Categoria: Físico-química

Você já imaginou ver o dióxido de carbono – aquele mesmo gás que exalamos ao respirar – se transformar em líquido e até em um estado supercrítico, onde ele não é bem líquido nem gás? Pois é exatamente isso que um experimento incrível de química mostra, revelando o comportamento fascinante do CO₂ sob condições extremas.

Tudo começa com o gelo seco, que é CO₂ em estado sólido. Ele é triturado e cuidadosamente colocado dentro de um tubo de vidro borossilicato de paredes espessas – um material resistente, usado justamente para suportar altas pressões. Para evitar que o CO₂ sublime (ou seja, passe direto do estado sólido para o gasoso) muito rapidamente, o tubo é resfriado ainda mais com mais gelo seco.

Depois, vem uma etapa delicada: a extremidade aberta do tubo é aquecida com um maçarico e selada. Agora, o CO₂ está completamente preso lá dentro. À medida que o tubo volta à temperatura ambiente, o gelo seco começa a sublimar. O gás formado não tem para onde escapar, e a pressão dentro do tubo sobe rapidamente – ultrapassando impressionantes 1000 psi, ou mais de 70 vezes a pressão atmosférica!

Essa pressão toda faz com que o CO₂, mesmo sendo um gás à temperatura ambiente, se transforme em líquido. Dá pra ver esse CO₂ líquido se formando no interior do tubo. Mas não para por aí: quando o tubo é colocado em água morna e a temperatura ultrapassa 31°C, o CO₂ entra em um estado ainda mais exótico – o fluido supercrítico. Nesse ponto, ele não se comporta mais como um líquido nem como um gás, e as fronteiras entre os dois estados simplesmente desaparecem.

Ao retirar o tubo da água e deixá-lo esfriar, o CO₂ supercrítico se transforma novamente em líquido, fechando esse ciclo espetacular de mudanças de fase.

É importante destacar que, por se tratar de um experimento com altíssima pressão, todo o processo é feito com extremo cuidado e equipamentos de segurança: óculos, luvas espessas e um ambiente controlado. A beleza da ciência, neste caso, caminha lado a lado com o respeito pelos riscos envolvidos. Não repita o experimento.

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Veja também
– Selando gases em tubos
– Dissolvendo casca de ovo com gás carbônico
– Quebrando uma ampola de CO2 em câmera lenta

Legenda do vídeo escrita por Luís Roberto Brudna Holzle – Professor Doutor na Universidade Federal do Pampa ( luisholzle@unipampa.edu.br ). Texto revisado com ajuda de IA.

Imagine uma reação química que parece ter personalidade — que muda de ideia a cada minuto, oscilando entre cores como se estivesse indecisa sobre qual escolher. Pois é exatamente isso que você vê ao assistir a uma demonstração da reação oscilante de Belousov-Zhabotinsky (BZ), ou de sua variação conhecida como o “relógio de iodo”.

Essa reação foi descoberta nos anos 1950 por Boris Belousov, que teve a ousadia de sugerir algo que na época parecia impossível: uma reação que não segue em linha reta. Em vez de simplesmente transformar reagentes em produtos e parar por aí, como manda o figurino, essa mistura química oscila. Ela começa clara, fica amarela, depois azul escura… e volta a ser amarela. Repete o ciclo, como se estivesse respirando.

Para os químicos da época, isso soava como uma heresia. Afinal, a Segunda Lei da Termodinâmica diz que as reações devem sempre seguir um caminho em direção ao equilíbrio — como uma bola rolando ladeira abaixo. Uma vez no fundo da colina (ou seja, no estado final), não há volta espontânea ao topo. E então… como explicar esse vai-e-volta de cores?

A resposta é elegante. A reação oscilante não quebra nenhuma lei da natureza. Ela apenas toma um caminho menos óbvio. Em vez de despencar direto para o fundo do vale, ela desce aos poucos, por degraus, num vaivém rítmico. É como aqueles brinquedos que descem a escada balançando — um passo para frente, um para o lado, mas sempre rumo ao chão.

