A Descoberta da Penicilina

A Química tem a fama de ter criado um grande número de novos produtos químicos que, na sua maioria, são prejudiciais à saúde do homem ou do planeta. No entanto a variedade de produtos químicos presentes na natureza é espantosa na diversidade e no número. Uns são “benéficos” para o homem e outros ”prejudiciais”.

A penicilina foi descoberta em 1928 por Alexander Fleming quando se esqueceu de algumas placas com culturas de microrganismos no seu laboratório no Hospital St. Mary em Londres. Quando reparou, uma das suas culturas de Staphylococcus (uma bactéria) tinha sido contaminada por um bolor, e em volta das colónias do bolor não havia bactérias. Fleming identificou o bolor como um fungo do género Penicillium, e demonstrou que o fungo produzia uma substância responsável pelo efeito bactericida: a penicilina.

Este produto químico foi obtido puro por Howard Florey e Ernst Chain da Universidade de Oxford, muitos anos depois, em 1940. As suas qualidades antibióticas foram testadas em ratos infectados, assim como a sua não-toxicidade. Em 1941, os seus efeitos foram demonstrados em humanos. O primeiro homem a ser tratado com penicilina foi um agente da polícia que sofria de septicémia com abcessos disseminados, uma condição que na época era geralmente fatal. Ele melhorou bastante após a administração do fármaco, mas veio a falecer quando as reservas iniciais de penicilina se esgotaram. A penicilina salvou milhares de vidas de soldados dos aliados na Segunda Guerra Mundial.

Apesar de os enormes esforços desenvolvidos durante a Segunda Guerra Mundial para a produção em larga escala deste medicamento, a sua estrutura só foi completamente elucidada em 1956 e os produtos usados até aí resultavam do isolamento do antibiótico a partir de culturas do fungo sem que o arranjo espacial dos átomos presentes fosse completamente conhecido.

Na realidade não existe uma penicilina mas uma família de compostos como o mesmo núcleo central e uma cadeia lateral variável.

A descoberta desse arranjo espacial contribuiu para um novo salto na utilização dos antibióticos pelo homem. Durante muito tempo, o capítulo que a penicilina abriu na história da Medicina parecia prometer o fim das doenças infecciosas de origem bacteriana como causa de mortalidade humana o que se veio a verificar não ser possível.

Filtro de água nanoeletrificado

Agência FAPESP – Cientistas da Universidade Stanford, nos Estados Unidos, desenvolveram um novo tipo de filtro de água, que funciona muito rapidamente e tem baixo custo. O objetivo é poder aplicar a tecnologia em países em desenvolvimento.

O funcionamento do filtro se baseia na nanotecnologia. Ele é formado por fios de prata e tubos com medidas na casa da bilionésima parte do metro. Em vez de reter as bactérias para limpar a água, como fazem outros filtros, o novo modelo mata os microrganismos.

As bactérias são mortas ao passar pelo campo elétrico existente na superfície altamente condutora do filtro. Nos testes realizados foram mortas 98% das bactérias Escherichia coli, expostas a 20 volts de eletricidade por vários segundos.

O filtro é formado por várias camadas de tecido de algodão, reunidas em um “sanduíche” de 6 centímetros de espessura.

“Esse é um novo método de tratamento para eliminar patógenos da água, que pode ser facilmente utilizado em áreas remotas nas quais as pessoas não têm acesso a tratamentos químicos como os que utilizam cloro”, disse Yi Cui, professor associado de ciência de materiais e engenharia de Stanford e um dos autores da pesquisa.

Cólera, tifo e hepatite são algumas das doenças ligadas ao consumo de água contaminada com microrganismos, um sério problema nos países mais pobres. Segundo Cui, a nova tecnologia poderá ser empregada em sistemas de purificação de pequenas vilas ou mesmo de cidades.

Filtros que prendem as bactérias devem ter poros suficientemente pequenos para segurar os patógenos, evitando que atinjam a água. Mas isso limita a velocidade de funcionamento do aparelho, isto é, o fluxo de água limpa.

