), que desempenha um importante papel na regulação do clima global.

A água dissolve vários tipos de substâncias polares e iônicas, como sais e açúcares, facilitando as interações químicas entre as diferentes substâncias fora e dentro dos organismos vivos, principalmente nos de metabolismo complexo.

Apesar disso, algumas substâncias não se misturam bem com a água, entre elas os óleos, podendo ser classificadas como insolúveis e, em alguns casos, hidrofóbicas. As membranas celulares, compostas por lipídios e proteínas, levam vantagem das propriedades hidrofóbicas para controlar as interações entre os seus conteúdos e o meio externo.

Fases

Água em três estados: líquido (mar), sólido (gelo) e vapor (invisível no ar). As nuvens são a acumulação das gotículas condensadas do vapor.

 

A água pode ser encontrada na natureza sob a forma sólida, líquida e gasosa (vapor de água). Este último, pode ser encontrado na atmosfera, proveniente da evaporação de mares, rios e lagos.

A água pode mudar de estado físico como, por exemplo, ir do estado sólido para o líquido. Um exemplo disso é quando deixamos o gelo (estado sólido da água) fora da geladeira e ele derrete passando a líquido.

A mudança de estado sólido para líquido recebe o nome de fusão, enquanto que a do estado líquido para o sólido de solidificação. Do estado líquido para a forma vapor, temos o fenômeno de vaporização e, da forma de vapor para a líquida, de condensação ou liquefação.

A evaporação da água no seu ciclo natural ocorre à temperatura ambiente e é lenta. O ponto de ebulição da água está relacionado à pressão atmosférica.

Distribuição de água na natureza

Água no universo

Grande parte da água do universo pode ser um subproduto de formação estelar. O nascimento das estrelas é acompanhado por um forte vento de gás e poeira. Quando esse fluxo de material impacta o gás circundante, as ondas de choque que são criadas comprimem e aquecem o gás, produzindo água.[11]

A água tem sido detectada em nebulosas na nossa galáxia, a Via Láctea. Provavelmente existe água em abundância em outras galáxias porque os seus elementos, hidrogênio e oxigênio, estão entre os mais abundantes no universo. Por vezes, nuvens interestelares condensam em nébulas solares e sistema solares como o nosso.

Distribuição na Terra

A água cobre 71% da superfície da Terra, os oceanos contêm 97,2% da água da Terra. A camada de gelo da Antártida, que contém 90% de toda água doce da Terra, é visível na parte inferior. A água condensada na atmosfera pode ser observada como nuvens, contribuindo para o albedo da Terra.

A hidrologia é o estudo do movimento, distribuição e qualidade da água em toda a Terra. O estudo da distribuição de água é a hidrografia. O estudo da distribuição e circulação de águas subterrâneas é hidrogeologia, das geleiras é glaciologia, das águas interiores é limnologia e da distribuição dos oceanos é a oceanografia. A ecohidrologia é o estudo dos processos ecológicos relacionados com hidrologia.

O coletivo de massa de água encontrado sobre e abaixo da superfície de um planeta é chamado de hidrosfera. O volume aproximado de água na Terra é de 1 360 000 000 km³.

A água é a substância mais abundante na superfície do planeta Terra, compondo 75% dos mesmos. Ela é responsável pelo transporte de partículas, pela alteração da forma da superfície terrestre e por toda a vida sobre a Terra.

De toda a água existente na Terra, 97% encontram-se nos oceanos e 3% correspondem à água doce. A maior parte da água doce (70%) encontra-se congelada, cerca 29% está nos aqüíferos (depósitos de água subterrâneos), enquanto que a água de fácil acesso corresponde apenas a 1% da água doce.

Distribuição da água no nosso planeta

A água líquida é encontrada em corpos de água, como oceanos, mares, lagos, rios, riachos, canais, lagoas ou poças. A maioria da água na Terra é do mar. A água também está presente na atmosfera no estado sólido, líquido e gasoso. Também existem águas subterrâneas nos aquíferos.

