Passeio químico em Aveiro [Chemical trail in Aveiro]

[Uma parte deste passeio foi realizada fisicamente no dia 30 de março de 2019 pelas 15 horas. Foi apoiado pelo Centro de Ciência Viva Fábrica, publicitado e noticiado em páginas e jornais locais e foi referido nas actividades no Ano Internacional da Tabela Peródica da revista da Sociedade Portuguesa de Química (SPQ). A revised machine translation will be included in the writings.]  

Começámos no parque de Santo António, em frente ao Centro de Ciência Viva Fábrica (o percurso está disponível com o Google Maps).

Já várias vezes falámos neste blogue do cheiro da relva cortada, que é muito característico. Tem que ver com moléculas, claro, mas também com o nosso sistema olfativo e com concentrações. Provavelmente não foi referido aqui, mas a relva é uma planta especial que suporta o corte e volta a crescer. Precisa, no entanto, de muita água. Por isso, se for cortada e regada, acaba por voltar a crescer.

Há um aspecto que tem que ver com o cheiro da relva cortada que é o das patentes! Como? - dirão. De facto, as patentes são importantes em química pois asseguram que um determinado produtor pode usar exclusivamente, durante um tempo limitado (normalmente 20 anos), aquela molécula ou processo. Há coisas que não podem ser patentadas como aquelas que já eram conhecidas ou aquelas que já estão publicadas. Por isso, as pessoas interessadas em patentear não publicam. As patentes envolvem advogados especializados e moléculas que ainda não existem (nomeadamente as chamadas moléculas “proféticas”) para evitar que as patentes possam ser contornadas. É de notar que o desenvolvimento é muito caro, especialmente o farmacêutico, e por isso pensa-se tem de ser protegido de alguma forma. Nos EUA existia até 2012 a primazia da descoberta, por isso os cadernos de laboratório eram tão importantes, mas temos situações cinzentas (e neste caso de transição). Por isso, só há pouco tempo foi resolvida a disputa que durava há vários anos sobre o CRISP-9. Poderíamos falar interminavelmente sobre as patentes, mas há uma pergunta que vos pode ter intrigado. Que é que isso tem que ver com o cheiro a relva? Tem muita coisa! Um produtor queria vender bolas de golfe com cheiro a relva e queria proteger o seu negócio. Assim, o primeiro passo foi patentear a ideia, mas isso não bastava. Esta teria de ser exequível e patentável. Logo, foi também patenteado um cheiro artificial de relva, completamente definido em termos de moléculas e quantidades, para colocar nas bolas! Sabem o que aconteceu? Adivinham? Quase ninguém teve interesse nessas bolas de golfe e a patente (que custa muito dinheiro anualmente) foi abandonada! E é isto que acontece com as patentes: muitas não têm retorno financeiro.      

De onde estávamos viam-se alguns painéis solares. Já falei deste tipo de painéis noutro passeio. As pessoas pensam nestes como sendo uma coisa física mas tem muita química, como já expliquei. Desde logo a separação entre os painéis que só aquecem a água das células que poduzem electricidade. O normal é últimos serem baseados em silício monocristalino dopado, como já referi, mas as células de corantes têm muito interesse pois são de baixo custo e podem ser transparentes, aproveitando a radiação ultravioleta. O armazemamento da energia é outro problema a ser resolvido, pelos químicos, claro.

Neste parque há também uma amoreira branca. Esta árvore está supostamente na origem do papel, inventado pelos chineses. A química o papel têm também muito que se diga. Desde o fabrico das pastas até aos aditivos e branqueadores, passando pelo controlo de qualidade, os efluentes e o seu tratamento, assim como os odores. Mais coisas de que poderíamos falar interminavelmente. Neste parque podemos encontrar, obviamente, muitas outras plantas. Além das referidas é digno de nota o Allium triterpium, rico em saponinas, um tipo de moléculas que tem um parte apolar e outra polar, muitas com trinta carbonos, triperpenos, da família dos isoprenos, que usam como base o isopreno C5H8. Estas moléculas por dissoverem as gorduras na parte apolar e serem solúveis em água pela parte apolar têm a particularidade de fazerem bastante espuma e poderem ser usados como sabões naturais.