E quando a energia disponível acaba? Bem… aí a festa termina. A solução para de oscilar, e uma cor final — geralmente azul escura — se estabelece, marcando o fim da reação. Um lembrete de que, mesmo quando o caminho é cheio de altos e baixos, o destino é sempre o mesmo: o equilíbrio.

No fim, o vídeo propõe uma bela metáfora. Assim como essa reação, a vida pulsa enquanto há energia. Oscilações, mudanças, ação — tudo isso acontece enquanto ainda estamos “descendo a rampa”. Mas, eventualmente, o movimento cessa. E tudo encontra seu ponto de repouso.

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Legenda do vídeo escrita por Luís Roberto Brudna Holzle – Professor Doutor na Universidade Federal do Pampa ( luisholzle@unipampa.edu.br ). Texto revisado com ajuda de IA.

Imagine um metal que escorre como água, mas que pode virar um sólido duro o suficiente para servir como martelo. Parece ficção científica, mas é o mercúrio — um elemento químico único, cheio de curiosidades e perfeito para explorar conceitos curiosos da física e da química.

Neste vídeo, o mercúrio é o protagonista de uma aula prática sobre estados da matéria, temperatura e entropia. Sua característica mais famosa? Ser líquido à temperatura ambiente. Isso já o destaca, já que a maioria dos metais só se liquefaz a temperaturas altíssimas. O mercúrio, por outro lado, só se solidifica a -38 °C .

A explicação está na termodinâmica. No estado líquido, seus átomos têm energia suficiente para se mover livremente. Com mais calor, essa agitação aumenta e ele pode até evaporar, indo para o estado gasoso. Nesse processo, há aumento da entropia — a desordem do sistema, ou o número de formas como os átomos podem se organizar.

E aqui entra uma ideia fundamental: a Terceira Lei da Termodinâmica. Ela afirma que, ao se aproximar do zero absoluto (–273,15 °C), a entropia tende a zero. Em um cristal perfeito, nessa temperatura, os átomos estariam completamente ordenados — sem desordem ou movimento.

Para ilustrar, o vídeo mostra uma cena impressionante: usando nitrogênio líquido, eles congelam o mercúrio e o moldam como um martelo, que depois é usado para quebrar um objeto. Um exemplo marcante de como as propriedades de um material mudam com a temperatura.

Por fim, o vídeo lembra que o zero absoluto é teórico — nunca foi atingido. Mas ele continua sendo um marco essencial para entender a relação entre temperatura e organização da matéria.

Em resumo, essa viagem com o mercúrio vai além da curiosidade: é uma forma visual e envolvente de mostrar como a ciência explica o mundo — da estrutura da matéria aos limites do frio.

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Legenda do vídeo escrita por Luís Roberto Brudna Holzle – Professor Doutor na Universidade Federal do Pampa ( luisholzle@unipampa.edu.br ). Texto revisado com ajuda de IA.

Por que a conservação de energia é tão essencial na física?

Imagine tentar entender o mundo sem uma bússola. É assim que seria a física sem o princípio da conservação de energia. Esse vídeo nos mostra por que essa ideia é uma das mais fundamentais da ciência.

A Dra Suzie Sheehy destaca que, embora faça parte das leis da termodinâmica, para um físico de partículas, a conservação de energia é a mais crucial. É ela quem permite prever o comportamento de sistemas físicos, como uma bola em movimento, um pêndulo ou um carro. Sem isso, a física perderia seu poder preditivo.

No universo subatômico, esse princípio é ainda mais impressionante. Em colisões de partículas no LHC, por exemplo, surgem partículas tão discretas que não conseguimos detectá-las diretamente — como os neutrinos. Como saber que estão lá? Somando a energia e o momento das partículas visíveis. Se algo estiver faltando, é sinal de que há algo invisível carregando essa diferença.

No fim, o vídeo reforça: a conservação de energia não é só um conceito teórico — é uma ferramenta prática e indispensável para entender desde o cotidiano até os mistérios do universo.

