sexta-feira, 24 de julho de 2009

Óxido nítrico: quando a química tem tudo a ver com o amor


Em 1980, os cientistas ingleses Salvador Moncada e Richard Palmer estavam estudando o relaxamento muscular. Havia interesse específico nos músculos das paredes das artérias, que são parcialmente responsáveis pelo controle da pressão sangüínea. Quando o corpo humano sente necessidade, ele produz substâncias como a acetilcolina, que entra na corrente sangüínea e sinaliza para os músculos do corpo relaxarem. Até recentemente, considerava-se que ela agia diretamente nos músculos, mas verificou-se, posteriormente, que não era bem isso o que ocorria.

A acetilcolina atua dentro das células da parte interna das artérias (células endoteliais), que produzem uma outra substância que dá o sinal para o relaxamento muscular. Foi uma surpresa para os dois cientistas descobrirem que a substância produzida pelas células endoteliais era um gás muito simples, o óxido nítrico, de fórmula NO ( um átomo de nitrogênio ligado a um átomo de oxigênio). Ele é considerado um poluidor da atmosfera junto com outros gases de nitrogênio como o N2O e o NO2.

O óxido nítrico pode ser obtido facilmente em laboratório pela reação de ácido nítrico com raspas de cobre metálico. É um gás incolor que reage instantaneamente com o oxigênio do ar para dar o NO2, que é um dos responsáveis pela “chuva ácida”. No nosso corpo, contudo, o óxido nítrico é usado como molécula-mensageira, o que é muito engenhoso: por ser pequena, ela consegue se disseminar rapidamente do endotélio até as células dos músculos. Essa molécula é estável no corpo humano e só reage em certas circunstâncias.

A ação mais importante do óxido nítrico em nosso corpo é ligar-se facilmente aos átomos de ferro da enzima sintase, formando o complexo NO-Fe- sintase. Esse complexo consegue liberar o NO, que produz o relaxamento muscular e permite a entrada do sangue nos corpos cavernosos (tecidos que se assemelham a espumas, presentes em orgãos como o pênis). Mas a História do óxido nítrico não termina aí.

Após a descoberta da função do NO no corpo humano, surgiram inúmeros trabalhos de pesquisa relacionados a este gás. Um deles trata dos mecanismos de defesa do nosso organismo para eliminar bactérias invasoras que causam doenças. As células que produzem o NO, os macrófagos, têm a capacidade de injetá-lo dentro desses microorganismos para matá-los. Após a eliminação das bactérias, o óxido nítrico é oxidado a nitrito (NO2-) e nitrato (NO3-). Assim, o NO tem dois papéis fundamentais em nosso corpo: como molécula-mensageira, é o responsável pelo relaxamento da musculatura vascular; como agente antimicrobiano, defende-nos contra as bactérias que causam doenças.

A descoberta do papel essencial desempenhado pelo NO no controle da pressão sangüínea explica porque um medicamento como a nitroglicerina tem sido indicado pelos médicos, há muito tempo, para o tratamento de angina - um estreitamento das artérias do coração. Quando a nitroglicerina se transforma em NO, provoca um relaxamento muscular e, conseqüentemente, alarga as artérias. Acontece que aquela substância é um poderoso explosivo (já viram no cinema a explosão provocada por uma gota que cai no chão?).Portanto, não é um medicamento conveniente para as pessoas carregarem.

Um fato digno de ser lembrado é a descoberta, por Alfred Nobel, da dinamite, cujo principal componente é a nitroglicerina.Nobel ficou tão rico com a descoberta da dinamite, patenteada em 1867, que instituiu o famoso prêmio que leva seu nome. Em 1896, alguns meses antes de sua morte, Nobel, que tinha angina, não aceitou tomar a nitroglicerina, recomendada pelos médicos.