No Parque Infante D. Pedro podemos encontrar um teixo e referir a origem e desenvolvimento do taxol (paclitaxel). De facto, este composto usado contra o cancro foi descoberto no tronco de um teixo mais raro numa pesquisa sistemática dos anos setenta. Actualmente, faz-se um transformação química num composto mais comum e sustentável presente nas folhas do teixo comum e obtem-se o paclitaxel de forma indirecta. Evita-se assim a tragédia ecológica que seria a procura dos troncos de uma árvore muito rara.

Neste parque podemos também observar uma gruta artificial com as suas estalactites, um consultório dentário, uma loja de colchões, azulejos, entre muitas outras coisas. Como referi, podemos encontrar química em todos os objectos. E não é suficiente para os perceber saber de que são feitos. A maior parte dos objectos que nos rodeiam foi alvo de transformações químicas.

O monumento ao Egas Moniz está no hospital de Aveiro e não o encontrámos neste passeio. O Egas Moniz é o nosso único prémio Nobel científico. Claro que podemos discutir as circunstâncias que rodearam estes trabalhos, mas não podemos olhar para o passado com os olhos de hoje. A clorpromazina para as psicoses só surgiu nos anos 1950, por exemplo. Outro aspecto é a descoberta da angiografia que seria muito mais interessante em termos de prémio, mas mesmo essa não será isenta de problemas, como os dos materias opacos usados para visualizar as veias. Destes tem especial interesse o uso de moléculas contendo o elemento tório que, sendo radioativo, poderia provocar danos mais tarde, por exemplo.    

No Museu de Santa Joana são também vários os aspectos que podem ser referidos.Os pigmentos das obras de arte, o restauro destas, entre outros. O armário da botica do convento onde se instalou o museu fica na entrada e é uma interessante peça a explorar. As pedras da calçada que representam o "grafeno" são também uma visão surpreendente. Finalmente, o jardim de ervas aromáticas é outro ponto de interesse.

 As lojas de ovos moles e conservas apareceram a seguir no nosso

percurso. Aqui poderemos falar da química dos ovos moles e das conservas, por exemplo. No caso dos ovos moles, vale a pena referir que estes são feitos com gemas de ovos crus e de açúcar (sacarose) que faz a sua conservação. A composição das gemas de ovos é muito complexa, mas a sacarose é uma molécula quase pura. A produção de açúcar a partir de cana ou beterrabas sacarinas seria outro ponto de intresse deste passeio. Os ovos moles de Aveiro foram certificados e continuam a ser estudados.

Na ponte sobre a ria podemos ver estátuas de bronze, em particular a do fogueteiro e a do molicieiro. No caso do fogueteiro pode ser interessante referir a química dos foguetes e das suas cores. O “fogo” era uma coisa muito comum e todas as ocasiões serviam para o usar, diz quem sabe. Hoje não é assim. Por um lado evitamos usar o “fogo” no verão que pode provocar incêndios e por outro procuramos versões mais ecológicas e sustentáveis desta actividade humana milenar. Actividade humana muito antigo é também a do uso dos moliços para adubar os terrenos. Mas nem os moliços nem os excrementos, tratados ou naturalmente curtidos, são suficientes para a agrucultura actual. Os adubos naturais versus fertilizantes artificiais é um tema interessante e na ordem do dia. Os adubos artificiais foram descobertos no início do século vinte e foram a maior revolução em termos de vidas salvas da fome. Curiosamente, os vendedores de adubos naturais já nessa altura realçavam esse aspecto (serem “melhores” por serem naturais). Nesse ponto do passeio poderemos também referir a química da água e da sua composição, análise e controlo, entre outras coisas.

Na avenida Lourenço Peixinho encontramos o monumento aos combatentes da grande guerra que é uma oportunidade para falar da química ligada à guerra e à paz. Também poderemos referir o bronze e outros ligas metálicas presentes neste monumento.

