segunda-feira, 12 de julho de 2010

Historia da Cromatografia


A Cromatografia  que vem do grego (chroma, cor e grafein", grafia) Cromatografia é uma técnica de separação analítica muito difundido e utilizado hoje em dia, devido sua facilidade, confiabilidade  e sua capacidade de separação de uma mistura, a técnica foi criando pelo botânico russo Mikhail S. Tswett no inicio do século XX. Ele estudava pigmentos de folhas extraído de plantas,  seu primeiro trabalho de cromatografia foi em 1903 Sociedade de Cientistas Naturais de Varsóvia, ele ate então não tinha nenhum dado a apresentar.



Em 1910 ele lançou um livro no qual descrevia sua técnica de cromatografia, detalhando e a suas teorias e a técnicas de cromatografia, podemos dizer que esse foi  o primeiro livro de cromatografia.

A muita discussão de quem foi realmente o pai da cromatografia, muitos defende que na mesma época em que  Tswett publico seus estudos de cromatografia, existia outros cientistas que já realizavam estudos do fracionamento do petróleo, e outros que já separavam suas substancias mesmo usando  outras técnicas,  porem podemos dizer que Tswett realmente é o pai da cromatografia na qual conhecemos hoje.
Depois de Tswett  ter criado a cromatografia apenas alguns  cientistas/pesquisadores seguiram   com a técnica como exemplo:
• Gottfried Kranzlin: foi o primeiro “seguidor” da técnica de Cromatografia, aplicando-a apenas algumas semanas do trabalho publicado de Tsvet;

• Charles Dhéré: foi o primeiro cientista europeu a reconhecer a importância da Cromatografia, desenvolvendo esta técnica no seu laboratório. Foi também o biógrafo da vida e pesquisa de Tsvet;

• Leroy S. Palmer: cientista americano que introduziu a Cromatografia nos EUA, realizando importantes pesquisas com compostos naturais utilizando esta técnica, antes de Edgar Lederer;

• Edgar Lederer: importante bioquímico austríaco que pode ser considerado como o primeiro cientista que utilizou a Cromatografia para separar compostos naturais a partir de 1930, juntamente com o austríaco Richard Kuhn;

• Katharine Hope Coward: cientista britânica, que otimizou a técnica e a utilizou em sua pesquisa;

• Theodor Lippmaa: cientista estoniano, que segundo Ettre, é um cientista esquecido, mas que tem papel importante no desenvolvimento da técnica cromatográfica;
(http://cromatografiabrasil.blogspot.com)
Muitos cientistas  usaram a técnica de cromatografia antes de dar  o Nobel de Química da Cromatografia de partição, na década de 50 quando apartir de então foi muito difundido. Depois a surgiu diversas formas de cromatografia, cromatografia Gás – Liquida, Solida-Solida. Porem a mais utilizada hoje em dia é a Líquido- Solido, porem com certa diferença da qual Tswett usava.
A técnica nas últimas décadas evoluíram no sentido de  otimização de tempo e consumo de solvente, empregando bombas de alto desempenho para bombear a fase móvel  (na cromatografia  Líquido- Solido),  foi empregado diversos detectores para quantificação e analises qualitativas, utilizando de diversos princípios físicos, química e físico-químicos, as colunas de separação foram as que mais evoluíram em relação as que Tswett usava, empregando vários compostos  diferentes para a separação de diversas matrizes.
Hoje em dia a técnica de cromatografia é muito difundida e utilizada para analises, tanto qualitativas, quanto quantitativas, em diversas áreas tanto na indústria quanto em pesquisa.  









(HPLC Waters)

Assista um video do funcionamento do HPLC 




domingo, 11 de julho de 2010

Química Analítica: um breve histórico

A química analítica remonta no antigo Egito, onde já foram conhecidas entre outras, as técnicas de copelação do ouro e da prata, em que o metal impuro era aquecido numa copela (cadinho poroso feito de cinza de osso); essa prática pode, de certo modo, ser considerado como um método da química analítica.

"O teste de copelação é baseado no fato de que, diferente dos metais-base, metais nobres como ouro, a platina e a prata essencialmente não oxidam a altas temperaturas. A amostra a ser analisada é, então, fundida junto com o chumbo. Todo o metal-base presente na liga, bem como o chumbo que foi adicionado para auxiliar na fusão da amostra e na extração do metal-base, combina com o oxigênio no ar e os óxidos assim formados são absorvidos pela copela ou cadinho poroso. O ouro e outros metais nobres permanecem em uma esfera ou em um botão no fundo do cadinho. Finalmente a prata é separada do ouro, dissolvendo-se o botão ou esfera em ácido nítrico. O resultado é o peso do ouro puro na amostra. Todos os detalhes são descritos meticulosamente na norma ABNT 9550."


Transmitidas dos egípcios aos gregos e destes aos árabes, essas técnicas empíricas foram desenvolvidas durante toda a Idade Média, constituindo o alicerce da alquimia. 
Visando a descoberta da panaceia universal e de todos os processos para a obtenção do ouro e da prata através da transmutação dos outros metais, os alquimistas contribuíram decisivamente para o progresso dos conhecimentos químicos.


Mas só no século XVII, com Robert Boyle (1627-1691), a química começa a ter aspecto de verdadeira ciência. Para estabelecer o conceito de que elementos são os corpos mais simples do que os quais os corpos complexos são formados, Boyle usou pela primeira vez um novo método de química, baseado nos princípios de que os conhecimentos vem de uma generalização de dados experimentais e leis observadas na natureza.

