domingo, 30 de setembro de 2007

Projecto Manhattan

O Projeto Manhattan, ou formalmente Distrito de Engenharia de Manhattan, foi um esforço durante a Segunda Guerra Mundial para desenvolver as primeiras armas nucleares pelos Estados Unidos da América com o apoio do Reino Unido e do Canadá. O projeto foi dirigido pelo General Leslie R. Groves e a sua pesquisa foi dirigida pelo fisico estadounidense J. Robert Oppenheimer¹, após ter ficado claro que uma arma de fissão nuclear era possível e que a Alemanha Nazista estava também a investigar tais armas para si.

Embora tenha envolvido pesquisa e produção em treze locais diferentes, o Projecto Manhattan foi largamente desenvolvido em três cidades científicas secretas que foram estabelecidas por poder de domínio eminente: Hanford, em Washington, Los Alamos, no Novo México e Oak Ridge, no Tennessee.

A algumas famílias em Tennessee foram dados avisos de duas semanas para evacuarem as quintas e terras que possuíam há gerações. O laboratório de Los Alamos foi construído em terrenos que eram da Escola Rancho de Los Alamos, um colégio interno privado para rapazes. O sítio de Hanford, que cresceu para quase 1000 milhas quadradas (2600 km2), incorporava terras de algumas quintas e de duas pequenas aldeias, Hanford e White Bluff

O projecto trabalhava na concepção, produção e detonação de três bombas nucleares em 1945.

Os três principais sítios existem hoje como o Sítio Hanford, Laboratório Nacional Los Alamos e Laboratório Nacional Oak Ridge. Em 1945, o projecto empregava cerca de 130.000 pessoas e o seu pico de custo perfazia um total de cerca de US$ 2 bilhões ($21 bilhões em 1996 [1]) Os bombardeamentos atómicos de Hiroshima e Nagasaki mataram centenas de milhares de pessoas imediatamente, e muitos mais após alguns anos.


¹Julius Robert Oppenheime:(22 de abril de 1904 – 18 de fevereiro de 1967) foi um físico norte americano, director do Projecto Manhattan para o desenvolvimento da bomba atômica. Filho de um imigrante alemão que se enriqueceu com a importação de produtos têxteis, graduou-se na Universidade de Harvard em 1925. Em 1939, Albert Einstein e Leo Szilard advertiram-no a respeito da terrível ameaça que tinha suposto para a humanidade sobre a possibilidade de que o regime nazista fosse o primeiro a dispor de uma bomba atômica. Oppenheimer começou então a pesquisar tenazmente sobre o processo de obtenção de urânio-235 a partir de mineral de urânio natural, ao mesmo tempo que determinava a massa crítica de urânio requerida para a bomba. Em 1942 integrou-se no Projeto Manhattan, destinado a gerir a investigação e o desenvolvimento por parte de cientistas britânicos e estadunidenses da energia nuclear com fins militares. A sede central, o laboratório secreto de Los Alamos, em Novo México, foi elegida pelo próprio Oppenheimer. Depois do sucesso da prova efetuada em Alamogordo em 1945, se demitiu como diretor do projeto.

Einstein: Em 1939, admitiu que talvez fosse viável construir uma bomba atômica. Nas primícias da década de 40, dezenas de cientistas europeus, fugindo do nazismo e do fascismo, encontraram refugio nos Estado Unidos, onde continuaram a desenvolver pesquisas. Junto a eles estava o físico italiano Enrico Fermi, que em 1942, foi o primeiros cientista a produzir uma reação atômica em cadeia.

Com isso começava a ser comprovada a teoria de Einstein, mas não se sabia como determinar o impacto de uma explosão dessa natureza. O temor que muitos tinham é de que a bomba pudesse explodir todo o planeta. Um grupo de cientistas, liderados por J. Robert Oppenheimer, conseguiram construir a bomba fissão, também conhecida por bomba atômica.
Foram testas na manhã de 16 de julho de 1945, no deserto do Novo México, seu poder foi tão poderoso que pode ser vista em três estados americanos.

Após ter sido comprovado o poder da bomba, os americanos decidiram utiliza-la contra o Japão. O poder de destruição causado pelas bombas foi imenso, assim inicia-se a era nuclear.

Atualmente, o poder bélico está muito avançado, o homem está dominando as técnicas de destruição mais eficazes e precisas. O idealizador da bomba atômica, Einstein, tendo visto a tragédia provocada pela bomba, disse a seguinte frase: “Tudo havia mudado...menos o espirito humano”.

Einstein não participou do Projeto Manhattan!!

Ao contrário de Einstein, Enrico Fermi, físico italiano, Prêmio Nobel de Física de 1938, teve intensa participação, não apenas nas pesquisas que antecederam a fabricação da bomba, como no desenvolvimento do projeto Manhattan, coordenando a equipe responsável pelo estudos referentes às reações em cadeia necessárias para a produção do plutônio. Outro renomado cientista, com destacada participação no desenvolvimento da bomba atômica foi o dinamarquês Niels Bohr, Prêmio Nobel de Física de 1922, responsável pela descoberta de que o urânio 235 é o único isótopo fissionável com nêutrons lentos.


sexta-feira, 28 de setembro de 2007

Ácido Pícrico


O Ácido Pítrico é um composto altamente explosivo utilizado na fabricação de armamentos, principalmente na produção de granadas mas também, na produção de fármacos contra queimaduras. Esse ácido reage com a creatinina do sangue(a reação produz um tom amarelado). Com isso pode se medir a quantidade de creatinina no sangue. Subproduto residual da fabricação do ácido adípico pela oxidação do ciclohexanol e ciclohexanona com ácido nítrico. Tambem conhecido como trinitrofenol, sólido de cor amarela, altamente tóxico e de forte acidez, é sensível ao choque, explode a 300oC.