Mais à frente temos uma vista sobre os canais da ria e das salinas. É mais uma oportunidade para referir várias coisas, nomeadamente a forma como a solubilidade permite que precipite o sal da forma que o conhecemos. No átrio do hotel do Hotel As Américas encontrei algumas encenações e explicações das salinas e do sal. Cá fora, no jardim, existe um arbusto Callistemon spp. que insprou um herbicida como já referi. Junto à estação de caminho de ferro encontramos vestígios de painéis antigos da CUF. Aqui poderemos referir a evolução da industria química, entre outras coisas.

Ainda na avenida Lourenço Peixinho encontramos casas com vidros e azulejos antigos. No caso dos vidros, só recentemente estes são planos e muito grandes e sem imperfeições, pois foram implementados novos processos. Aqui, podemos também ver os  efeitos do tempo nos materiais.

A Casa Municipal da Cidadania funciona no antigo dispensário antituberculoso. Aqui poderemos falar da evolução do tratamento da tuberculose e dos antibióticos usados para esta micobactérica. Ao lado da Casa Municipal da Cidadania encontrámos durante o passeio uma loja com um solário que nos levou aos efeitos da fotoquímica.

No canal podemos ainda ver uma antiga fábrica de cerâmica. Aveiro é bastante conhecida pelo fabrico de cerâmicas, desde as faianças aos azulejos. Seguimos daqui para uma ponte com cadeados e  fitas e chegámos a um centro comercial. 

Acabámos por aqui, mas a química e os seus efeitos vêm connosco.

[Actualizei a parte das patentes a 18 de setembro de 2020]

[translation]

Chemical trail in Aveiro

We started in Parque Santo António, in front of the Ciência Viva Fábrica Center that supported this trail (the route is available with Google Maps).

We have already spoken in this blog several times about the smell of cutted grass, which is very characteristic. It has to do with molecules, of course, but also with our olfactory system and concentrations. It was not mentioned here, but the grass is a special plant that supports cutting and growing again, but it needs a lot of water. So if it is cut and watered, it ends up growing again.

There is an aspect that has to do with the smell of cutted grass which is that of patents! How is this possible? - you say. In fact, patents are important in chemistry as they ensure that a given producer can use that molecule or process exclusively, for a limited time (usually 20 years). There are things that cannot be patented like those that were already known or those that are already published. Therefore, people interested in patenting someting do not publish it. Patents involve specialized lawyers and sometimes molecules that do not yet exist (the so-called "prophetic" molecules) to avoid as much as possible that patents can be circumvented. It is to be noted that the development is very expensive, especially the pharmaceutical one, and therefore it has to be protected somehow. In the USA we have till 2012 the primacy of discovery (now changed to primacy of file), which is why laboratory notebooks are so important, but we have dubious situations (in this case we had a mix transition situation). The dispute that lasted for several years over CRISP-9 was only recently resolved, for example. We could talk endlessly about patents, but is there a question that has puzzled you? What does patents have to do with the smell of grass? It has something, of course! A producer wanted to sell grass-smelling golf balls and wanted to protect his business. So, the first step was to patent the idea, but that was not enough. That must be feasible and patentable. So, a completely defined artificial grass smell was also patented (to put on the balls)! Do you know what happened? Guess what? Almost nobody was interested in these golf balls and the patent (which costs a lot of money annually) has been abandoned! And this is what happens with some patents: Many have no financial return.

From where we were, there were some solar panels. I already mentioned these devices on another tour. People think of these as being a physical thing but it has a lot of chemistry, as I explained.  Starting form the separation form heating to producing electricity ones. The normal electricity producion ones are based on doped monocrystalline silicon, as I mentioned, but the dye cells are very interesting because they are low cost and can be transparent, taking advantage of ultraviolet radiation. Storage is another problem to be solved by chemists, of course.