Esse conceito de elemento químico determinou grande desenvolvimento da química analítica. O próprio Boyle sistematizou as reações químicas até então conhecidas então propôs um número de novos testes, originando a química analítica por via úmida. Foi o primeiro a usar o litmo ou tornassol como indicador para substâncias ácidas e básicas.
A química analítica teve importante avanço com os trabalhadores de Lavoisier (1743-1794) – desenvolvimento de técnicas de análises de gases – e do químico sueco Torbern Olof Bergman (1735-1784), que separou os metais (catíons) em grupos, dando origem a análise sistemática. O fundador da química analítica quantitativa com base científica foi, porém, o químico russo Mikhail Vasilievich lomonosov (1711-1773), o primeiro a usar a balança para pesar regentes e produtos numa reação química, e que, em 1756, confirmou experimentalmente a lei da conservação da matéria, geralmente atribuída a Lavoisier, que a verificou em 1774.
As observações feitas na química analítica quantitativa constituíram preciosos elementos para a química teórica, levando às descobertas das leis ponderais, cuja confirmação experimental permitiu a John Dalton (1766-1844) formular a teoria atômica. Isso, por sua vez estimulou muito a química analítica quantitativa, já que se tornou necessária a determinação das massas atômicas dos elementos de maior rigor, campo ao qual Bezerlius (1779-1848) deu importante contribuição.
Após ou durante esse período, Liebig (1803-1873), Gay-Lussac (1778-1850), Bunsen (1811-1899), Kirchhoff (1824-1887), Nikolai Aleksandrovitch Menchtchunkin (1842-1907) e outros contribuíram de modo notável para o desenvolvimento da química analítica, qualitativa ou quantitativa, com grandes números de estudos e de descobertas. A química analítica quantitativa no final do século XIX foi grandemente influenciada pelos excepcionais progressos da química orgânica e da inorgânica, devendo-se destacar principalmente a classificação periódica dos elementos, de Mendeleev (1834-1907). A aplicação da dimetiglioxima como reagente para a determinação qualitativa e quantitativa do níquel, pelo químico russo L. A. Chugaev (1873-1922), significou a introdução do uso intensivo dos reagentes orgânicos nas análises químicas, desde 1905, ano em que aquele químico apresentou seus estudos. Atualmente, conhece-se grande número de reagentes orgânicos que se combinam com os compostos inorgânicos, formando compostos poucos solúveis e na maior parte das vezes, coloridos, no qual o metal não se encontra no estado iônico, mas sim formando compostos de coordenação. Esses compostos geralmente têm elevada massa molecular, de modo que pequena fração do íon fornece quantidade relativamente grande de precipitado. O precipitante orgânico ideal deve ser específico em caráter, isto é, só deve dar precipitado com um íon determinado. Isso, porém, é bastante difícil, sendo mais comum que o regente orgânico reaja com um grupo de íons; por controle das condições experimentais, é possível precipitar-se apenas um dos íons do grupo.
Os químicos analistas já a muito tempo ensaiavam com apenas uma gota de solução. Exemplo familiar é o uso do papel indicador para detectar rapidamente um excesso de íons hidrônio ou hidroxila. Esse tipo de reação despertou os interesse do químico Fritz Feigl (1891-1959) também desenvolveu estudos nesse campo de atividades científicas.
Em consequência dos estudos e pesquisas de Feigl, surgiu nova especialidade na química analítica, a análise de toque (ver microanálise), que tem aplicações em minérios e minerais, metais, ligas, produtos farmacêuticos, solos, águas, produtos industriais etc. O físico-químicos Arrhenius (1859-1927) - com a teoria da dissociação eletrolítica -, W Ostwald (1853-1932) - com a lei da diluição - W. H. Ernst (1864-1941) - com o princípio de produto de solubilidade -, L. Pizarzhevsky - , reconhecendo as reações de oxirredução com um processo envolvendo transferência de elétrons - e outros deram à química analítica uma sólida base científica.
Historicamente, o desenvolvimento dos métodos analíticos foi acompanhado pela introdução de novos instrumentos de medida, como a balança para análises gravimétricas a aparelhagem de vidro para análises volumétricas e gasométricas.
Quase toda propriedade física característica de um elemento ou substância pode ser a base de um método para sua análise. Surgiram, então, com o desenvolvimento da físico-química, novos métodos de análise baseado em princípios diversos da química analítica clássica, originando-se análise instrumental, pela qual os constituintes são determinados pela medida de uma propriedade física. Dentre os principais métodos estão os que usam as propriedades envolvendo interação com a energia radiante - raio X, absorção de radiação, fluorescência, ressonância magnética nuclear -, e os que utilizam propriedades nucleares, como, por exemplo, a radioatividade.
Esses métodos em muitos casos apresentam grandes vantagens em relação aos métodos clássicos da química analítica: a rapidez das análises, a possibilidade do uso de método não destrutivo e a utilização de uns poucos miligramas ou, no caso de soluções, de frações de mililitro, sem prejuízo da exatidão da análise.
Em 1954, o químico suíço Gerold Karl Schwarzenbach (1904-) publicou trabalhos que tinham sido iniciados dez anos antes sobre a aplicação de ácidos poliaminocarboxílicos em química analítica quantitativa, principalmente em análise volumétrica, considerando que os complexos formados com os metais são de alta estabilidade. A introdução desse tipo de reagente resultou numa ampliação extraodinária dos métodos complexométricos, sendo que o ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) é o mais importante composto desse grupo. Em uns poucos casos, o ácido nitrilotriacético (NITA) é mais adequado. O estudo desse tipo de copostos continua em desenvolvimento, e a cada dia novas aplicações. Como a química analítica se fundamenta nos princípios e leis gerais da química inorgânica e da físico-química, pode-se esperar que o seu progresso acompanhe o dessas especialidades.

No youtube pode-se encontrar bastante material digitando "Química Analítica"!
http://www.youtube.com/results?search_query=Química+Analítica&aq=f

As Drogas e os Humanos, a História da Cocaína e a "Erythroxylum coca"

Imagem de filme hollywoodiano "Trainspotting", entitulada "Perfect Day", simbolizando jovem sob os poderosos efeitos  da cocaína.

Um comentário importante: apesar da cocaína estar mais relacionada atualmente com o sério problema de saúde e segurança pública que de fato é, do que com a química ou os processos químicos, ela tem sim um papel fundamental e de relevância na história, inclusive da química. A importância química e farmacêutica, com efeito, poderia ser realmente muito maior se fosse tratada de forma mais cética e se a pesquisa pudesse realmente avançar de maneira menos burocrática, o mesmo ocorre com a planta da maconha e outras drogas ditas proibidas.