Em 1998, pouco mais de cem anos após a morte do cientista, o prêmio Nobel foi dado a três pesquisadores que trabalharam nos mecanismos de ação de moléculas mensageiras como o NO. Eles explicaram como um produto químico explosivo pode também aliviar a dor causada por uma doença cardiovascular, como a angina. Os três pesquisadores dos EUA que receberam o prêmio Nobel foram: Robert Furchgott, Louis Ignarro e Ferid Murad. É importante registrar que um dos pioneiros da pesquisa com NO, Salvador Moncada, também foi indicado para receber o Nobel. Mas, como o prêmio só pode ser dado a três pesquisadores, no máximo, ele foi excluído. Conhecendo o mecanismo de atuação da nitroglicerina, os cientistas passaram a pensar em novas drogas menos perigosas para o tratamento da angina.

Uma outra surpresa relacionada ao NO foi a descoberta de John Craithwaite, de Liverpool (Inglaterra). Estudando o cérebro humano, ele observou que uma molécula-mensageira, um neurotransmissor, tinha exatamente as mesmas características do NO produzido pelas células epiteliais. Sob estímulo, as células nervosas do cérebro liberam, então, o NO, momentaneamente. Acredita-se que ele seja responsável pela memória e pelo conhecimento armazenado no cérebro humano. O esclarecimento do seu papel no cérebro foi considerado uma das mais sensacionais descobertas da Medicina. Não é sem razão que o NO foi considerado a “molécula do ano”, em 1992.

O acontecimento mais instigante mesmo, relativo ao NO, foi a descoberta do Viagra, que é o nome comercial do sildenafil citrato. A droga, que vem sendo usada no tratamento da impotência sexual masculina, consegue dilatar os vasos sanguíneos, o que provoca a ereção.

Em março de 1998, a FDA (Food and Drug Administration) aprovou o uso do Viagra para tratamento da impotência nos EUA, onde existem mais de 30 milhões de homens com algum tipo de disfunção erétil. Após a descoberta das excitantes funções do óxido nítrico, inúmeros artigos surgiram na literatura científica internacional. São muitos os sites que tratam dessa fantástica molécula.

Antonio Carlos MassabniInstituto de Química – Araraquara - UNESP

Fonte: http://www.crq4.org.br/default.php?p=texto.php&c=quimica_viva__oxido_nitrico

Lítio: um metal pequeno e leve, mas eficiente na pesquisa


O lítio é um elemento químico do grupo dos metais alcalinos. É o átomo de menor tamanho e o mais leve, não só entre os alcalinos mas também entre todos os metais da tabela periódica. Menores que o lítio, só há o hidrogênio e o hélio, que são gases. Além do lítio, o sódio e o potássio, metais essenciais no corpo humano, também pertencem à família dos metais alcalinos, mas só o lítio tem propriedades físicas e químicas peculiares.

Acontece que esse pequeno átomo metálico, na forma de íon, é considerado hoje o mais simples e o mais eficiente agente terapêutico da Psiquiatria.

O lítio vem sendo utilizado na Medicina há mais de cem anos. Tudo começou com um tratamento de "gota e reumatismo", em 1859, já que o urato de lítio é o sal mais solúvel do ácido úrico. O lítio foi, algum tempo depois, detectado nas águas de várias estações hidrominerais européias, o que levou muita gente a atribuir-lhe a eficácia dos tratamentos em spas que possuíam essas águas. Depois disto, o lítio foi utilizado em alguns casos de distúrbios mentais, porém, sem uso clínico sistemático. Há relatos médicos do emprego do brometo de lítio, já em 1873, para o tratamento de doenças agudas do sistema nervoso. Em 1914, o citrato de lítio foi indicado para o tratamento de "gota", em doses que variavam de 1 a 2 gramas por dia. Nessa época, observou-se que, em doses maiores ( 4 a 8 gramas por dia), o cloreto de lítio poderia provocar fraqueza muscular e distúrbios mentais.