In this park there is also a white mulberry tree. This tree is supposedly at the origin of the paper, invented by the Chinese. Chemistry and paper also have a lot to say. From the manufacture of pastes to additives and bleaches, through quality control, effluents and their treatment, as well as odors. We could talk  about this things endlessly. In this park we can obviously find many other plants. In addition to those mentioned, it is worth noting the Allium triterpium, rich in saponins, a type of molecules that has a nonpolar and a polar part, many with thirty carbons, triperpenes, from the isoprene family, which use C5H8 isoprene as a base. These molecules by dissolving fats in the nonpolar part and being soluble in water by the nonpolar part have the particularity of making a lot of foam and can be used as natural soaps.

At Parque Infante D. Pedro we can find a yew tree and refer to the origin and development of taxol (paclitaxel). In fact, this compound used against cancer was discovered in the trunk of a rarer yew in systematic research from the seventies. Currently, a chemical transformation is made into a more common and sustainable compound present in the leaves of the common yew tree and paclitaxel is obtained indirectly. This avoids the ecological tragedy that would be the search for the trunks of a very rare tree.

In this park, we can see also an artificial cave with its stalactites, a dental office, a mattress store, tiles, among many other things. As I mentioned, we can find chemistry in all objects. But this is not enough to understand them. Most of them have undergone chemical transformations.

The monument to Egas Moniz is in the hospital and we did not find it in this tour. Egas Moniz is our (Portuguese) only scientific Nobel Prize. Of course we can discuss the circumstances but we cannot look at the past with today's eyes. Chlorpromazine for psychoses only appeared in the 1950s, for example. Another aspect is his discovery of angiography, which would be much more interesting I think, but even this will not be free from problems like the opaque materials used to visualize the veins. Of these, the use of thorium which is radioactive could cause damage later, for example.

At the Santa Joana Museum there are also several aspects that can be mentioned. Pigments, restoration, among others. The convent's pharmacy cabinet is at the entrance and is an interesting piece to explore. The cobblestones that represent "graphene" are an amazing sight. The aromatic herb garden is also another point of interest.

The stores of “ovos moles” and “conservas” appeared next on our route. Here we can talk about the chemistry of “ovos moles” and “conservas”, for example. In the case of “ovos moles”, it is worth mentioning that they are made with raw egg yolks and sugar that preserves them. The composition of egg yolks is very complex, but sucrose (sugar) is almost pure. Aveiro's “ovos moles” have been certified and are still being studied.

On the bridge over the estuary we can see bronze statues, in particular the rocket man and the molicieiro. In the case of rockets, it may be interesting to mention the chemistry of rockets and their colors. The "fogo" (fire) was a very common thing and every occasion served to use it, says who knows. Today it is not so. First, we avoid using “fire” in the summer, which can cause fires, and we look for more ecological and sustainable versions of an ancient human activity. A very old human activity is the use of molasses to fertilize the land. But neither the molasses nor the treated or naturally tanned excrements are sufficient for today's agriculture. Natural versus artificial fertilizers are an interesting topic and on modern agenda. Artificial fertilizers were discovered at the beginning of the century and were the biggest revolution in terms of lives saved from hunger. Interestingly, the sellers of natural fertilizers already emphasized that aspect (being natural). At this point we can also refer to the chemistry of water and its composition, analysis and control, among other things.

On Rua Lourenço Peixinho we find the monument to the combatants of the great war. Another opportunity to talk about chemistry linked to war and peace. We can also refer to bronze and other metal alloys.

But at the front we have a view over the channels of the estuary and the “salinas” (salt flats). Another opportunity to mention a lot of things, namely the way in which solubility allows salt to precipitate as we know it. In the hotel lobby of the Hotel “As Américas” I found some scenarios and explanations of the salt and salt and outside, in the garden, there is a Callistemon spp shrub. who is in the origin of a herbicide. Next to the railway station we find traces of old CUF panels. Here we can mention the evolution of the chemical industry, among other things.

Still on Avenida Lourenço Peixinho we find houses with old tiles and glass windows. In the case of glass, only recently they are flat and very large. We can also see the effects of time on materials.

The Municipal House of Citizenship is in the old anti-tuberculosis dispensary. Here we can talk about the evolution of tuberculosis treatments. Next to the Municipal House of Citizenship we found a store with a solarium that takes us to the effects of photochemistry.