Introdução

A folha de coca, cujo consumo, mesmo se em grandes quantidades, leva apenas à absorção de uma dose ínfima de cocaína, é usada comprovadamente há milhares de anos pelos povos nativos da América do Sul.
Eles a mastigavam para ajudar a suportar a fome, a sede e o cansaço, sendo ainda hoje, consumida legalmente* em alguns países sob a forma de chá (*analizem aqui, a força que “governos” pensam ter sobre as pessoas, dizendo que podem ou não consumir folhas de uma planta que nasce e sempre nasceu livremente na natureza há milhões de anos). Os Incas e outros povos dos Andes usaram-na certamente, permitindo-lhes trabalhar a altas altitudes, onde a rarefação do ar e o frio tornam o trabalho árduo especialmente difícil.

O ingrediente ativo da planta da coca foi isolado pela primeira vez no ocidente pelo químico alemão Friedrich Gaedcke, em 1855; ele chamou-lhe “Eritroxilina”. Poucos anos depois, Albert Niemann descreveu um processo de purificação melhorado para a sua tese, e chamou-lhe “cocaína”.
A cocaína é extraída das folhas do arbusto da coca (Erythroxylon coca), mas só tem valor comercial quando refinada.
O uso e o abuso da cocaína alastrou-se rapidamente depois que Niemann conseguiu efetuar o seu refino, e a pesquisa sobre os efeitos da droga, tanto em animais como em seres humanos, começou a ser incrementada. Suas propriedades estimulantes chegaram a ser muito apreciadas no século passado.
Os propalados benefícios da cocaína motivaram o surgimento, na Europa e nos Estados Unidos, de uma grande variedade de preparados à base de coca, inclusive tônicos e remédios patenteados.

História da Coca

Muito antes da descoberta do processo da extração da cocaína, os índios do Peru e de outros países sul-americanos já mascavam as folhas da coca. Como não há registros históricos dessa prática, o conhecimento acerca do assunto nesse período deve-se a fontes arqueológicas.

 Nativo Sul-Americano manipulando folhas de coca.

Os desenhos que ilustram peças de cerâmica encontradas em várias localidades situadas no noroeste da América do Sul fornecem evidências de que o hábito de mascar folhas de coca já fazia parte da cultura indígena antes da ascensão do império Inca, talvez já nos idos de 3.000 a.C., e que os efeitos da coca sobre a disposição e o comportamento eram apreciados pelos índios de maneira semelhante como nossa sociedade aprecia os efeitos do café atualmente.
Nos tempos pré-colombianos as folhas de coca eram oficialmente reservadas para a realeza inca. Os nativos usavam a planta da coca para fins místicos, religiosos, sociais, nutricionais e medicinais. Os “coqueros” exploraram as suas propriedades para enganarem a fadiga e a fome, aumentarem a resistência, e promoverem o bem-estar geral.
Seu consumo era extremamente controlado, o uso sem autorização era considerado um crime lesa-majestade. O imperador inca determinava pessoalmente quem conquistaria o direito de mascar as folhas de coca. A importância da coca na sociedade inca era tamanha que os nobres do império eram sepultados em meio a uma generosa quantidade de folhas do arbusto sagrado, pois acreditava que seriam utilizadas no paraíso incaico.
Na prática, os povos andinos utilizavam a folha de coca como estimulante, para amenizar a fadiga provocada pelos efeitos da latitude, para controlar as sensações de sede e a fome e, além disso, para suportar o frio intenso das regiões da Cordilheira dos Andes.
Quando os espanhóis chegaram, no século XVI, o império inca encontrava-se em declínio. Nessa época, a coca já não era mais usada apenas pela classe dominante ou associada aos rituais. Embora ainda ocupasse um lugar importante nas manifestações religiosas e culturais, há evidências de que muitas pessoas consumiam coca no dia-a-dia.
A coca foi inicialmente proibida pelos Espanhóis. Em 1551, o bispo de Cuzco proibiu o uso da coca sob pena de morte, porque era “um agente maléfico do Diabo”. O notável artista católico ortodoxo do século 16, Don Diego De Robles, declarou que “a coca é a planta que o Diabo inventou para a destruição total do povo”. Mas os invasores descobriram que sem o “presente dos deuses”, como os nativos a chamavam, mal conseguiam trabalhar nos campos ou nas minas de ouro. Por isso acabou por ser cultivada até mesmo pela igreja católica. As folhas de coca eram distribuídas três ou quatro vezes por dia aos camponeses durante breves pausas para descanso.
As folhas de coca foram levadas para a Europa pelos exploradores no século XVI, na mesma época em que outras substâncias psicoativas naturais, como o café, o chá e o tabaco, começavam a ser consumidas naquele continente. Mas, ao contrário destas substâncias, as folhas da coca não conseguiram popularidade até o século XIX. Isso se deve, certamente, à sua deterioração durante o transporte. As condições dos porões dos navios durante as longas viagens, com muito calor e umidade, aniquilavam as qualidades do produto.
No final do século XIX, a cocaína às vezes era ingerida oralmente, após ser dissolvida em elixires (alcoóleo açucarado e aromático usado como veículo para certos medicamentos) e vinhos. Essas soluções eram anunciadas como drogas milagrosas capazes de curar todos os males, reduzir a fadiga e melhorar a disposição. Embora a cocaína possa provocar seus efeitos característicos quando ingerida em solução, eles são relativamente menos intensos que os efeitos provocados quando consumida de outras maneiras.
Após visitas à America do Sul de cientistas italianos que levaram amostras da planta para o seu país, o químico Angelo Mariani desenvolveu, em 1863 o vinho Mariani, uma infusão alcoólica de folhas da coca (mais poderosa devido ao poder extrativo do etanol que as infusões de água ou chás usadas antes). O vinho Mariani tinha consumidores famosos como Ulysses Grant, o Papa Leão XIII, que até apareceu na publicidade do produto e premiou Mariani com uma medalha honorífica e Frédéric Bartholdi (francês, criador da Estátua da liberdade), que comentou que se o vinho tivesse sido inventado mais cedo teria feito a estátua mais alta (um sintoma de excesso de autoconfiança típico). Júlio Verne e Thomas Edson, falavam das qualidades do vinho nos anúncios.
Já no final do século XIX, havia 69 tipos de bebidas que continham cocaína em sua fórmula, e entre elas, a mais conhecida até hoje: a Coca-Cola, criada por John Pemberton, um boticário que havia inventado um tônico chamado Frech Wine Cola, que era constituído a base de álcool e folhas de coca e noz de cola, similar ao vinho Mariani. O problema era que o vinho Mariani era constituído fundamentalmente pelo vinho Bordeux que se tornou muito caro no EUA e Pemberton decidiu retirar o vinho da fórmula, surgindo assim a Coca-Cola que foi anunciada como “o tônico do cérebro e a bebida da efervescência intelectual”. A garrafa de Coca-Cola tinha seis onças, equivalente a 170 gramas, contendo em média dois miligramas de cocaína por garrafa. Apesar de a cafeína tenha substituído a cocaína da Coca-Cola, até hoje a bebida é aromatizada com folhas de coca descocainizadas.