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Legenda do vídeo escrita por Luís Roberto Brudna Holzle – Professor Doutor na Universidade Federal do Pampa ( luisholzle@unipampa.edu.br ). Texto revisado com ajuda de IA.

Você já ouviu falar do aerogel, a famosa “fumaça congelada”? Esse material impressiona por ser um dos sólido mais leve do mundo! O canal Thoisoi2 explicou recentemente o que torna o aerogel tão fascinante e suas surpreendentes aplicações.

Mas o que exatamente é aerogel? Na verdade, não é um único material, mas uma categoria de materiais ultraleves. O Thoisoi2 destacou principalmente o aerogel de sílica (feito de dióxido de silício), mas há versões feitas com óxidos metálicos e carbono, incluindo nanotubos e grafeno.

O aerogel de sílica é translúcido e tem um tom azulado devido ao espalhamento Rayleigh, o mesmo que deixa o céu azul. Formado por mais de 99% de ar, é incrivelmente leve e extremamente frágil—tão frágil que facilmente se desfaz em pó ao toque.

Sua estrutura única é resultado da substituição do líquido de um gel por ar, deixando uma rede sólida altamente porosa. Isso gera propriedades especiais, incluindo um som peculiar ao cair em superfície dura.

O destaque principal é sua excepcional capacidade isolante. Uma flor foi colocada sobre um pedaço de aerogel com um intenso maçarico aplicado diretamente abaixo—e a flor ficou quase intacta, mostrando seu excelente isolamento térmico.

Apesar dessas vantagens, o aerogel clássico é frágil e absorve água facilmente, perdendo suas propriedades especiais. Contudo, já existem aerogéis hidrofóbicos e flexíveis que resolvem esses problemas.

Hoje, aerogel é usado em isolamento térmico em construções, roupas especiais, captura de poeira cósmica pela NASA e até em carros esportivos como o Corvette C7. Com avanços contínuos, novas aplicações ainda estão por surgir.

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Texto e legenda escritos por Luís Roberto Brudna Holzle – Professor Doutor na Universidade Federal do Pampa ( luisholzle@unipampa.edu.br )

Você já parou para pensar no quanto experimentos aparentemente simples podem revelar informações surpreendentes sobre a química? Hoje vamos falar sobre dois experimentos muito interessantes, ambos usando algo bastante especial: uma câmera termográfica, destacando visualmente as reações exotérmicas que acontecem quando ácidos e bases são misturados à água, gerando calor perceptível pelas cores reveladas na câmera termográfica!

No primeiro experimento, ácido sulfúrico é cuidadosamente despejado em um recipiente com água. O ácido é mais denso que a água, por isso ele afunda imediatamente. O encontro das moléculas do ácido com as moléculas de água libera bastante calor, o que é claramente observado pela câmera termográfica. Porém, algo curioso acontece: apesar de ficar muito quente, a camada ácida permanece no fundo do recipiente, justamente por ser mais densa. É necessário agitar a mistura para distribuir o calor uniformemente e tornar o experimento mais consistente e reprodutível.

O segundo experimento também mostra algo semelhante, mas dessa vez usando pellets sólidos de hidróxido de sódio. Quando colocados na água, eles também afundam e começam a se dissolver. Esse processo gera calor significativo porque a energia liberada na interação das moléculas de água com os íons é maior do que a energia consumida para separá-los. Novamente, a câmera termográfica captura claramente o calor intenso concentrado na parte inferior do recipiente. A agitação ajuda, mas os pellets continuam liberando calor conforme se dissolvem.

Esses dois experimentos simples destacam um ponto importante: tanto substâncias ácidas quanto alcalinas, ao serem dissolvidas na água, geram calor considerável e formam soluções densas. Apesar das pequenas diferenças nas interações causadas pelo tamanho dos íons, o mecanismo geral é muito parecido.

Texto e legenda escritos por Luís Roberto Brudna Holzle – Professor Doutor na Universidade Federal do Pampa ( luisholzle@unipampa.edu.br )