A água é importante em muitos processos geológicos. As águas subterrâneas são onipresentes nas rochas e a pressão da água subterrânea afeta os padrões de falhas geológicas. A água no manto é responsável pela fusão que produz vulcões em zonas de subducção. Na superfície da Terra, a água é importante em ambos os processos químicos e físicos de meteorização. A água, tanto no estado líquido, como, em menor escala, no estado sólido (gelo), é também responsável pelo transporte de uma grande quantidade de sedimentos que ocorre na superfície da terra. A deposição de sedimentos transportados formam muitos tipos de rochas sedimentares, que compõem o registro geológico da história da Terra.

Mundialmente, a distribuição de água doce é bem desigual. Como podemos ver na tabela a seguir, a América do Sul é o continente com maior quantidade desse bem indispensável à vida humana.

Continente

Volume de água (km3)

Oceania

24

Europa

76

África

134

América do norte

236

Ásia

533

América do Sul

946

Distribuição mundial da água doce.

 

O Brasil apresenta 8% da água doce do planeta. Dessa quantidade, 80% encontram-se no Amazonas, 5% no Nordeste, 6% no Sudeste e 9% no restante do país. Ainda assim, o problema de acesso à água potável afeta nosso país.

 

No Estado de São Paulo, embora também exista uma rica bacia hidrográfica, 72% dos municípios são totalmente ou parcialmente abastecidos por recursos subterrâneos. Essa é uma realidade que reflete a riqueza hídrica não somente do subsolo paulista, como também do brasileiro como um todo.

 

Ciclo hidrológico

Esquema do Ciclo Hidrológico (ou ciclo da água).

O ciclo da água, conhecido cientificamente como o ciclo hidrológico, refere-se à troca contínua de água na hidrosfera, entre a atmosfera, a água do solo, águas superficiais, subterrâneas e das plantas. A água se move perpetuamente através de cada uma destas regiões no ciclo da água constituindo os seguintes processos de transferência:

bullet

Evaporação dos oceanos e outros corpos de água no ar e transpiração das plantas terrestres e animais para o ar.

bullet

Precipitação, pela condensação do vapor de água do ar, que cai na terra ou no mar.

bullet

Escoamento da terra geralmente atingem o mar.

A maior parte do vapor de água sobre os oceanos retorna aos oceanos, mas os ventos transportam o vapor de água para a terra com a mesma taxa de escoamento para o mar, a cerca de 36 Tt por ano. Sobre a terra, a evaporação e transpiração contribuem com outros 71 Tt de água por ano. A chuva, com uma taxa de 107 Tt por ano sobre a terra, tem várias formas: mais comumente chuva, neve e granizo, com alguma contribuição em nevoeiros e orvalho. A água condensada no ar também podem refratar a luz solar para produzir um arco-íris.

O escoamento das águas, muitas vezes recolhe mais de bacias hidrográficas que correm para os rios. Um modelo matemático utilizado para simular o fluxo de um rio ou córrego e calcular os parâmetros de qualidade da água é o modelo de transporte hidrológico. Parte da água é desviada para irrigação. Rios e mares são importantes para viagens e para o comércio. Através da erosão, o escoamento molda o ambiente criando vales e deltas fluviais que fornecem um solo rico para o estabelecimento de centros de população. Uma inundação ocorre quando uma área de terra, geralmente de baixa altitude, é coberta com água; acontece quando um rio transborda das suas margens ou o mar invade a costa. A seca é um período de meses ou anos durante o qual uma região registra uma deficiência no seu abastecimento de água. Isto ocorre quando precipitação de uma região recebe níveis sistematicamente abaixo da média.