In the canal we can see an old ceramic factory. Aveiro is well known for the manufacture of ceramics, from dishes to tiles. We went to a bridge with padlocks, ribbons and arrived at the shopping center. The chemical trail finished here, but chemistry remained with us.

[versão de 30 de Agosto de 2020] 

[The text about patents was corrected september 18, 2020]

(PQ-CC) Ao encontro da chuva e do cheiro a terra molhada

Agora que chegou o Outono e vão começar as primeiras chuvas, vai também chegar o característico e intenso cheiro a terra molhada. Não tenhamos receio da chuva e do vento e vamos sair para a rua ao encontra da química da chuva e da terra molhada.

É muito interessante que, no caso da terra molhada, podemos associar o cheiro a uma molécula em particular. De facto, o cheiro a terra molhada é essencialmente devido a uma molécula, a geosmina [1], que é produzida por algumas bactérias, em particular as Streptomyces, que começam a desenvolver-se intensamente mal chove.

Obviamente, os odores característicos dos solos e da natureza têm origens complexas. É, de resto, devido a essa complexidade que podemos identificar locais diferentes pelo odor e por vezes associá-los a diferentes composições do solo e à presença de certos tipos de plantas, fungos, passagem de animais, etc. O cheiro a terra molhada é um odor súbito e característico, que em determinadas condições, em especial nas primeiras chuvas, se adiciona e sobrepõe a todos esses cheiros.

A água da chuva, contrariamente a algum senso-comum ou ingenuidade científica, não é água pura. É até bastante impura pois contém sais dissolvidos, nomeadamente os iões sódio, Na⁺, magnésio, Mg²⁺, potássio, K⁺, cálcio, Ca²⁺, amónio, NH₄⁺, cloreto, Cl^-, sulfato, SO₄^2-, nitrato, NO₃^-, entre outros. Estes sais têm origens diversas, desde os aerossóis marítimos (Na⁺, Mg²⁺, K⁺, Ca²⁺, Cl^-, etc) aos desperdícios de origem animal e fertilizantes (NH₄⁺ com origem no NH₃) aos combustíveis fósseis (SO₄^2- com origem no SO₂) [2].

Mas de onde vem a chuva? Comecemos com a humidade relativa. De forma simples, a humidade relativa é a percentagem de vapor de água que existe no ar em relação ao máximo que poderia existir. Esse máximo só depende da temperatura e não dos outros gases da atmosfera e é maior a temperaturas mais altas e menor a temperaturas mais baixas. Daí que os aquecedores pareçam secar o ar e que, junto às janelas ou zonas mais frias das casas, haja condensação de água. É de referir que nós, que estamos em equilíbrio com o ambiente que nos rodeia, somos mais sensíveis ao valor relativo da humidade que ao valor absoluto.

Quando se ultrapassa o valor máximo da humidade relativa pode ocorrer condensação do vapor de água presente na atmosfera. Nós não vemos o vapor de água; o que por vezes se chama vapor é já um aerossol, ou seja uma nuvem de gotículas de água. Na atmosfera as nuvens vão-se formando, podendo inclusive ter gelo, mas a chuva não vem de imediato. As gotículas podem não se juntar de forma espontânea para formar as gotas de chuva. De facto, a presença de sais e poeiras tanto pode conduzir à agregação das gotículas como à estabilização do sistema (um exemplo são as nuvens de que não resulta chuva). Os processos físicos e químicos de produção de chuva artificial baseiam-se na desestabilização do sistema para se obter, primeiro as nuvens de gotículas, e depois as gotas de chuva.

Há que dizer que o formato das gotas de chuva é esférico ou achatado, ou seja que as gotas não têm bicos na parte de cima como é por vezes representado, não só pelas crianças. As gotas são esféricas devido ao efeito da tensão superficial; a esfera é a geometria que minimiza a relação área/volume da gota.

