Destilação molecular

Também conhecida como destilação de alto vácuo. Pode ser realizada em um ou mais estágio. Para ser classificada como destilação molecular a pressão de operação deve ser inferior a 1 mbar, podendo atingir 0,001 mbar. Nestas pressões a distancia média entre as moléculas é significativa em relação às dimensões do equipamento, isto é a distância entre a superfície onde ocorre a ebulição e a superfície onde ocorre a condensação que dever da ordem de milímetros. Com isso, elimina-se o maior entrave da evaporação em altos vácuos: a perda de carga.

A grosso modo, o destilador molecular consiste  de um cilindro vertical encamisado por onde escoa uma película da mistura a ser fracionada. Na camisa circula o fluido de aquecimento que faz com que a película entre em ebulição. Bem próxima a superfície da película existe uma outra superfície cilíndrica refrigerada onde o vapor é condensado. O condensado restante sai pela base e o vapor sai pelo topo. O que tem que ser milimétrica é a distância entre a superfície da película e a superfície onde ocorre a condensação.

Para dimensionar a fórmula de Langmuir é útil, ela fornece o fluxo em kg/m²h  a partir da pressão em bar, temperatura em Kelvins e peso molecular em Dalton.

A destilação molecular é usada para separar substâncias de alto peso molecular, entre 250 e 1200 Dalton, muito sensíveis ao aquecimento. Neste sentido a destilação molecular concorre com a liofilização.

Béqueres

São copos usados em laboratório de forma cilíndrica e fundo chato, dotado de um bico de transferência. Eles podem ser graduados de forma a permitir uma medição grosseira do volume do conteúdo. Existe em três formas: copo de béquer de forma baixa, copo de béquer de forma alta e o copo de béquer plano. O bequer de forma baixa é aquele que mais usado e que aparece na figura abaixo, conhecido também como copo de Griffins.

O béquer de Griffin pode ser encontrado em volumes que vão de 5 mL até 5000 mL.
O copo de becher de forma alta é mais esbelto, sendo conhecido como copo de Berzelius.

Existe um beque r que mais parece uma bacia conhecido como béquer plano. Este é mais usado para realizar cristalizações.  Quando a parede do bequer é inclinada, como acontece em geral com os copos, o béquer é chamado de Phillips.

Tem béquer até com alça. Daria um bom copo para um chopinho gelado.

Arquitetura de laboratórios: Dimensões

Existem laboratórios para todas as necessidades, mas o nosso alvo são os laboratórios químicos e biológicos. O nível de segurança exigido governa a arquitetura laboratorial. No caso dos laboratórios químicos são as substâncias químicas que determinam o nível de segurança e, no caso dos laboratórios biológicos, os entes biológicos manipulados.
As dimensões de um laboratório  tem muito a ver com a heurística, com a ergometria e com a movimentação das pessoas, ventilação e iluminação. Uma regra é dita ser heurística quando ela é intuitiva e decorre da vivência. Por exemplo, a porta de um laboratório deve abrir obrigatoriamente para fora. Por que? Porque facilita a fuga no caso de uma emergência do tipo incêndio ou vazamento de substâncias venenosas. A ergometria afeta o dimensionamento de tudo com a dimensões média da população. Por exemplo, a largura de uma bancada não pode exceder o comprimento do braço de quem a utiliza. Finalmente, tudo isso vem da experiência acumulada ao longo do tempo.
No caso das dimensões de um laboratório, elas devem ser múltiplos de três metros.  O módulo menor é 3mx3m e o mais comum é 3mx6m. Claro que laboratório de ensino tem dimensões maiores, dependendo da quantidade de alunos, mas a regra dos múltiplos de 3m continua valendo.
Ah. os cantos das paredes, piso e teto devem abaulados para facilitar a limpeza.
O pé direito, que á a altura que vai do chão ao teto, não deve ser menor que dois metros e sessenta centímetro. No caso de laboratórios de unidades pilotos, o pé direito deve ser compatível com os equipamentos a serem colocados e operados nele. Nas áreas não laboratoriais o pé direto é dois metros e quarenta. Construir construir edificios laboratoriais consiste em juntar paralelepípedos de 3mx3mx2,60m. Ah ... parede só de alvenaria.


As janelas serão discutidas mais adiante. A área das janelas deve ser, no mínimo, 25% da área do piso.
As portas também serão discutidas noutra oportunidade, mas, como foi dito acima, devem abrir para fora. Se o laboratório possue algum nível de risco, então deve ter duas portas.