Na década de 30, observou-se que pacientes com hipertensão e problemas cardíacos não deveriam ingerir alimentos com cloreto de sódio, principal componente do sal de cozinha, o que levou os médicos da época a sugerirem o uso de cloreto de lítio. O lítio, que é muito parecido com o sódio, deveria, então, ser misturado com ácido cítrico e pequenas quantidades de iodeto de potássio para substituir o cloreto de sódio na culinária. Depois de vários testes e experiências, a mistura com cloreto de lítio foi liberada para uso geral. Nessa época, alguns efeitos secundários começaram a aparecer em pessoas que utilizavam o lítio em excesso na alimentação ou nos tratamentos. Em 1949, o lítio foi introduzido na prática psiquiátrica e o carbonato de lítio se tornou a mais importante droga da Psiquiatria moderna.
Desde 1975 este medicamento tem sido utilizado na prevenção de várias doenças maníaco-depressivas por cerca de 1% da população do mundo todo. O lítio tem se mostrado muito eficiente no tratamento de casos de depressão, podendo ser utilizado junto com outros anti-depressivos.
Alguns distúrbios psíquicos ocorrem com mais freqüência em mulheres após a menopausa. Estima-se que cerca de 60% dos pacientes em geral melhoram com o uso do lítio. A dose diária, recomendada pelo médico, depende do sexo, da idade, do peso e da eficiência dos rins do paciente. É comum o uso de 1 a 2 gramas de carbonato de lítio por dia, em várias doses. Em doses elevadas, por outro lado, podem ocorrer efeitos secundários, entre os quais, alergia de pele, arritmia cardíaca, hipotireoidismo e até convulsões.

O tratamento com lítio em geral é longo e deve ser sempre supervisionado e monitorado por especialistas. Um teste com a saliva já indica a quantidade de lítio que circula no fluido cérebro-espinhal, o que evita exames de sangue constantes. Em cerca de 15% dos pacientes tratados com lítio pode se desenvolver o hipotireoidismo, que é controlado com pequenas doses de tiroxina. Alguns trabalhos de pesquisa demonstram que o lítio interfere em processos que dependem de outro metal, o magnésio, presente no sangue humano.
Mesmo com ampla utilização do lítio em Psiquiatria, não há consenso sobre seu mecanismo de ação no corpo humano. Em artigo publicado recentemente, R. Williams e A. Harwood, da University College de Londres, discutem os possíveis mecanismos de ação do lítio no cérebro humano. Entre os mecanismos propostos, dois deles, seriam controlados por enzimas.
Novos experimentos e o desenvolvimento da Biologia Molecular e da genética poderão esclarecer, no futuro, o mecanismo de ação desse notável pequeno íon, o lítio, na terapêutica de doenças psiquiátricas, que podem originar-se de informações transmitidas pelos genes.
Antonio Carlos MassabniInstituto de Química – Araraquara - UNESP

Aspirina: um velho medicamento com novos usos


A aspirina é uma substância sólida conhecida há mais de 100 anos. Seu nome químico é ácido acetilsalicílico (AAS) e, provavelmente, é o medicamento mais conhecido e mais vendido no mundo. Milhões de pessoas já se utilizaram da aspirina para diminuir dores e baixar a febre. Acontece que, nos últimos trinta anos, muitas pesquisas foram realizadas com a aspirina, tendo sido encontrados novos usos para esta droga centenária.

A história da aspirina começou há cerca de um século, quando o químico alemão Felix Hoffman pesquisava um medicamento para ser usado no tratamento da artrite, doença de seu pai. O objetivo dele era encontrar uma droga para substituir o salicilato de sódio, medicamento usado naquela época, mas que exigia grandes doses diárias e provocava irritação e fortes dores estomacais nos pacientes. Hoffman conseguiu preparar o ácido acetilsalicílico, que veio depois a ser chamado de aspirina. A nova droga tinha as mesmas propriedades do salicilato de sódio, conseguia melhorar a qualidade de vida dos portadores de artrite e gerava menos efeitos colaterais. Hoffman trabalhava na Bayer da Alemanha e seus superiores não aceitaram de imediato substituir o salicilato de sódio pela aspirina. Eles achavam inclusive que o novo medicamento não teria futuro.