[1] Simon Cotton, Geosmin: The smell of the countryside, http://www.chm.bris.ac.uk/motm/geosmin/geosminh.htm (acedido 27 de Setembro de 2010) É bastante curioso que esta molécula esteja também associada ao cheiro a lodo na água e nos peixes, mas seja de importância fundamental para os camelos descobrirem água.

[2] F. André et al., Atmospheric Environment 41 (2007) 1426-1437.

[versão de 27 de Setembro de 2010; com alterações de 2 de Novembro de 2010]

(PQ-Misc) Química de um passeio à beira mar

Na areia da praia, junto ao mar deixemos-nos levar pela química que nos rodeia. E não me refiro, claro, aos plásticos e pedaços de alcatrão atirados pelo mar (felizmente cada vez mais raros) provenientes de despejos de lixo e derrames de petróleo. Há alguma química nisso, mas não a que nos interessa para este passeio. Comecemos por olhar a areia com mais atenção: é essencialmente sílica, SiO₂, sendo as cores amarelas e castanhas devidas aos óxidos de ferro (III). E já que falamos de cores, são também interessantes as da areia molhada e seca e da espuma das ondas. Trata-se em ambos os casos de efeitos de difusão da luz. No caso da espuma trata-se da difusão múltipla de todos os comprimentos de onda da luz que resulta na cor branca tal como acontece com o leite, a espuma da cerveja, as natas e outros materiais coloidais. Também a diferença de cor entre a areia molhada e seca está relacionada com a difusão múltipla da luz. Quando há água em vez de ar entre os grãos de areia, a luz é difundida preferencialmente no sentido da sua incidência originando uma grande atenuação da luz que é difundida para o exterior da areia. Já a areia grossa parece mais escura por a luz ter maior probabilidade de ser absorvida (logo atenuada) durante o processo de difusão pelos grãos de areia. Fazer castelos de areia é uma poderosa aplicação do que os químicos chamam pontes ou ligações de hidrogénio [1]: as forças de atracção entre as moléculas de água e a sílica mantêm os grãos de areia molhada unidos na forma que lhes damos. É de referir que são também estas forças que fazem com que a água seja líquida à temperatura ambiente, quando por analogia com moléculas idênticas esta deveria ser gasosa. Contrariamente ao que é por vezes dito de forma pouco correcta, a água do mar não contêm apenas cloreto de sódio. Tem também iões magnésio, potássio, cálcio, brometo, sulfureto, entre outros, sendo certo que a soma das cargas negativas de todos estes iões é rigorosamente igual à soma das cargas positivas. Todos estes iões tornam a água do mar mais densa, sendo por isso mais fácil flutuar nesta. São também estes sais que fazem com que a água do mar não sirva para matar a sede. Como esta tem uma percentagem de sais de cerca de 3.5%, enquanto os nossos fluidos corporais têm uma percentagem de cerca de 0.9%, beber água do mar só aumentaria a concentração de sais no sangue, o que, devido à pressão osmótica, diminuiria ainda mais a quantidade de água nas células, causando grandes problemas. Também, em termos químicos, a questão da corrosão nas zonas junto ao mar é importante. Em regiões marítimas formam-se aerossóis que contêm muitos sais hidratados, em particular sais de cloretos. Estes cloretos, assim como a humidade elevada, ajudam a solubilizar e remover os iões de ferro que resultam da oxidação deste metal, acelerando muito o processo de corrosão. E de onde vem o característico cheiro a maresia? Algumas pessoas pensam logo nos peixes ou nos animais marinhos, assim como nas plantas marítimas, ou compostos de cloro. O curioso é que todas estas coisas parecem contribuir para o cheiro a mar, o qual pode resultar de composto de enxofre (em particular o sulfureto de dimetilo, CH₃)₂S) proveniente da actividade dos microorganismos, de vários compostos de carbono e hidrogénio produzidos pelas algas e animais marinhos, feromonas (moléculas que servem de atractivo sexual) como os dictiopterenos representados aqui ao lado [2], mas também os compostos de cloro, bromo e iodo poderão contribuir para o cheiro a maresia. Neste passeio poderemos também olhar com mais atenção para os protectores solares e discutir quais as melhores roupas para proteger da radiação solar. E talvez ainda haja tempo para um gelado. Em tudo isto há química. [1] Peter Borrows, Education in Chemistry, Maio de 1998, p.63. [2] Dictyopterene: artigo da Wikipedia (acedido 28 de Setembro de 2010) [versão de 27 de Setembro de 2010; com alterações de 28 de Setembro de 2010]