Como o modelo desenvolvido agora mata as bactérias, mas não as prendem, a água é limpa muito mais rapidamente. “Nosso filtro é cerca de 80 mil vezes mais rápido do que os outros que retêm bactérias”, disse Cui. Os resultados foram publicados no periódico Nano Letters, da Sociedade de Química Norte-Americana.

Os poros maiores do novo filtro, para reter resíduos sólidos e outras impurezas, também fazem com que o equipamento entupa menos do que os demais, resultando em uma manutenção mais fácil.

O filtro emprega nanotubos de carbonos, que são bons condutores de eletricidade, e prata em minúsculas quantidades, de modo que o custo final seja baixo. A base do filtro é feita de tecido de algodão.

O tecido foi mergulhado em uma solução de nanotubos, seco e, depois, mergulhado novamente, mas dessa vez em uma solução de nanofios de prata. Os nanotubos usados tinham cerca de 1 nanômetro de espessura, e os fios, entre 40 e 100 nanômetros.

O resultado foi a produção de uma estrutura regular pelos fios de algodão. “Com uma estrutura contínua pela espessura do filtro, podemos mover os elétrons muito eficientemente e fazer com que o equipamento seja altamente condutor. Isso implica que ele precisa de uma quantidade mínima de eletricidade”, disse Cui.

A corrente que mata as bactérias tem apenas alguns miliamperes e pode ser fornecida facilmente por uma bateria de automóvel. A corrente também pode ser produzida por um dispositivo a manivela.

Na próxima etapa da pesquisa, os cientistas vão analisar a eficiência do filtro com outros tipos de microrganismos e experimentar filtros sucessivos.

“Com um filtro, matamos 98% das Escherichia coli. Mas, para água de beber, não queremos nenhuma bactéria. Para isso, vamos experimentar a filtragem em vários estágios”, disse Cui.

Fórmula do Corpo Humano: Elementos químicos presentes no corpo humano

Na atualidade, sabe-se que os elementos químicos são distribuídos em nosso corpo nas seguintes porcentagens:

Oxigênio (O) – 65% - constituinte da água e das moléculas orgânicas (que contem carbono e hidrogênio, produzidos por um sistema vivo). E necessário para a respiração celular, que produz trifosfato de adenosina (ATP), uma substancia química muito rica em energia.

Carbono (C) – 18,5% - encontrado em toda a molécula orgânica.

Hidrogênio (H) – 9,5% - constituição da água, de todos os alimentos e da maior parte das moléculas orgânicas.

Nitrogênio (N) – 3,2% - componente de todas as proteínas e ácidos nucleicos: O acido desoxirribonucleico (DNA) e o acido ribonucleico (RNA).

Cálcio (Ca) – 1,5% - contribui para a rigidez de ossos e dentes; necessário para muitos processos corporais, por exemplo, coagulação sanguínea e contração muscular. Ele fica na membrana e “decide” o que entra nos ossos e o que sai deles. Encontrado no queijo, leite, iogurte, vegetais verdes folhosos e peixe.

Fósforo (P) – 1,0% - é o guardião dos genes e forma a proteína que estoca energia no corpo. Componente de muitas proteínas, ácidos nucleicos e trifosfato de adenosina (ATP), necessário para a estrutura normal de ossos, dentes e produção de energia. Encontrado em laticínios, peixes, carnes vermelhas e cereais integrais.

Potássio (K) – 0,4% - Na forma de cátion (K+) mais abundante dentro das células; importante na condução de impulsos nervosos e na contração muscular. Sua falta ou excesso pode fazer o coração parar. Encontrado nas frutas e vegetais frescos, especialmente banana, couve, batata e pão integral.

Enxofre (S) – 0,3% - elimina metais pesados, como mercúrio ou chumbo, altamente prejudiciais ao organismo. Componente de muitas proteínas.