Mas não foi o que aconteceu. No caso da artrite, a aspirina tornou-se rapidamente o medicamento mais usado no tratamento dessa doença, que ataca as juntas e o tecido conectivo do corpo humano, e se apresenta sob mais de 100 diferentes formas. A aspirina é o medicamento mais barato para combater este mal, inclusive em suas formas mais comuns: a osteoartrite e a artrite reumatóide.

Nos anos 1970, o cientista britânico John Vane observou que alguns tipos de ferimento eram acompanhados da liberação em nosso corpo de substâncias chamadas de prostaglandinas. Ele também percebeu que dois grupos delas provocavam febre e vermelhidão no local do ferimento (sinais de inflamação). Vane e colaboradores descobriram que a aspirina bloqueava a síntese de prostaglandinas, evitando a formação de plaquetas, que depois se transformavam em coágulos de sangue no corpo humano. Esses coágulos eram responsáveis pelo bloqueio do fluxo de sangue para o coração, resultando no ataque cardíaco. Assim, a aspirina evita a formação de coágulos e, portanto, pode impedir o infarto do miocárdio. A descoberta foi sensacional, uma vez que só nos EUA mais de um milhão de pessoas sofrem ataques cardíacos por ano e quase 50% delas acabam morrendo.

Muitos estudos foram realizados com a aspirina nos últimos 30 anos, envolvendo grupos de pessoas que pertenciam a três categorias: pessoas com doenças cardiovasculares ou cerebrovasculares, pessoas em fase aguda de infarto e pessoas sadias. Nessas pesquisas, o uso da aspirina se mostrou de enorme importância na prevenção e tratamento de doenças cardiovasculares. Houve uma sensível diminuição no número de mortes e de infartos nos grupos considerados de risco.

Como a aspirina é um anticoagulante, há muitos trabalhos de pesquisa demonstrando que ela reduz o risco de trombose e de derrame cerebral. Como se sabe, a forma mais comum deste último ocorre quando os vasos sangüíneos que irrigam o cérebro com oxigênio e nutrientes são bloqueados por coágulos.

Alguns trabalhos mais recentes tentam comprovar que a aspirina inibe o crescimento de vários tipos de tumores: endometrial, esofágico, gástrico, pulmonar e colorretal. Há também perspectivas do uso de aspirina para prevenção e tratamento de doenças que atacam o cérebro como é o caso do mal de Alzheimer e de outras enfermidades degenerativas.

A FDA (Food and Drug Administration) dos EUA aprovou, em outubro de 1998, novas orientações para o uso da aspirina em pacientes com problemas reumáticos, cardiovasculares e cerebrovasculares. Ela é recomendada, em doses adequadas, para tratamento de homens e mulheres com isquemia cerebral, derrame cerebral, angina, infarto agudo de miocárdio e doenças reumáticas e vasculares em geral.

É importante observar, no entanto, que a aspirina pode gerar efeitos colaterais indesejáveis. Muitas pessoas não toleram a droga mesmo em baixas doses. A aspirina pode provocar dores estomacais, úlceras gástricas, diarréias, náuseas, sangramentos e hemorragias internas. Seu uso não é recomendado para quem possui problemas gástricos, renais ou biliares. Deve-se evitar também o uso indiscriminado, sem a devida prescrição médica.


Antonio Carlos Massabni
Instituto de Química – Araraquara - UNESP

Campos de Atuação do Profissional da Química

Quando você pensa num químico, que imagem lhe vem à mente? Um cientista descabelado, com enormes óculos, misturando líquidos das mais diferentes cores ao som de coisas borbulhando em tubos de ensaio?

Descabelado ou não, esse cientista, que preferimos chamar de profissional da química, não trabalha em porões escuros, mas em todos os tipos de indústria que você for capaz de listar. E por uma razão muito simples: todo o mundo material é formado por elementos e substâncias químicas. Isso inclui itens básicos como a água, o ar e a terra, e também produtos de consumo obtidos por processos industriais como o papel, as bebidas, os fertilizante e o mouse do seu computador.