[automatic translation verified]

Chemistry of a walk by the sea
On the sand of the beach, by the sea, let us be carried away by the chemistry that surrounds us. And I'm not referring, of course, to the plastics and pieces of tar tossed over the sea (thankfully increasingly rare) from garbage dumps and oil spills. There's some chemistry in that, but not what interests us for this tour.

Let's start by taking a closer look at the sand: it is essentially silica, SiO2, with yellow and brown colors due to iron(III) oxides. And since we are talking about colors, the wet and dry sand and foam of the waves are also interesting. In both cases, it is a question of light scattering effects. In the case of froth, it is the multiple scattering of all wavelengths of light that results in the white color as happens with milk, beer foam, cream, and other colloidal materials. Also, the color difference between wet and dry sand is related to the multiple scattering of light. When there is water instead of air between the sand grains, the light is preferentially diffused in the direction of its incidence, causing a great attenuation of the light that is diffused towards the outside of the sand. Coarse sand, on the other hand, appears darker because the light is more likely to be absorbed (thus attenuated) during the process of diffusion by the sand grains.

Making sandcastles is a powerful application of what chemists call hydrogen bonds or bridges [1]: the attractive forces between water molecules and silica hold the wet sand grains together in the shape we give them. It should be noted that these forces are also what make water liquid at room temperature when by analogy with identical molecules it should be gaseous.

Contrary to what is sometimes incorrectly said, seawater does not only contain sodium chloride. It also has magnesium, potassium, calcium, bromide, sulfide ions, among others, being certain that the sum of the negative charges of all these ions is strictly equal to the sum of the positive charges. All these ions make the seawater denser, so it is easier to float in it. It is also these salts that make the seawater useless to quench thirst. As this has a salt percentage of about 3.5%, while our body fluids have a percentage of about 0.9%, drinking seawater would only increase the concentration of salts in the blood, which, due to the osmotic pressure, would further decrease. more the amount of water in the cells, causing big problems.

Also, in chemical terms, the issue of corrosion in areas close to the sea is important. In maritime regions, aerosols are formed which contain many hydrated salts, in particular chloride salts. These chlorides, as well as high humidity, help to solubilize and remove iron ions that result from the oxidation of this metal, greatly accelerating the corrosion process.

And where does the characteristic smell of the sea come from? Some people immediately think of fish or marine animals, as well as marine plants, or chlorine compounds. Interestingly, all these things seem to contribute to the smell of the sea, which can result from sulfur compounds (in particular dimethylsulfide, (CH3)2S from the activity of microorganisms, from various carbon and hydrogen compounds produced by algae and marine animals, pheromones (molecules that serve as a sexual attractant) such as the Dictyopterenes represented here on the side [2], but also chlorine, bromine, and iodine compounds may contribute to the smell of salt air.

On this trail, we will also be able to take a closer look at sunscreens and discuss the best clothes to protect against solar radiation. And maybe there's still time for ice cream. In all this there is chemistry.

(PC-CC) Ginkgo Biloba junto ao Teatro Gil Vicente

Quem passa muitas vezes junto ao Gil Vicente já deve ter reparado que em determinadas alturas do ano há um cheiro insuportável a vomitado, ranço, ou coisas piores. Bem, mas o cheiro não é falta de higiene ou resultado dos excessos da boémia. Trata-se de um cheiro natural: são as sementes da Ginkgo Biloba que são responsáveis pelo cheiro. Estas contêm, entre muitas outras espécies químicas, o ácido butanóico (CH₃CH₂CH₂COOH), um clássico da galeria de malcheirosos da química. E porque não cheiram mal os exemplares que estão na entrada do Jardim Botânico? É que nas Ginkgo há separação entre géneros e estes exemplares são provavelmente machos...