Síntese da Cocaína

Em 1855, o químico Gaedecke extraiu um resíduo oleoso das folhas de coca, e com isso produziu uma substância cristalina à qual deu o nome de "eritroxilina". Anos depois, Albert Neimann, assistente de Friedrich Wohler, o conhecido "pai da química orgânica", isolou o principio ativo puro, ou o alcalóide principal, que foi denominado de cocaína. Apesar de já se conhecer a estrutura química da cocaína desde o fim do século XIX, somente em 1955 ela pôde ser comprovada.O nome químico da cocaína é 3-benzoiloxi-8-metil-8-azabiciclo. [3.2.1]octano-4-carboxilico (C17H21NO4). É uma droga cristalina, amarga, branca e sem cheiro. Induz uma sensação hilariante no utilizador, sobretudo por bloquear a recolha do neurotransmissor dopamina pelo cérebro.

Modelo de bolas representando molécula de cocaína.

O ingrediente ativo da planta da coca foi isolado pela primeira vez no ocidente pelo químico alemão Friedrich Gaedcke, em 1855; ele chamou-lhe “Eritroxilina”. Poucos anos depois, Albert Niemann descreveu um processo de purificação melhorado para a sua tese, e chamou-lhe “cocaína”.
A cocaína é extraída das folhas do arbusto da coca (Erythroxylon coca), mas só tem valor comercial quando refinada.
O uso e o abuso da cocaína alastrou-se rapidamente depois que Niemann conseguiu efetuar o seu refino, e a pesquisa sobre os efeitos da droga, tanto em animais como em seres humanos, começou a ser incrementada. Suas propriedades estimulantes chegaram a ser muito apreciadas no século passado.
Os propalados benefícios da cocaína motivaram o surgimento, na Europa e nos Estados Unidos, de uma grande variedade de preparados à base de coca, inclusive tônicos e remédios patenteados.
O uso da cocaína proliferou-se rapidamente depois que Niemann conseguiu efetuar o seu refino, e a pesquisa sobre os efeitos da droga e sua possível aplicação na medicina, tanto em animais como em seres humanos, começou a ser incrementada.
No início a cocaína surgiu como um grande avanço para a medicina. Além de estimulante, era utilizado como anestésico. A descoberta da cocaína foi publicada nas principais revistas médicas, tanto da Europa como dos Estados Unidos: tratava-se de um produto incapaz de danos secundários. A cocaína era utilizada para o tratamento da depressão, dores de dente, garganta, em cirurgias oftalmológicas e em tratamento da depressão química. Inclusive há relatos de cura da dependência do ópio através da cocaína.
Os laboratórios Merck e Parke Davis, dois dos maiores laboratórios do mundo, dirigiram uma campanha para comercializar a cocaína, especialmente para a classe médica. A cocaína era apresentada das mais diversas formas como: extrato de fluidos, vinhos, oleatos e saliciatos, inaladores, spray nasais e cigarros. A Parke Davis publicou: “Esperamos que seja freqüente a aplicação dos maravilhosos efeitos da cocaína na terapêutica geral, dos quais destacamos a melhora do estado de ânimo, o aumento das faculdades física e mentais, assim como o aumento da resistência ao esforço [...] Seria uma lástima que tão destacadas propriedades não fossem exploradas
Em 1914, um editorial da famosa revista londrina “The Gentleman's Magazine” apelou aos pesquisadores que iniciassem experiências que levassem ao uso da coca como “um substituto para comida que permita às pessoas viverem um mês, de vez em quando, sem comerem”.
A cocaína era grandemente usada em tônicos, curas para dores de dentes e medicamentos patenteados, nos cigarros de coca para “alívio garantido da depressão”, e em comprimidos com cocaína e chocolate. Um produto que vendia muito bem, o remédio “Ryno” contra a febre dos fenos e o catarro (“para quando o nariz está entupido, vermelho e dolorido”), continha 99.9% de cocaína pura. Os potenciais compradores eram avisados – nas palavras da firma farmacológica Parke-Davis – que a cocaína podia “tornar o covarde a corajoso, o silencioso eloqüente, e deixar o sofredor insensível à dor”.
Em 1883, por exemplo, Theodor Aschenbrandt, um cirurgião do exército, escreveu exaustivamente sobre a utilidade da cocaína para acabar com o cansaço nas batalhas e fazer com que soldados feridos lutassem. Seu trabalho chamou a atenção de Sigmund Freud, então jovem neurologista vienense, que se dedicou ao assunto.
Até bem pouco tempo atrás, a mais completa descrição dos efeitos psicológicos e fisiológicos da cocaína encontrava-se na obra de Freud, mais precisamente no "Uber Coca". Freud também fez experiências minuciosas acerca dos efeitos da cocaína na energia muscular, do seu tempo de reação e de sua influência na disposição psicológica.
Freud chegou a acreditar que a cocaína era uma droga miraculosa, capaz de curar vários males e de tornar mais agradável a vida normal. Em "Uber Coca", Freud sugeria o uso da cocaína para uma infinidade de propósitos terapêuticos, como:
Aumentar a capacidade física de uma pessoa durante períodos estressantes (isto é, em situações de guerra, em jornadas prolongadas, ao escalar uma montanha);
Restaurar a habilidade mental prejudicada pela fadiga;
Melhorar as "debilidades psíquicas", como a melancolia (termo antigo para "depressão").
Freud também recomendava a cocaína para distúrbios estomacais, mesmo aqueles que eram o simples resultado de uma refeição muito pesada, assim como para a asma e doenças supostamente causadas pela degeneração dos tecidos.
As doenças que Freud e vários outros médicos proeminentes do século XIX acreditavam poder ser curadas pela cocaína compõem uma lista realmente impressionante, o que provavelmente contribuiu para difundir a crença de que a cocaína podia curar tudo, até mesmo a sífilis. Mas a pretensão mais incrível, promovida pelo próprio Freud, era de que a cocaína poderia servir de cura para a dependência da morfina e do álcool. Para fazer tal afirmação, Freud baseou-se em informações obtidas, em grande parte, em relatórios publicados em jornais médicos.
Freud também parecia convicto disso, e chegou afirmar que "o tratamento para a dependência de morfina com coca, portanto, não resulta simplesmente na substituição de um tipo de dependência por outra; não transforma o dependente em morfina num coquero".
Ele receitou cocaína para combater a dependência em morfina de Ernst von Fleischl-Marxow. O paciente, porém, tornou-se dependente de ambas as drogas e morreu intoxicado por morfina.