 

Tipos de Águas

  1. ÁGUA NATURAL
  2. ÁGUA MINERAL
  3. ÁGUAS SUBTERRÂNEAS
  4. ÁGUAS SUPERFICIAIS
  5. ÁGUA DO MAR
  6. ÁGUA DA CHUVA
  7. ÁGUA PURA OU DESTILADA
  8. ÁGUA DEIONIZADA
  9. ÁGUA POTÁVEL OU DOCE
  10. ÁGUA DURA
  11. ÁGUA MOLE
  12. ÁGUA PESADA OU DEUTERADA
  13. ÁGUA OXIGENADA
  14. ÁGUA RADIOATIVA
  15. ÁGUA SANITÁRIA
  16. ÁGUA DE CAL
  17. ÁGUA DE BARITA
  18. ÁGUA DE CRISTALIZAÇÃO
  19. ÁGUA MÃE
  20. ÁGUA RÉGIA
  21. ÁGUA SECA

 

Impacto na vida

A hidrosfera, o conjunto de locais onde a água fica na Terra, permite a existência de vida e influi no equilíbrio do ecossistema.

Todas as formas conhecidas de vida precisam de água. Os humanos consomem "água de beber" (água potável, ou seja, água compatível com as características de nosso corpo).

No corpo humano a água é o principal constituinte (entre 70% a 75%) e sua quantidade depende de vários fatores estabelecidos durante a vida do indivíduo, entre eles a idade, o sexo, a massa muscular, o aumento ou perda de peso, o tecido adiposo, e até mesmo a gravidez ou lactação.[12] A água é um componente essencial para o bom funcionamento geral do organismo, ajudando em algumas funções vitais, tais como o controle de temperatura do corpo, por exemplo.

 

Impacto na sociedade humana

Religião e filosofia

A água é considerada como purificadora na maioria das religiões, incluindo o Hinduísmo, Cristianismo, Judaísmo, Islamismo, Xintoísmo e Wicca. O exemplo do batismo nas igrejas cristãs é praticado com água, simbolizando o nascimento de um novo ser, purificado com remissão dos pecados. Verifica-se que, nas mitologias politeístas, os deuses vinculados à água — Yemanjá, Vishnu, Enki e Poseidon (Netuno), para citar alguns exemplos —, em regra, possuem mais seguidores, gozam de maior prestígio ou ocupam graduação mais elevada em relação às demais divindades representantes de outros fenômenos naturais.

 

A ablução hindu, tal como praticada no estado de Tamil Nadu.

Seguindo um princípio semelhante, em outras religiões, incluindo o Judaísmo e o Islamismo, é ministrado aos mortos um banho de água purificada, simbolizando a passagem para a nova vida espiritual eterna. Ainda no Islão, os fiéis apenas podem praticar as cinco orações diárias após a lavagem do corpo com água limpa, no ritual de ablução denominado abdesto (ou wudu). No Xintoísmo e na Wicca, a água é usada em quase todos os rituais de limpeza dos praticantes. Na Nova Versão Internacional da Bíblia, o termo "água" é mencionado 442 vezes.

Na mitologia Celta, Sulis é a deusa das nascentes termais. No Hinduísmo, o rio Ganges é personificado como uma deusa, enquanto que Sarasvati é referida como a deusa dos Vedas. A água é também um dos tatvas (cinco elementos básicos da natureza segundo o Hinduísmo, onde se incluem o fogo, a terra, o akasha e o ar). Em outras tradições, deuses e deusas são mencionados como patronos locais de nascentes, rios ou lagos, como no exemplo da mitologia grega e romana, onde Peneus era o deus do rio. Na religião Wicca a água é tida como um dos símbolos da Grande-Deusa, assim como o cálice e o caldeirão.

O antigo filósofo grego Empédocles, defendia que a água era um dos quatro elementos da natureza básicos, em conjunto com o fogo, terra e ar, sendo respeitada como a substância básica do Universo, denominada ylem. Nas antigas tradições chinesas, a água era um dos cinco elementos, em conjunto com a terra, o fogo, a madeira e o metal. Nas religiões neopagãs, como é o caso da Wicca, também existe a crença na existência de cinco elementos constituintes do Universo, sendo eles: o fogo, o ar, a água e a terra e o akasha(a manifestação da energia divina).