Efeito de agachamento

Em inglês é conhecido como “squat effect”.  A palavra "squat" em inglês significa agachar em português. Quando um navio passa por um canal raso ele é puxado para baixo afundando. Quanto maior a velocidade do navio maior será o afundamento. Se a velocidade dobra o afundamento quadruplica.
Isso acontece por que a água que passa embaixo do navio gera um pressão baixa semelhante a uma asa de um avião invertida. Só que no avião este efeito puxa para cima e no navio para baixo. Este afundamento é proporcional ao quadrado da velocidade do navio. Trata-se de uma aplicação direta da equação de Bernoulli.
O "Oasis of the Seas", na época o maior navio de cruzeiro do mundo, foi fabricado na Finlândia. Terminada a construção, ele deveria seguir para a Flórida onde navega até hoje. Nesta primeira viagem, ele deveria passar por baixo de uma ponte em condições muito apertadas. Levando o navio a toda velocidade, o afundamento foi de cerca de trinta centímetro, aumentando a folga para cerca de 60 centímetros. Suficiente para passar por baixo da ponte. Este efeito também explica alguns encalhamentos.
Existe um efeito bem semelhante  quando dois navios navegam próximos em rotas paralelas. A maior velocidade na região entre os navios puxa os navios para uma colisão lateral.
Em tempo: O maior navio de cruzeiro do mundo no momento é o "Allures of the Seas" operado pela mesma empresa.

Condutividade térmica

O movimento de energia cuja causa é uma diferença de temperatura é  chamado calor. É natural supor, em primeira aproximação, que a velocidade deste movimento seja diretamente proporcional à diferença de temperatura. Para ser mais preciso, o calor é proporcional ao gradiente de temperatura. Isto leva a seguinte proporcionalidade:

Como o gradiente é um vetor, o calor é também um vetor. A constante de proporcionalidade, k, é chamada condutividade térmica do material. Assim:

O sinal negativo da constante de proporcionalidade decorre do fato que o calor se move na direção contrária ao gradiente de temperatura. Esta é a lei de Fourier que rege a transferência de calor.

Existe uma grande similaridade entre a lei da condutividade de Fourier e a lei da viscosidade de Newton. Existe também, como apontou Rafael no comentário abaixo, uma semelhança maior da lei de Fourier com a lei de Fick. 

Assim, como existem materiais não newtonianos, existem materiais que não obedecem à lei de Fourier. Em geral, materiais que revelam comportamentos não newtonianos devem também revelar comportamentos não-fouriano e não fickeano. Um exemplo é a equação de Cattaneo- Maxwell

Existe uma semelhança entre esta equação e a dos fluidos viscoelásticos. Nesta equação, sigma é o chamado tempo de relaxamento. O tempo de relaxamento dá a defasagem entre a variação do fluxo de calor e a variação do gradiente de temperatura. A lei de Cattaneo-Maxwell pode ser estendida para a transferência de massa. Quando inserida na equação geral da transferência de calor a equação resultante é hiperbólica. Na sua forma mais simples é a equação do telégrafo.

Enzimas

Enzimas são proteínas que catalisam reações. Todas as enzimas são proteínas, mas existem proteínas que não são enzimas, isto é, que não catalisam reações.

Comparadas com os catalisadores inorgânicos, as enzimas são muito, mas muito mais rápidas e seletivas. Uma das explicações para a alta seletividade está na teoria da fechadura-chave mostrada na figura a seguir. Os locais de encaixe são os sítios ativos da enzima. Este modelo de ação enzimática foi proposto por Emil Fischer em 1894. Em 1957, Daniel Koshland, fez uma adaptação do modelo de Fisher, complicando um pouquinho, para ir além de um simples encaixe molecular.

A palavra substrato é usado na engenharia bioquímica com o sentido de reagente, mas também com o sentido de nutriente se células vivas estiverem envolvidas.

As enzimas são um arranjo linear de aminoácidos com um arranjo bem especifico com um arranjo espacial também bem especifico. O dobramento espacial das proteínas é uma área atual de pesquisa que está mais perto da construção de origamis.

Reator de leito de lama (slurry bed reactor)

É um reator trifásico. Nele a fase sólida, finamente dividida, é suspensa na fase líquida formando uma lama dai o nome deste tipo de reator. A fase gasosa é borbulhada nesta lama. A fase sólida em geral é catalítica.

Este tipo de reator é usado, por exemplo, na síntese do metanol. Neste caso, a fase sólida é uma gororoba catalítica que inclui o cobre, o óxido de zinco, a alumina entre outros. A alimentação é normalmente gás de síntese obtido pela reforma a vapor do metano.

Como a fase sólida está finamente dividida, um reator do tipo tanque agitado pode ser usado sem muitas preocupações com a abrasão que fica atenuada. Outro reator que pode também ser usado no modo leito de lama é o reator do tipo coluna de borbulhamento. No leito de lama não ocorre fluidização, então não se trata, portanto, de um reator de leito fluidizado trifásico, as partículas sólidas são suspensas pela agitação mecânica ou turbulenta.