Cloro (Cl) – 0,2% - o do contra. Neutraliza as cargas positivas dos fluidos, que sempre devem ser neutros. É o ânion mais abundante (partícula negativamente carregada, Cl–) fora das células.

Sódio (Na) – 0,2% - é o controlador das águas mantendo o volume do sangue em circulação no organismo. Na forma de cátion (Na+) mais abundante fora das células; essencial no sangue para manter o equilíbrio de água; necessário para a condução de impulsos nervosos e contração muscular. Encontrado em carnes, peixes, leguminosas (lentilha), cereais integrais e vegetais.

Iodo (I) – 0,1% - controla o fluxo de energia do corpo, ligando-se aos hormônios produzidos pela tireoide.

Ferro (Fe) – 0,1% - Na forma de cátions (Fe+2 e Fe+3) são componentes da hemoglobina (proteína carregadora do oxigênio do sangue) e de algumas enzimas necessárias para a produção de ATP, capta oxigênio dos pulmões e carrega para o restante do corpo, através do sangue. Encontrado em carnes, aves, músculos e leguminosas (feijão).

Magnésio (Mg) – 0,1% - sem ele o ATP não poderia guardar energia na célula. Necessário para muitas enzimas funcionarem apropriadamente. Atua na formação de anticorpos e alivio do estresse. Encontrado nos cereais integrais, soja, legumes e frutas (maca e limão).

Zinco (Zn) – 0,0025% - ele contribui para que o gás carbônico fique no estado liquido, não permitindo a entrada de gás no sangue, o que seria fatal. Responsável também pela cicatrização e atividade das enzimas.

Cobalto (Co) – 0,0004% - componente da vitamina B 12, uma das formadoras das células vermelhas do sangue.

Cobre (Cu) – 0,0003% - não deixa você derreter, pois regula a liberação de energia, produzida pelo nosso organismo. Produção de melanina e formação de glóbulos vermelhos do sangue. Encontrado no fígado, cereais integrais, legumes e frutas (pera).

Manganês (Mn) – 0,0001% - auxilia no crescimento e “ajuda” o selênio a expulsar os radicais livres (que promovem o envelhecimento).

Molibdênio (Mo) – 0,00002% - cria a boa gordura e auxilia na eliminação de radicais livres.

Flúor (F) – 0, 00001% - dá boas mordidas, pois protege os dentes. Encontrado na água, frutos do mar, peixes e chá.

Cromo (Cr) – 0,000003% - “ajuda” a insulina, hormônio produzido pelo pâncreas, que metaboliza o açúcar no corpo.

Selênio (Se) – inferior a 0,000003%, faz parte das enzimas destruidoras de radicais livres.

Alumínio (Al), Boro (B), Estanho (Sn), Silício (Si) e Vanádio (V) – São elementos traços em menor concentração. (Não encontrada a utilidade no corpo humano).

Átomos e Moléculas

Aula de química, do Telecurso 2000.

A Datação pelo Carbono 14

Introdução

A datação por carbono 14 é uma maneira de determinar a idade de certos artefatos arqueológicos de origem biológica com até 50 mil anos. Ela é usada para datar objetos como ossos, tecidos, madeira e fibras de plantas usados em atividades humanas no passado relativamente recente.Você já deve ter visto ou lido notícias sobre artefatos antigos fascinantes: em uma escavação arqueológica, um pedaço de ferramenta feita de madeira é encontrado e o arqueólogo descobre que ele tem 5 mil anos de idade. A múmia de uma criança é encontrada no alto dos Andes e um arqueólogo diz que a criança viveu há mais de 2 mil anos. Mas como os cientistas sabem a idade de um objeto ou de restos humanos? Que métodos eles usam e como é que esses métodos funcionam? Neste artigo, vamos examinar os métodos (prestando atenção especial na datação por carbono 14) pelos quais os cientistas usam a radioatividade para determinar a idade dos objetos.