Poluição e contaminação

 

Poluição hídrica de um córrego em uma das favelas indianas

A poluição da água prejudica o seu uso, podendo atingir o homem de forma direta, pois ela é usada por este para ser bebida, higiene pessoal, lavagem de roupas e utensílios e, principalmente, para sua alimentação e dos animais domésticos. Além disso, abastece nossas cidades, sendo também utilizada nas indústrias e na irrigação agrícola. Por isso, a água deve ter aspecto limpo, pureza de gosto e estar isenta de micro-organismos patogênicos, o que é conseguido através do seu tratamento, desde da recolha nos rios até à chegada nas residências urbanas ou rurais. A água é considerada de boa qualidade quando apresenta menos de mil coliformes fecais e menos de dez micro-organismos patogênicos por litro (como aqueles causadores de verminoses, cólera, esquistossomose, febre tifoide, hepatite, leptospirose, poliomielite). Portanto, para a água se manter nessas condições, deve evitar-se sua contaminação por resíduos, sejam eles agrícolas (de natureza química ou orgânica), esgotos, resíduos industriais ou sedimentos provenientes da erosão.

Sobre a contaminação agrícola há a considerar os resíduos do uso de agrotóxicos (comum na agropecuária), que provêm de uma prática muitas vezes desnecessária ou intensiva nos campos, que envia grandes quantidades de substâncias tóxicas para os rios através das chuvas, o mesmo ocorrendo com a eliminação do esterco de animais criados em pastagens. No primeiro caso, há o uso de adubos, muitas vezes exagerado, que acabam por ser carregados pelas chuvas aos rios, acarretando o aumento de nutrientes nestes pontos; isso propicia a ocorrência de uma explosão de bactérias decompositoras que consomem oxigênio, contribuindo para diminuir a concentração do mesmo na água, produzindo sulfeto de hidrogênio, um gás de cheiro muito forte que é tóxico quando a concentração é elevada. Isso também afeta as formas superiores de vida animal e vegetal, que utilizam o oxigênio na respiração, além das bactérias aeróbicas, que são impedidas de decompor a matéria orgânica sem deixar odores nocivos através do consumo de oxigênio.

Os resíduos gerados pelas indústrias, cidades e atividades agrícolas podem ser sólidos ou líquidos, tendo um potencial de poluição muito grande. As impurezas geradas pelas cidades, como resíduos, entulhos e produtos tóxicos são carregados para os rios com a ajuda das chuvas. Os resíduos líquidos podem carregar poluentes orgânicos que, em pequena quantidade, são mais fáceis de ser controlados do que os inorgânicos. As indústrias produzem grande quantidade de resíduos em seus processos, sendo uma parte retida pelas instalações de tratamento da própria indústria, que retêm tanto resíduos sólidos quanto líquidos, e a outra parte despejada no ambiente. No processo de tratamento dos resíduos também é produzido outro resíduo chamado chorume, um líquido que requer segundo tratamento e controle. As cidades podem ser ainda poluídas pelas enxurradas, pelo resíduos e pelo esgoto.

Enfim, a poluição das águas pode aparecer de vários modos, incluindo a poluição térmica (descarga de efluentes as altas temperaturas), poluição física (descarga de material em suspensão), poluição biológica (descarga de bactérias patogênicas e vírus), e poluição química, que pode ocorrer por deficiência de oxigênio, toxidez e eutrofização.

A eutrofização é causada por processos de decomposição que fazem aumentar o conteúdo de nutrientes, aumentando a produtividade biológica, permitindo proliferações periódicas de algas, que tornam a água turva e com isso podem causar deficiência de oxigênio pelo seu apodrecimento, aumentando sua toxicidade para os organismos que nela vivem (como os peixes, que aparecem mortos junto a espumas tóxicas).