Por isso, o químico pode trabalhar não só nos laboratórios, mas em todas as atividades que exigem o acompanhamento de um profissional. Estas atividades envolvem: projeto, planejamento e controle de produção; desenvolvimento de produtos; operações e controle de processos químicos; saneamento básico; tratamento de resíduos industriais; segurança; gestão de meio ambiente e, em alguns casos específicos, vendas, assistência técnica, planejamento industrial e até direção de empresas. Sem dizer que a chamada “química forense” tem sido uma grande aliada dos investigadores para a solução de crimes.

Como se nota, a Química é uma profissão que tem um vasto campo de trabalho. Em entrevista concedida em junho de 2005 ao Jornal da Educação e Cultura, o presidente do CRQ-IV, Manlio de Augustinis , falou sobre as diversas oportunidades que a química oferece a quem decide abraçá-la como profissão. A reprodução daquela entrevista está na relação abaixo, que inclui também a atuação do profissional da química em vários setores produtivos.


Química - A ciência onipresente - Artigo publicado no jornal da Educação

Abrasivos - Abrasivos são materiais usados no polimento de uma variedade de produtos que abrange desde sapatos até peças de mármore. Lixas, discos de corte e desgaste, rebolos e esponjas são alguns dos produtos das indústrias de abrasivos.
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Alimentos - A expansão da indústria de alimentos, a partir dos anos 1940, só foi possível pelo surgimento ou aprimoramento de técnicas envolvendo processos químicos como a desidratação, o congelamento e a higienização. Agora, o advento dos alimentos funcionais, enriquecidos com substâncias benéficas à saúde, é a novidade do setor.
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Bebidas - O trabalho de um profissional conhecedor das reações químicas que ocorrem durante a produção das bebidas é fundamental para aprimorar a qualidade e impedir o aparecimento de problemas.
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Biocombustíveis - O mais conhecido dos biocombustíveis brasileiros é o etanol extraído da cana-de-açúcar. Outros materiais como cascas de arroz, restos de plantas, óleos vegetais e resíduos já estão sendo usados para gerar energia. Até do lixo urbano pode-se, por exemplo, extrair gases para movimentar veículos e sustentar sistemas de aquecimento.
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Catalisadores - Catalisadores são substâncias produzidas pelas indústrias químicas, que afetam a velocidade de uma reação, promovendo um caminho molecular (mecanismo) diferente para ela. O desenvolvimento e o uso dessas substâncias são parte importante da constante busca por novas formas de aumentar o rendimento e a seletividade de produtos, a partir de reações químicas.
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Celulose e Papel - As propriedades do papel são resultantes de interações de um grande número de fatores. Para que se obtenha o produto desejado, eles devem ser ajustados por um profissional da química qualificado.
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Cerâmicas - A técnica milenar usada para produzir tanto utensílios domésticos quanto materiais de construção como azulejos, telhas e tijolos, é baseada na queima da argila. Esta, depois de retirada da natureza, passa por processo mecânicos e químicos para eliminação de impurezas.
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Colas e adesivos - A indústria química desenvolve e produz diferentes tipos de colas (também chamadas de adesivos) para serem aplicadas em diversos materiais: metal, madeira, vidro, entres outros.
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Cosméticos - O trabalho dos químicos na indústria cosmética não se resume a aplicar fórmulas, mas consiste também em criar novos produtos, essenciais para garantir o espaço da empresa no mercado.
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Defensivos agrícolas - Estima-se que as indústrias de inseticidas, fungicidas e outros produtos para combater pragas e doenças agrícolas tenham faturado, em 2004, cerca de 4,2 bilhões de reais. Nessas empresas, os químicos atuam desenvolvendo princípios ativos e fórmulas de produtos, além de cuidar do controle de qualidade e do meio ambiente.
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Essências - O principal trabalho dos químicos nas indústrias de essências é a obtenção do óleo essencial e sua transformação em essência. Isso é feito basicamente por processos de separação de misturas, o que pode ser uma tarefa bastante minuciosa, se considerarmos que alguns óleos chegam a conter mais de 30 substâncias diferentes.
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Explosivos - A indústria de explosivos fornece material para diversos outros setores como o automotivo, o minerador, o farmacêutico e o espacial. Em todos eles, a presença do químico é fundamental para garantir não só a qualidade do produto, mas também a segurança do processo de fabricação.