Neste ponto do percurso podemos continuar a falar da química dos cheiros. O suor, por exemplo, é essencialmente água, mas o ácido butanóico também está presente no seu cheiro, assim como os ácidos pentanóico e hexanóico, várias hormonas, butanediona (responsável por um certo cheiro a queijo) e o ácido 3-metil-2-hexanóico (responsável pelo clássico odor de sovaco). Embora a alimentação e o estilo de vida possam ter alguma influência na intensidade do odor, cada pessoa tem um mistura única de compostos no seu suor, o que, para o faro dos cães, é como uma impressão digital que podem seguir.

É costume combatermos estes odores com desodorizantes e antitranspirantes. Para além dos perfumes, estes tanto podem conter espécies químicas antibióticas que matam as bactérias resposáveis pela produção de moléculas mal-cheirosas, como sais de alumínio e zircónio que fecham os poros, absorvem o suor e provavelmente neutralizam os ácidos.

Continuando na química das coisas mal cheirosas, não podemos deixar de referir os compostos de enxofre. Para além de um destes compostos ter paralizado de pânico Lisboa há uns anos, muitos outros estão presentes no cheiro que se nota perto das indústrias de papel; nos cheiros relacionados com a eliminação dos produtos do metabolismo de bróculos e feijões, no cheiro a alho e ainda no característico cheiro a gás que provém na realidade um composto adicionado ao gás para facilitar a detecção de fugas.

Bibliografia consultada
Simon Cotton, Education in Chemistry, January 1997, p. 6.

[Versão inicial de 4 de Setembro de 2009. Última modificação de 23 de Abril de 2010]

(PQ-UC) O cheiro da relva acabada de cortar

Quase ninguém fica indiferente ao cheiro da relva acabada de cortar. Os químicos não descansaram enquanto não descobriram as moléculas responsáveis por ele e também as reacções químicas que lhe estão associadas (veja-se [1]).

A molécula responsável pelo cheiro a relva cortada é o cis-3-hexenal (ou cis-hexen-3-al), cujo limite de detecção pelo nosso olfato é cerca de 0.25 partes por bilião (ppb), ou seja, conseguimos detectar o seu cheiro se a sua concentração for superior a 0.25 miligramas por cada tonelada de ar. Trata-se de uma concentração muito pequena, mas em termos de moléculas é ainda um número muito grande (deixo essas contas para os visitantes!)

Esta molécula é formada pela planta cortada como parte do seu mecanismo de defesa contra as bactérias, enquanto não saram as feridas. Infelizmente, o cis-3-hexenal é pouco estável e tende a rearranjar-se para formar o isómero [2] trans-2-hexenal, uma molécula com um limite de detecção olfativo bastante superior (17 ppb), mas que tem também um cheiro muito característico. Aliás, esta última molécula é um dos muitos aldeídos [3] encontrados, por exemplo, nos coentros, que, para além de serem usados como especiaria, podem também ter um papel na preservação dos alimentos.



O trans-2-hexenal aparece também nalguns insectos, como aqueles que são conhecidos pelo seu especial mau cheiro! Estes usam esta molécula como feromona de alarme ou atracção. E isso alerta-nos para um conhecido facto na química dos perfumes: a concentração das moléculas que provocam as sensações olfativas é muito importante para o efeito de agrado ou desagrado que causam a quem as cheira.

[1] Simon Cotton, cis-3-hexenal, trans-2-hexenal and 'green grass' smell (página acedida em 9/7/2009)
[2] Isómeros são compostos químicos que têm os mesmos números e tipos de átomos em diferentes arranjos estruturais.
[3] Um aldeído é um tipo de composto orgânico que posssui um grupo de átomos no qual a um carbono está ligado um oxigénio e um hidrogénio ligado a outro carbono da molécula. Nos modelos moleculares apresentados os carbonos estão representados a castanho, os hidrogénios a branco e o oxigénio a vermelho.

[última alteração em 14/7/2009]