Decadência da Cocaína

Em desacordo com a tese de Freud, o tempo revelou os malefícios da cocaína em seus consumidores: sintomas psicóticos e depressivos, insônia e relatos de abuso e dependência, onde o consumo era classificado por seus usuários como uma “tentação irresistível”, golpearam os elogios incondicionais que a substancia vinha recebendo ate aquele período. Por volta de 1900, pelo menos 400 casos agudos ou crônicos de danos físicos e mentais relacionados à cocaína já haviam sido publicados na literatura medica. Por volta de 1905, o consumo inalado da cocaína já era bastante difundido nos EUA, e o primeiro caso de lesão da mucosa nasal foi publicado pela literatura médica em 1910. As sociedades médicas, no inicio partidárias, e depois convertidas em ferozes opositoras da cocaína, passaram a criticar sua venda pela indústria farmacêutica, afirmando que esses haviam promovido a substância de uma maneira irresponsável e não científica.

Apesar do entusiasmo, os efeitos negativos da cocaína acabaram por ser descobertos.



Cocaína refinada e pronta o consumo em sua maneira mais difundida.


Desde os anos 30 até o fim da década de 60, o abuso de cocaína tornou-se praticamente inexistente, a não ser entre pessoas do meio artístico.

Há várias explicações plausíveis para essa queda do uso da droga, além da sua proibição. Em 1932, foi sintetizada a anfetamina, um estimulante psicomotor poderoso com propriedades semelhantes às da cocaína, e parece que essa droga substituiu a cocaína, pois era barata e fácil de conseguir com os médicos, como parte de um tratamento para emagrecer.

Restringiu-se o acesso à droga quando, finalmente, percebeu-se a extensão do seu abuso. Em 1972, o Foo and Drug Administration (FDA) colocou a produção e distribuição da anfetamina sob rígido controle.

Enquanto os males da anfetamina eram divulgados, algumas pessoas afirmavam que a cocaína não tinha efeitos tóxicos significativos. Poucas mortes por overdose de cocaína foram confirmadas, e parecia que alguns usuários de cocaína chegaram a procurar auxílio médico ou tratamento. O resultado foi que muita gente chegou à conclusão equivocada de que a cocaína era uma droga segura. Um relatório da Comissão Nacional de Maconha e Abuso de Drogas, de 1973, afirmava que não se observou grande ônus social provocado pela cocaína nos Estados Unidos. Devido à publicidade negativa sobre a anfetamina, que foi abandonada imediatamente, e aos boatos de que a cocaína parecia não apresentar a toxidade da anfetamina apesar dos seus efeitos semelhantes, esta acabou sendo redescoberta como uma droga recreacional na década de 70.

Atualmente a forma mais difundida para a venda da cocaína é em forma de pó. O pó geralmente branco é obtido através de um processo químico chamado refinamento. O refinamento da cocaína só é possível com a presença de alguns produtos químicos, principalmente éter e acetona. Ales destes se faz necessário o carbonato de potássio, querosene e acido sulfúrico.

Conclusão

Muito utilizada para ajudar a suportar a escassez de água comida e a alta pressão dos Andes a Erythroxylon coca é a planta de onde Niemann isolou o alcalóide cocaína.

Seu consumo foi muito difundido como cura medicinal sem embasamentos teóricos se quer experimentais no final do século XIX.

Após descoberta dos muito maleficios da cocaína e o surgimento da anfetamina , a cocaina caiu em desuso por décadas, voltando porem a ser utilizada na década de 70 quando os males da anfetamina foram divulgados.

Atualmente a cocaína é muito utilizada, em pó ou em forma de basta base (crack), mesmo sendo conhecido todo mal que ela pode causar pro indivíduo e pra sociedade.

Bibliografia

http://pt.wikipedia.org/wiki/coca%C#%ADnaacessada em 06/07/2010

http://intra.vila.com.br/sites_2002a/urbana/julia_lima/historia_coca_10.htm acessado em 05/07/2010

http://www.monografias.brasilescola.com/historia/cocasagrada-medicinal-ilegal.htm acessado em 06/07/2010

http://brunamion.arteblog.com.br/68389/Cocaina/ acesado em 06/07/2010

http://pt.azarius.net/encyclopedia/33/Coca_na/ acessado em 07/07/2010

Nanotecnologia

Na antiguidade, os romanos inventaram a nanotecnologia sem saber, pois misturaram cloreto de ouro com vidro derretido para fazer vitrais vemelhos, o resultado formou partículas de ouro nanométricas, refletindo a luz de um modo peculiar.


Em 1974, um artigo publicado por Norio Taniguchi (Japão): "Nanotecnologia consiste em um  processo de separação, consolidação e deformação de materiais, átomo por átomo ou molécula por molécula", torna o termo nanotecnologia definido.

Em 1981, os cientistas Gerdi Binning e Heinrich Rohrer inventaram o microscópio de tunelamento (figura abaixo), onde dispensava a utilização de qualquer tipo de luz e funcionava por causa do efeito do túnel. Este permitia a visualização dos átomos e moléculas individuais, porque detectava regiões com alta densidade eletrônica.