Como é criado o carbono 14

Todos os dias, raios cósmicos entram na atmosfera terrestre em grandes quantidades. Para se ter um exemplo, cada pessoa é atingida por cerca de meio milhão de raios cósmicos a cada hora. Não é nada raro um raio cósmico colidir em outro átomo na atmosfera e criar um raio cósmico secundário na forma de um nêutron energizado, e que esses nêutrons energizados, por sua vez, acabem colidindo com átomos de nitrogênio. Quando o nêutron colide, um átomo de nitrogênio 14 (com sete prótons e sete nêutrons) se transforma em um átomo de carbono 14 (seis prótons e oito nêutrons) e um átomo de hidrogênio (um próton e nenhum nêutron). O carbono 14 é radioativo e tem meia-vida de cerca de 5.700 anos.

Os átomos de carbono 14 criados por raios cósmicos combinam-se com oxigênio para formar dióxido de carbono, que as plantas absorvem naturalmente e incorporam a suas fibras por meio da fotossíntese. Como os animais e humanos comem plantas, acabam ingerindo o carbono 14 também. A relação de carbono normal (carbono 12) pela de carbono 14 no ar e em todos os seres vivos mantém-se constante durante quase todo o tempo. Talvez um em cada trilhão de átomos de carbono seja um átomo de carbono 14. Os átomos de carbono 14 estão sempre decaindo, mas são substituídos por novos átomos de carbono 14, sempre em uma taxa constante. Nesse momento, seu corpo tem uma certa porcentagem de átomos de carbono 14 nele, e todas as plantas e animais vivos têm a mesma porcentagem que você.

Datando um fóssil

Assim que um organismo morre, ele pára de absorver novos átomos de carbono. A relação de carbono 12 por carbono 14 no momento da morte é a mesma que nos outros organismos vivos, mas o carbono 14 continua a decair e não é mais reposto. Numa amostra a meia-vida do carbono 14 é de 5.700 anos, enquanto a quantidade de carbono 12, por outro lado, permanece constante. Ao olhar a relação entre carbono 12 e carbono 14 na amostra e compará-la com a relação em um ser vivo, é possível determinar a idade de algo que viveu em tempos passados de forma bastante precisa.

Uma fórmula usada para calcular a idade de uma amostra usando a datação por carbono 14 é:

t = [ ln (N_f/N_o) / (-0,693) ] x t1/2

em que In é o logaritmo neperiano, N_f/N_o é a porcentagem de carbono 14 na amostra comparada com a quantidade em tecidos vivos e t1/2 é a meia-vida do carbono 14 (5.700 anos).

Por isso, se você tivesse um fóssil com 10% de carbono 14 em comparação com uma amostra viva, o fóssil teria:

t = [ln (0,10)/(-0,693)] x 5.700 anos

t = [(-2,303)/(-0,693)] x 5.700 anos

t = [3,323] x 5.700 anos

t = 18.940 anos de idade

Como a meia-vida do carbono 14 é de 5.700 anos, ela só é confiável para datar objetos de até 60 mil anos. No entanto, o princípio usado na datação por carbono 14 também se aplica a outros isótopos. O potássio 40 é outro elemento radioativo encontrado naturalmente em seu corpo e tem meia-vida de 1,3 bilhão de anos. Além dele, outros radioisótopos úteis para a datação radioativa incluem o urânio 235 (meia-vida = 704 milhões de anos), urânio 238 (meia-vida = 4,5 bilhões de anos), tório 232 (meia-vida = 14 bilhões de anos) e o rubídio 87 (meia-vida = 49 bilhões de anos).

O uso de radioisótopos diferentes permite que a datação de amostras biológicas e geológicas seja feita com um alto grau de precisão. No entanto, a datação por radioisótopos pode não funcionar tão bem no futuro. Qualquer coisa que tenha morrido após os anos 40, quando bombas nucleares, reatores nucleares e testes nucleares em céu aberto começaram a causar mudanças, será mais difícil de se datar com precisão.

FONTE: http://ciencia.hsw.uol.com.br/carbono-14.htm/printable