A poluição de águas nos países ricos é resultado da forma como a sociedade consumista está organizada para produzir e desfrutar de sua riqueza, progresso material e bem-estar. Já nos países pobres, a poluição é resultado da pobreza e da ausência de educação de seus habitantes, que, assim, não têm base para exigir os seus direitos de cidadãos, o que só tende a prejudicá-los, pois esta omissão na reivindicação de seus direitos leva à impunidade às indústrias, que poluem cada vez mais, e aos governantes, que também se aproveitam da ausência da educação do povo e, em geral, fecham os olhos para a questão, como se tal poluição não atingisse também a eles. A Educação Ambiental vem justamente resgatar a cidadania para que o povo tome consciência da necessidade da preservação do meio ambiente, que influi diretamente na manutenção da sua qualidade de vida.

Quanto maior é a qualidade da água de um rio, ou seja, quanto mais esforços forem feitos no sentido de que ela seja preservada (tendo como instrumento principal de conscientização da população a Educação Ambiental), melhor e mais barato será o tratamento desta e, com isso, a população só terá a ganhar. Novas técnicas vem sendo desenvolvidas para permitir a reutilização da água no abastecimento público.

A água da distribuição pública em países desenvolvidos é tratada, sendo por isso normalmente muito boa para consumo e até mais controlada que a água engarrafada, sendo uma fonte mais ecológica e muito mais barata. Por vezes nalguns países a própria água engarrafada provém da torneira, sendo apenas filtrada.[13][14] No entanto, normalmente nalguns países com problemas de poluíção ou sem fácil acesso a água potável, pode suceder ser contaminada por substâncias químicas tóxicas ou por microorganismos prejudiciais à saúde pública. Mesmo algumas substâncias, consideradas indispensáveis ao consumo, podem ser tóxicas se a sua concentração for excessiva, como é o caso do flúor, que pode causar a fluorose. Pode ocorrer excesso de concentração cloro, flúor ou outras substâncias utilizadas no tratamento. No entanto, devido às baixas dosagens utilizadas no tratamento e ao controle do processo de tratamento esse tipo de ocorrência tende a ser pequeno.

As formas mais comuns de contaminação decorrem da presença de poluentes ou de microorganismos despejados nos mananciais. Esse tipo de contaminação é mais frequente em localidades que não possuem tratamento de água, mas em alguns casos, podem ocorrer mesmo em água tratada, devido a falhas no processo de abastecimento ou pela presença de poluentes que não possam ser removidos pelo processo de tratamento normal.

Em muitos casos os contaminantes podem estar presentes mesmo em águas minerais engarrafadas — as fontes de água mineral podem encontrar-se em regiões sujeitas à presença de poluentes que se infiltram no lençol freático e, mesmo após a filtração das rochas, podem ainda estar presentes no ponto de coleta.

Entre os contaminantes, podem ser encontradas bactérias, protozoários e fungos patogênicos, toxinas produzidas por algas ou por decomposição de animais ou resíduos (chorume) como os nitratos. Além disso, toda a espécie de compostos químicos que são agressivos à vida, decorrentes de despejos industriais, podem ocorrer, tais como fenóis, compostos clorados utilizado na indústria papeleira, hidrocarbonetos presentes em solventes e tintas e muitos outros. Enfim também podem ser encontrados Metais pesados dissolvidos na água, formando íons como crômio(VI), que são altamente cancerígenos e compostos de chumbo e de mercúrio, que podem provocar diversos tipos de doenças.

Embalagens de plástico

O plástico tem como matéria-prima o petróleo e o gás natural, dois recursos não renováveis. Para além disso, são usadas mais de 1,5 milhões de toneladas de plástico só para fabricar garrafas de água.