A nanotecnologia está ligada a diversas áreas (medicina, estética, eletrônica, computação, química, física, biologia, entre outras) de espquisa e produção na escala nano (escala atômica).
Segundo os cientistas, através de uma suposta manipulação da movimentação do átomo, seria possível construir super computadores que caibam no bolso, colocar microssondas no organismo para fazer testes sanguineos, dentro de previsões e suposições.
 Esta tem como objetivo contrsuir novas estruturas a partir dos átomos, aprimorando e melhorando a vida do homem.


O QUE É UM NANÔMETRO?
Primeiramente o nanômetro é uma medida como o metro, centímetro, por exemplo. O termo "nano" indica "anão", equivalendo a bilionésima parte de um metro ou 0,000000001 metros. A partir diosto podemos ter uma pequena noção do quanto um nanômetro é pequeno. Apesar de não perceptíveis a olho nu, estas partívulas possuem propriedades importantíssimas. Imagine se dentro de seu organismo fosse adaptado um microdispositivo capaz de detectar problemas e fornecer alternativas para a resolução com o mínimo de sofrimento? Com o avanço da nanotecnologia podemos acreditar nesta possibilidade em um futuro próximo.

ERICK DREXLER
Eric Drexler  popularizou o termo através de seu livro na década de 80: "Engines of Creation", sendo o autor deste livro o primeiro a doutorar-se em nanotecnologia.
Dentro da nanotecnologia Drexleriana existe o "Montador Universal", um dispositivo capaz de construir átomo a átomo qualquer máquina concebível a mente humana. Drexler acredita que um dia a nanotecnologia poderá melhorar a qualidade da vida humana, fornecendo dispositivos capazes de ser incorporados pelo organismo, regenerando células doentes e quem sabe, de uma forma utópica, a imortalidade.

A NANOTECNOLOGIA DO CARBONO
Com a revolução dos microchips no século XX e com o avanço da tecnologia, os materiais foram ganhando escala muito menores dando início ao seguimento ao mundo científico, conhecido como nanociência. apesar de imperceptíveis a olho nu, esses materiais ocupam um espaço caa vez maior no cotidiano do homem.
Materiais na escala nanométrica muitas vezes apresentam comportamentos diferentes, com efeitos quânticos pronunciados, onde as novas propriedades e os elementos químicos começam expor novos padrões de reatividade. Temos como exemplo o alumínio que em escala nanométrica ou em forma de nanopartículas entra em combustão ao entrar em contato com o oxigênio. Infelizmente essa interessante propriedade foi utilizada para fins nefastos, como a construção da maior bomba não nuclear.
Um segmento da nanotecnologia, ou o nanotecnologia do carbono, ganha cada vez mais grande importância no mundo científico. Vejamos os principais tópicos desta área:

CARBONO E SUAS PRINCIPAIS NANOFORMAS:

Fulereno: Foi identificado pela primeira vez em 1985 por Kroto e seus colaboradores. A estrutura do Fulerteno é formada pela ligação das bordas de uma folha de grafeno, onde os carbonos continuam ligados por fortes ligações sp2, porém com curvatura trigonal levandoa formação de uma estrutura pseudo sp.
A mais famosa e estável forma do fulereno é a "bola de futebol", como pode ser visto na figura à direta. Ai estão presente 20 formas hexagonais e 12 faces pentagonais, com um carbono em cada vértice dos polígonos. Em geral estes são sólidos pretos e quando dissolvidos em determinados solventes formam soluções coloridas.
Inúmeros derivados do fulereno podem ser praparados pela distorção sp2 que torna a molécula mais reativa. veja a figura abaixo:
Nanotubos de carbono:
Sua descoberta é tida como um dos principais avanços na área de materiais dos últimos anos, principalmente devido às propriedades mecânicas e eletrônicas destes. Os nanotubos de carbono (NC), são estruturas similares a folhas de grafite enroladas, ou seja,e strutura de arranjos hexagonal em forma cilíndrica, podendo ter as extremidades abertas ou fechadas.
Os NC podem ser divididos em duas formas: os NC de paredes múltiplas e os de parede simples. O primeiro é formado de duas paredes simples de cilindros oncêntricos, enquanto o segundo é mais parecido com os fulerenos convencionais do que seus análogos com múltiplas paredes, sendo constituídos por uma única parede de grafeno enrolada.
Os nanotubos são de grande importância para a ciência pois, compreendendo sua estrutura, suas formas de ligação, sua funcionalização podem fornecer novas estratégias de modificações químicas nos NC, e consequentemente seu aperfeiçoamento em prol de uma sociedade científica.













Embalagens: História e desenvolvimento

Das necessidades de armazenamento às contribuições para o consumo:

Durante a revolução agrícola que ocorreu por volta do século X antes de cristo, surgiu à necessidade de o homem armazenar seus excedentes agrícolas e com a descoberta da cerâmica, o homem passou a produzir seus primeiros objetos de armazenagem que hoje chamamos de embalagens.

No entanto, com a evolução e complexação da vida humana, as embalagens deixaram de serem produzidas somente com a finalidade de envolver nossos alimentos e objetos, mas também possuem uma segunda tarefa, que é a de atrair o consumidor e forçá-lo a comprar determinados produtos.

Para ajudar nesta tarefa, publicitários recorrem aos engenheiros e projetistas para que eles possam colocar sua criatividade em prática nas diversas embalagens até aqui produzidas.

Principais matérias primas ao longo da história:

Até o presente momento, diversos materiais já foram utilizados para envolver nossas commodities, mas três em especial chamam bastante atenção, que são: A cerâmica, o Vidro e os filmes plásticos, que como exemplo, pode-se falar do polietileno.

Cerâmica: um dos primeiros materiais a ser utilizado como matéria prima, ela foi introduzida no cotidiano ainda na antiguidade e continua sendo utilizada até hoje, ainda que pouco para fabricação de embalagens e mais pra diversas outras utilidades.

Vidro: também se teve início de seu uso ainda na antiguidade, mas como embalagem passou a ser utilizado apenas na idade média e foi trazido para o ocidente pelos árabes.