Os seus proncipais usos são:
- na medicina;
-na indústria para tingimentos;
-baterias elétricas;
-ataque químico a amostras de metais para análise metalográfica.

Desvantagens:
-Irritante para a pele, olhos e trato respiratório;
-A inalação pode causar danos aos pulmões;
-A exposição crônica pode causar danos hepáticos ou renais.

Hidrogênio! Energia de futuro

São inúmeras a formas de produção de hidrogénio que actualmente se estão a explorar e aquelas que possivelmente se irão explorar. Sem dúvida que os custos de produção são da máxima importância mas também há que ter em conta, que caminhamos para um tempo em que a preservação do meio ambiente será um ponto-chave a respeitar para obter esta molécula.Sendo assim, de entre todas as formas de produção de hidrogênio, escolhi aqui descrever a produção de hidrogênio através da electrólise (relativamente simples).

Este método baseia-se na dissociação do composto em íons, segue-se uma passagem de corrente contínua através desses mesmos íons, obtendo-se os elementos químicos desejados. Este método tem uma eficiência global na ordem dos 70 -75%.
Em muitos casos, dependendo da substância a ser electrolisada e do meio em que ela ocorre, para além de se formarem os elementos desejados também ocorre a formação de novos compostos. O processo da electrólise é uma reacção de oxidação -redução oposta àquela que ocorre numa pilha sendo, portanto, um fenômeno físico-químico não espontâneo.A eficiência deste processo pode ser melhorada por adição de sais ao electrólito de modo a aumentar a condutividade.



A energia eléctrica a fornecer poderá vir de fontes renováveis, como a energia solar, eólica, hídrica, biomassa, geotérmica, …






Com este tipo de fontes renováveis o uso da electrólise tem como vantagem ser uma forma de produzir hidrogénio perfeitamente limpo. Mas também tem aspectos negativos, como serem necessárias grandes quantidades de energia, sendo que em geral as fontes de energia usadas são não renováveis e consequentemente poluidoras.

Analisando um pouco a forma como ocorre um electrolise da água. Este método baseia-se na utilização da energia eléctrica, para separar os componentes da água (hidrogénio e oxigénio), sendo o rendimento global do processo da ordem dos 95%.No eléctrodo negativo, o cátodo, existe uma carga negativa gerada por uma bateria, da qual resulta uma tensão eléctrica que expele elétrons para a água. No eléctrodo positivo, o ânodo, existe uma carga positiva que absorve os elétrons. Como a condutividade da água é fraca, em vez da criação de carga ao longo de todo o circuito, as moléculas da água que se situam junto do cátodo são separadas em prótons e em íons hidróxido,





HO→H++OH−

Era de esperar que a água se separasse em partículas neutras (H+ e OH−), mas tal não acontece dado que a electronegatividade do átomo de oxigénio é superior à do hidrogénio, ou seja, o oxigénio capta o elétrons do hidrogénio ficando na forma mais estável com as orbitais todas preenchidas.O H+ é capaz de capturar um elétron do cátodo, passando a átomo neutro:



H+ + e­_ →H


Este átomo de hidrogénio encontra outro átomo de hidrogénio e forma uma molécula gasosa de hidrogénio:



H +H→H2


O íon OH– migra para o ânodo e aí perde o elétron capturado do hidrogénio. A produção de oxigénio e de água é conseguida a partir de 4 íons OH– de acordo com a seguinte reacção:

4OH− →O2 +2H2 O+4e−

A libertação de oxigénio é observada pelo borbulhar que surge na solução. Assim, um circuito fechado é criado, envolvendo partículas negativamente carregadas – elétrons no fio, íons de hidróxido na água. A energia cedida pela bateria é armazenada sobre a forma de hidrogénio.

Um diagrama possível para este método de obtenção do hidrogénio é o seguinte:



Esta célula necessita de água pura, logo um sistema de tratamento de água é instalado. Aproximadamente 1litro da água é requerido para produzir 1 Nm3 ou 0.09 quilogramas de hidrogénio.

Este é composto pelos seguintes componentes principais: transformador, rectificador, purificador de água, um sistema de manipulação do “lye” (refrigerador e bomba), secador, “deoxidiser”, compressor e armazenamento. As únicas impurezas directas são o vapor do oxigénio e da água. O vapor é removido pelo secador e pelo oxigénio pelo “deoxidiser”. Após a purificação o hidrogénio é comprimido e armazenado.Para conseguir a capacidade desejada da produção, todos os acumuladores de calor são colocados em série formando um módulo. Para o processo existem dois tipos de mais comuns, atmosféricos e pressurizados. Uma vantagem do electrólito atmosférico é que ao trabalhar a pressão atmosférica, tem um consumo de energia mais baixo mas o espaço requerido para a unidade é relativamente elevado. A produção sustentável da electricidade torna-se um ponto vital na viabilidade da electrólise, dado que esta acarreta dois terços do seu custo.