O plástico liberta algumas toxinas e, contrariamente ao que muitos pensam, algumas substâncias podem ser mais difíceis de controlar na garrafa do que na torneira, uma vez que estas se armazenam durante períodos mais longos e a temperaturas mais altas, aumentando até níveis tóxicos a concentração de microorganismos que em pequenas concentrações não são prejudiciais à saúde.[13]

Quando as garrafas de plástico não são recicladas, podem ir para aterros sanitários. O mundo está cheio de aterros sanitários e, como as garrafas de plástico se decompõem a uma velocidade muito baixa, permanecerão nos aterros por muitas centenas de anos. Atualmente o processo de reciclagem de resíduos movimenta uma grande indústria, evitando que este problema se acentue. Há, no entanto, deposição de garrafas de água em zonas mais inacessíveis à sociedade ocidental, o que se revela um problema de poluição grave.[15][16]

Transporte e o problema ambiental

Um quarto da água engarrafada em todo o mundo é consumida fora do país de origem. O seu transporte é geralmente feito por caminhões e veículos de combustão interna através de rodovias. Esse tipo de transporte agrava o problema das emissões de dióxido de carbono. Os gases emitidos encontram-se entre as causas do aquecimento global e do efeito estufa. Ainda assim, cerca de 75% da água produzida é consumida à escala regional, limitando essas emissões nocivas.

Apesar do plástico ser um elemento reciclável, tanto a sua produção como até mesmo a sua reciclagem são poluentes, provocando danos no ambiente e sendo preferível evitar a sua utilização, exceto em situações necessárias, isto é, zonas sem água potável.

 

Você sabe o que sai da torneira da sua casa?

Sei que nada sei. Esta citação do filósofo grego Sócrates ilustra bem o tema deste texto para a página eletrônica da SBQ-Rio. Na ciência é sempre o que acontece. Quanto mais se sabe, mais se desconhece.

Os químicos analíticos descobriram que a água que chega às torneiras, pronta para ser bebida depois de filtrada, está contaminada com uma plêiade de fármacos. Este problema, entretanto, não é novo. Ele surgiu nos início dos anos noventa quando um ecotoxicologista trabalhando na Inglaterra associou a feminilização de peixes machos à presença na água do anticoncepcional 17α-etinilestradiol. Mais tarde se verificou que estrógenos provocam dimorfismo sexual no sistema reprodutor dos peixes, comprometendo a sua reprodução.

Com o avanço das técnicas analíticas se descobriu que a contaminação de águas por fármacos é um fenômeno geral que ocorre em todo o mundo desenvolvido. Não só os rios e os lençóis subterrâneos estão contaminados com poluentes químicos. Até mesmo a água potável, depois de tratada, está contaminada com anticoncepcionais, antiinflamatórios, antidepressivos e outras classes de fármacos. Por incrível que possa parecer, muitos grupos vêm se especializando no desenvolvimento de técnicas para a detecção, por exemplo, de antidepressivos na água que chega as torneiras, como uma equipe do US Geological Survey, que está particularmente interessado nesta classe de fármacos.

Mike Adams Charge

A razão é simples, cada vez mais antidepressivos são consumidos, e a tendência deste consumo é aumentar. Mas, não só os químicos passaram a fazer dessas análises de água suas linhas de pesquisa. Muitos biólogos passaram a estudar os efeitos de fármacos na água sobre espécies aquáticas, e até mesmo sobre os consumidores de águas contaminadas. Apesar de estes contaminantes estarem presentes em pequenas concentrações na água tratada, ainda não se pode imaginar seus efeitos sobre a espécie humana, porque muitas vezes a água está contaminada com mais de uma dezena de fármacos. Se um é prejudicial o que dizer de dez! Haverá algum efeito sinérgico?

Ao analisarem águas contaminadas com fármacos, os químicos analíticos obrigam as agências reguladoras a reverem a legislação ambiental, porque sempre que diminuem os limites de detecção de contaminantes, as leis obrigatoriamente devem ser alteradas. Não só os advogados são influenciados pela química, também, no futuro, os antropólogos serão obrigados a se interessarem pelas estatísticas sobre águas contaminadas. Pode-se, por exemplo, antever teses de antropologia com formulações teóricas sobre o comportamento de determinadas comunidades, com base na contaminação da água com antidepressivos.