Polietileno: o uso de materiais que possui como matéria prima o petróleo, passou a ser usado de forma expressiva no fim do século XlX pelos Estados Unidos, que disseminou seu uso.




Algumas das principais matérias primas que foram e são utilizadas na fabricação de embalagens ao longo da História


Embalagem longa vida

       Em 1951, o Dr. Ruben Rausing idealizou a embalagem, em formato de tetraedro (quatro faces, triangular, com base horizontal). O primeiro produto da Tetra Pak foi revolucionário, em cartão de papel, usado para guardar e transportar leite. Esta embalagem foi chamada de Tetra Classic. Rausing começou a idealizar o desenho (este projeto) em 1943. Em 1950 havia criado técnicas de fabricação de cartões herméticos, usando um sistema de cartolina forrada em plástico. Em 1952, a empresa já comercializava sua primeira máquina de embalagens cartonadas. O creme de leite foi o primeiro produto a ser embalado pela Tetra Pak. Três anos depois as embalagens da Tetra Pak começaram a acondicionar leite pasteurizado. A embalagem tipo longa vida, no entanto, seria criada apenas em 1961. Foi neste ano que Dr. Ruben Rausing uniu os conceitos de ultrapasteurização e embalagem asséptica, criando a embalagem que protegeria o leite, sem necessidade de conservantes e refrigeração.

      As camadas da caixinha são de diferentes materiais, que, além de protegerem, ajudam a conservar o produto. São assim divididas cada camada (iniciando de dentro para fora): duas camadas de plástico (protege o produto e evita contato com as demais camadas); uma camada de alumínio (evita a passagem de oxigênio, luz e a contaminação do meio externo); a quarta camada também é de plástico, seguida da quinta camada, de papel, que dá sustentação à embalagem e permite a inscrição das informações e descrição da marca fabricante. Por fim, uma última camada de plástico que protege esta quinta camada de papel.



                                          Sueco Dr. Ruben Rausing 


       Reciclagem:

       Apesar dos benefícios que a tecnologia nos trouxe na produção de novas embalagens, existem problemas que ainda não foram solucionados, como por exemplo, a reciclagem desses materiais.
      O link abaixo, traz um video que mostra um exemplo de solução que esta dando certo para o reaproveitamento das embalagens de longa vida e assim unindo os interesses capitalistas e sociais de consumo com os interesses de se preservar o meio em que vivemos.


     
      http://www.youtube.com/watch?v=zToVAlEaPjs



sábado, 10 de julho de 2010

Síntese da Amônia, a Descoberta que Mudou o Mundo

Se alguém lhe pedir para citar as dez ou mesmo as cem descobertas científicas mais importantes do século 20, você provavelmente não se lembrará do processo de síntese da amônia. Essa descoberta, contudo, é de enorme importância e foi determinante para configurar a situação econômica e ambiental existente atualmente em nosso planeta.
 Embora o nitrogênio seja um componente majoritário da atmosfera terrestre – responde por cerca de 78% de sua composição –, ele está presente apenas na forma gasosa N2 , incapaz de ser aproveitada diretamente pela imensa maioria dos seres vivos. Por isso, estes se tornam dependentes da atividade de organismos como algumas espécies de bactérias capazes de captar o N2 atmosférico e fixá-lo em compostos químicos utilizáveis pelos seres vivos.
Dentre esses compostos, destaca-se a amônia, formada por um átomo de nitrogênio e três de hidrogênio. Essa molécula pode ser transformada em nitritos e nitratos, essenciais para a produção tanto dos fertilizantes nitrogenados quanto de explosivos e armamentos.
Há cem anos, em 13 de outubro de 1908, o químico alemão Fritz Haber (1868-1934) deu um grande passo para solucionar o problema da fixação do N2 atmosférico em amônia sem precisar da ação de outros organismos. Em grandes linhas, Haber criou uma forma de reagir o N2 com hidrogênio na presença de ferro em temperaturas e pressões elevadas.

Fritz Haber (1868-1934), Prêmio Nobel de Química, em 1918, por ter desenvolvido um método eficaz de síntese da amônia.


 AMÔNIA: OBTENÇÃO E USO

A amônia (NH3) é um dos produtos químicos mais importantes para o ser humano, sendo uma das cinco substâncias produzidas em maior quantidade no mundo.
Sua importância está relacionada ao seu uso direto como fertilizante e por se constituir matéria-prima para a fabricação de outros fertilizantes nitrogenados. A amônia também é utilizada na produção de explosivos de plásticos.
Em 1898, Sir William Ramsey (1852-1916) – o descobridor dos gases nobres – previu uma catástrofe para a humanidade: a escassez de fertilizantes nitrogenados para meados do século XX, o que provocaria uma redução desastrosa na produção de alimentos em todo o mundo. Na época, o nitrogênio era obtido de depósitos naturais de nitratos de sódio (NaNO3) e potássio (KNO3) ou de excrementos de aves marinhas (guanos).
A catástrofe prevista por Ramsey não ocorreu graças ao trabalho de dois alemães: o químico Fritz Haber (1868-1934) e o engenheiro William Carl Bosch (1874-1940). Eles criaram um processo no qual conseguiram sintetizar a amônia a partir de seus elementos constituintes.

A reação de síntese da amônia foi desenvolvida pelos alemães Fritz Haber (esq.) e Carl Bosch (dir.), Nobel de Química de 1918 e 1931

O processo criado por Haber permitiu que a Alemanha reduzisse consideravelmente o custo de fabricação de explosivos durante a primeira guerra mundial.
Ele observou que a amônia, por oxidação, produz o acido nítrico – essencial para a produção de pólvora. Apesar dos serviços prestados à pátria, Haber, por ser judeu, foi perseguido pelos nazistas, tendo de fugir da Alemanha, em 1933, para não ser morto por seus compatriotas.
O alemão acreditava que o processo por ele desenvolvido poderia trazer uma importante contribuição para o desenvolvimento agrícola do planeta, substituindo a necessidade de utilização de nitrogênio reativo retirado a partir de reservas naturais, como o guano peruano, o salitre chileno e o sal amoníaco extraído do carvão. Ele esperava ainda que esse método pudesse ser empregado com fins militares, de forma a garantir a segurança de seu país.
Posteriormente, outro químico alemão, chamado Carl Bosch (1874-1940), continuou o trabalho de Haber e conseguiu implementar o uso da síntese de amônia em escala industrial. Por esses feitos, Haber recebeu o Nobel de Química em 1918, e Bosch, em 1931. A forma como essa reação marcou a história do século 20 foi tema de um artigo publicado esta semana na revista Nature Geoscience pelo grupo de Jan Willem Erisman, do Centro de Pesquisa Energética da Holanda.
A equação e a figura a seguir mostram a reação de obtenção de amônia e as condições industriais nas quais ela ocorre:


Temperatura: 400 a 600 °C.
Pressão: 140 a 340 atm.
Catalisador: FeO com pequenas impurezas de Al2O3, MgO, CaO e K2O.