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Farmoquímicos - São substâncias e produtos químicos que se transformam em medicamentos. Sua produção caracteriza-se como um processamento químico de síntese orgânica, a partir de compostos químicos como os carboquímicos, petroquímicos, etc.
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Fertilizantes - O trabalho dos químicos é fundamental na produção de fertilizantes. O nitrogênio, por exemplo, é encontrado em abundância na natureza, mas, na forma como se apresenta, as plantas não conseguem absorvê-lo. Por isso, foram desenvolvidos compostos químicos que passaram a ser a principal forma de fixar o nitrogênio e torná-lo disponível para os vegetais.
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Gases industriais - Os gases industriais desempenham funções essenciais em diversos tipos de indústrias. O hidrogênio, por exemplo, é usado na produção de amoníaco e na hidrogenação de óleos comestíveis, além de ser um importante ingrediente para as indústrias química e petroquímica.
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Metais - Hoje o plástico vem sendo cada vez mais utilizado pelas indústrias, mas não é capaz de substituir os metais em certas atividades. É por essa razão que eles ainda ocupam lugar de destaque no cenário econômico mundial.
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Meio Ambiente - O trabalho dos profissionais da química nessa área é bastante diversificado, começando pela análise da qualidade da água, do ar e do solo, passando pela elaboração e implementação de programas de gestão ambiental que garantam o desenvolvimento sustentável e, em situações mais críticas, desenvolvendo projetos de recuperação do meio ambiente.
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Petroquímica - O petróleo e o gás natural são fontes, por excelência, das indústrias petroquímicas, as quais produzem matérias-primas que, muitas vezes, passam por segundos e terceiros processos de transformação antes de serem empregadas na fabricação do produto final. O primeiro trabalho dos químicos nesse tipo de indústria é identificar a composição do petróleo que se pretende refinar e indicar quais derivados podem ser dele obtidos.
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Pilhas e baterias - A energia elétrica fornecida a equipamentos por pilhas e baterias provém de reações químicas que acontecem em seu interior. Por isso, o trabalho dos profissionais da química é imprescindível nas indústrias que as produzem.
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Polímeros - Os plásticos e as borrachas são as formas mais conhecidas dos polímeros. São usados pelas indústrias, principalmente a automobilística, a eletroeletrônica e a da construção civil, para substituir vidros, cerâmicas, metais, entre outros, por apresentarem custo reduzido e propriedades vantajosas.
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Prestação de serviços - Profissionais da química podem atuar como prestadores de serviços em diversos setores, tais como: consultoria técnica e ambiental; análises laboratoriais; limpeza e controle de pragas; armazenagem e transporte de produtos químicos; ensino e pesquisa.
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Produtos químicos industriais - A chamada indústria química de base é responsável pela fabricação de insumos – produtos químicos – que serão usados pelas indústrias de transformação para gerar os mais variados produtos: borrachas, fertilizantes, plásticos, tecidos, tintas, etc.
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Saneantes (produtos de limpeza) - Uma vez que os saneantes são produtos químicos que podem causar impacto à saúde e ao meio ambiente, a necessidade de desenvolvimento de produtos cada vez mais seguros e a conseqüente busca por substâncias alternativas que garantam essa segurança com qualidade e eficiência é um grande desafio para o profissional da química.
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Têxtil - Nas indústrias têxteis, o trabalho dos químicos começa na fiação e tecelagem, de modo especial no desenvolvimento das fibras sintéticas. Suas atividades, no entanto, concentram-se na fase de acabamento, quando são usadas enzimas, soda cáustica e uma série de outros produtos e processos químicos.
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Tintas - A formulação de tintas e vernizes consiste em definir a proporção adequada dos seus constituintes, de modo a obtê-los com as características e propriedades desejadas. Por isso, o formulador deve ser um profissional da química.
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Fonte:http://www.crq4.org.br/default.php?p=texto.php&c=o_que_faz_um_quimico