A realidade é que o problema está posto e também nos atinge. E os químicos analíticos brasileiros, o que estão fazendo para informar a população se a água consumida nas grandes cidades está contaminada com fármacos? Veja a seguir a resposta do Prof. Wilson Figueiredo Jardim (UNICAMP) a este questionamento:

Durante quatro anos, desde 2002, foram analisadas amostras de água coletadas em três pontos do Rio Atibaia (manancial de onde Campinas retira 95% da água que abastece a cidade) e um dos ribeirões Pinheiros e Anhumas, além de amostras de água potável em dez bairros do município, abrangendo as regiões Norte, Sul, Leste, Oeste e central. Na água que chega às torneiras dos campineiros, foram encontrados dietilftalato, dibutilftalato, cafeína, bisfenol A, estradiol, etinilestradiol, progesterona e colesterol. "São substâncias que não deveriam ser encontradas na água potável. Há que se dar um desconto para os ftalatos, pois muito provavelmente são oriundos da lixiviação dos canos de PVC", declarou Jardim.

De acordo com o estudo, a cafeína apresentou uma concentração média na água potável de 3,3 micrograma por litro (µg/L). Para o colesterol, a média obtida na água potável foi de 2,4 µg/L. Outros compostos também chamaram a atenção, como a progesterona (1,5 µg/L), estradiol (2,4 µg/L) e etinilestradiol (1,6 µg/L), hormônios sexuais femininos. "São concentrações muito elevadas comparadas com a Europa e América do Norte. Chegam a ser da ordem de mil vezes maior. Os níveis de alguns compostos na água potável, a cafeína, por exemplo, é similar ao que se encontra na água bruta de alguns países europeus", afirmou Jardim.

A evolução da Química Analítica se assemelha muito com alguém que passou a usar óculos ou fez uma cirurgia de catarata, e ao se olhar no espelho, passa a enxergar as rugas que antes achava que não tinha, porque não as vi.

 

Referências

  1. Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW), used for calibration, melts at 273.1500089(10) K (0.000089(10) °C, and boils at 373.1339 K (99.9839 °C)

  2. United Nations .

  3. CIA- The world fact book. Central Intelligence Agency. Página visitada em 2008-12-20.

  4. Water Vapor in the Climate System, Special Report [ligação inativa] . American Geophysical Union (dezembro de 1995). Página visitada em abril de 2007.

  5. Vital Water . UNEP (Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente).

  6. Björn Lomborg. The Skeptical Environmentalist. [S.l.]: Cambridge University Press, 2001.

  7. MDG Report 2008.

  8. Public Services", Gapminder video.

  9. Kulshreshtha, S.N (1998). "A Global Outlook for Water Resources to the Year 2025". Water Resources Management 12 (3): 167–184. DOI:10.1023/A:1007957229865.

  10. Baroni, L.; Cenci, L.; Tettamanti, M.; Berati, M. (2007). "Evaluating the environmental impact of various dietary patterns combined with different food production systems". European Journal of Clinical Nutrition 61: 279–286. DOI:10.1038/sj.ejcn.1602522.

  11. Gary Melnick, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics e David Neufeld, Johns Hopkins University citado em: "Discover of Water Vapor Near Orion Nebula Suggests Possible Origin of H20 in Solar System (sic)", The Harvard University Gazette, 23 de abril de 1998. "Space Cloud Holds Enough Water to Fill Earth's Oceans 1 Million Times", Headlines@Hopkins, JHU, 9 de abril de 1998. "Water, Water Everywhere: Radio telescope finds water is common in universe", The Harvard University Gazette, 25 de fevereiro de 1999. Página visitada em abril de 2007.

  12. mulher.sapo.pt [ligação inativa].

  13. a b www.sportlife.com.pt

  14. storyofstuff.org

  15. multinationalmonitor.org

  16. www.mindfully.org

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Este site foi atualizado em 15/10/11