Introduz-se a mistura gasosa N2 e H2 no reator e, após o estabelecimento do equilíbrio, essa mistura é transferida para um condensador, onde o NH3 liquefeito é retirado rapidamente do sistema. A parte da mistura de N2 e H2 que não reagiu é levada novamente para o reator, repetindo-se o processo. No mercado internacional, o preço da amônia está na casa dos US$ 150.00 (cento e cinqüenta dólares) por tonelada.

A partir dessas informações e conhecendo o Principio de Le Chatelier, podemos prever as condições que favorecem a produção de grandes quantidades de NH3:
a) Baixas temperaturas: Como a reação é exotérmica, a diminuição da temperatura provoca um deslocamento de equilíbrio para a direita.
b) Altas pressões: O aumento de pressão provoca contração de volume, o que desloca o equilíbrio para o lado direito, ou seja, para o lado de menor volume.
c) Remoção do NH3 formado: Quanto mais intensa e rápida for a retirada do NH3, mais intensamente o equilíbrio será deslocado para a direita.
d) Catalisador: Embora o catalisador não desloque o equilíbrio, ele aumenta a velocidade das reações, permitindo que o equilíbrio seja alcançado mais rapidamente.

No processo de Haber – Bosch, a amônia é produzida a altas temperaturas, o que aparentemente contraria o Principio de Le Chatelier. Mas essa aparente contradição pode ser explicada.
Teoricamente, a altas pressões e à temperatura ambiente, o rendimento da síntese da amônia é de 90%, porem, nessas condições, a reação é muito lenta e o tempo necessário para atingir o equilíbrio é tão grande que os custos de produção tornariam o processo economicamente inviável.
A reação, então, é realizada a altas temperaturas, o que aumenta a sua velocidade e, portanto, diminui consideravelmente o tempo necessário para alcançar o equilíbrio.

A foto mostra o primeiro reator utilizado na síntese de Haber-Bosch, realizada em 1913 pela Badische Anilinin und Soda Fabrik (BASF)

A 500 e 200 atm, embora o rendimento da reação seja de apenas 20%, o equilíbrio é alcançado em menos de 1 minuto. Se a elevação da temperatura diminui o rendimento da reação, os outros fatores que a favorecem – a pressão, o catalisador e a retirada rápida da amônia produzida – deslocam o equilíbrio no sentido de aumentar a produção de amônia, viabilizando economicamente esse processo.


EXPLOSIVOS E ALIMENTOS
 

O processo desenvolvido por Haber-Bosch forneceu à Alemanha um grande suprimento de amônia suficiente para que o país se tornasse independente de seus fornecedores habituais. Com isso, esse composto e seus derivados, como o ácido nítrico, poderiam ser empregados para produzir explosivos como a nitroglicerina e o trinitrotolueno (TNT).
Acredita-se que isso tenha impedido uma vitória mais rápida das Forças Aliadas na Primeira Guerra Mundial, ampliando os efeitos devastadores desse conflito. Estimativas indicam que entre 100-150 milhões de mortes em conflitos armados durante o século passado possam estar diretamente relacionadas com uso do processo desenvolvido por Haber-Bosch.



Ataque francês à infantaria alemã na região de Champagne em 1917, durante a Primeira Guerra Mundial. Estima-se que a descoberta da síntese da amônia tenha retardado a derrota das forças alemãs nesse conflito.


Por outro lado, a síntese de amônia desenvolvida por Haber-Bosch proporcionou a produção em escala mundial de fertilizantes nitrogenados, aumentando a produtividade da agricultura em grande parte do planeta. Atribui-se à síntese da amônia um aumento de 30 a 50% da produção agrícola. Com isso, os fertilizantes nitrogenados garantiram a sobrevivência de mais de um quarto da população mundial durante o século 20.
A importância desses fertilizantes nitrogenados tem se ampliado nos últimos anos. Estima-se que, atualmente, cerca de metade da humanidade tenha a sua subsistência alimentar associada com o processo de fixação de nitrogênio desenvolvido por Haber- Bosch. 


IMPACTO AMBIENTAL


Os benefícios dessa reação, no entanto, têm como contrapartida uma série de efeitos nocivos ao meio ambiente. Em 2005 cerca de 100 milhões de toneladas de nitrogênio foram utilizadas globalmente na agricultura, mas apenas 17% desse volume foram consumidos pela humanidade na forma de alimentos, incluindo carne e laticínios. Essa eficiência extremamente baixa do uso de nitrogênio na agricultura representa um importante fator de risco para o meio ambiente.
Cerca de 40% do nitrogênio usado em fertilizantes e desperdiçado por práticas agrícolas incorretas retorna à sua forma atmosférica não reativa. Apesar disso, a maior parte desse elemento químico acaba por contaminar os ambientes terrestres e aquáticos e a atmosfera, o que contribui para diminuir a biodiversidade. O nitrogênio perdido altera ainda o balanço dos gases do efeito-estufa, influencia o ozônio atmosférico, acidifica o solo e estimula a formação de material particulado na atmosfera.
Esses impactos ambientais podem e devem ser minimizados com intervenções para aumentar a eficiência do uso de fertilizantes e para aumentar sua conversão ao N2 atmosférico. Além disso, devem ser desenvolvidos métodos que permitam um tratamento mais eficiente dos resíduos nitrogenados produzidos pelos seres humanos e animais por eles criados.