Categoria: Físico-química

Bolsistas e novatos no trabalho em um laboratório de pesquisa científica tem o péssimo hábito de achar uma ‘boa ideia’ o uso de nitrogênio líquido para tentar gelar uma lata com refrigerante ou cerveja.

O nitrogênio líquido está em uma temperatura normalmente abaixo de -196°C! E os jênios acham que isso seria uma boa forma de gelar rapidamente uma lata de refrigerante. Não é!

O nitrogênio causará um resfriamento muito rápido da água presente no líquido dentro da lata, resultando em uma expansão do gelo e consequente rompimento do alumínio da lata. O efeito pode ser tão forte a ponto de explodir e danificar o frasco que contém o nitrogênio líquido. Prejuízo na certa.

A equipe do Periodic Videos demonstrou o que acontece com latas de Coca Cola e uma garrafa PET de Pepsi. O Professor Sir Martyn Poliakoff também explica também sobre o CO2 sólido e as peculiares propriedades do gelo quando resfriados em nitrogênio.

E uma curiosidade! O Professor Sir Martyn Poliakoff diz que NUNCA experimentou Coca Cola ou Pepsi! Deve ser uma raridade. Mas posso garantir que o Professor Martyn já experimentou guaraná! Eu sei disso porque ofereci um pouco de guaraná quando ele veio visitar o Brasil em 2011. Ele não gostou e disse que era muito doce! 🙂

O vídeo possui legendas em português. Ative pelo botão CC que aparecerá no vídeo.

Veja também
– Por que o gelo racha na água?
– Latas de alumínio em ácido e base

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

A reação entre o ferro da palha de aço e o vinagre é relativamente lenta, então resolvemos comprimir 1 hora e 40 minutos de reação em um vídeo com 30 segundos de duração (usando a técnica de timelapse).
Veja o resultado…

As bolhas que aparece durante a reação são de hidrogênio, que é produzido lentamente e em pequena quantidade.
O vinagre comum possui uma baixa concentração de ácido acético (de 3 a 9%) e a reação com o ferro pode resultar em no aparecimento de um pouco de acetato de ferro(II e III) em solução.
A cor avermelhada da parte superior aparece por causa do maior contato da palha de aço com o ar (oxigênio) resultando em óxidos de ferro.

Primeiro assista o vídeo abaixo.

E aí?! Funciona?
Resposta simples e direta. Não!
Este sistema é conhecido como ‘Frasco de Robert Boyle’ ou então ‘Bacia capilar’. Que pela concepção original deveria ser uma ‘máquina’ de movimento perpétuo, causado pelo fluxo de líquido por meio do tubo inferior que se torna cada vez mais fino. O tubo quase capilar causaria uma subida do líquido pelo efeito da capilaridade, caindo então na fonte original.
Um dos motivos da impossibilidade é que um líquido tende a permanecer no mesmo nível, independente da forma do frasco. Dada aqui a ressalva para o caso de um líquido estático.
Mas, e o efeito da subida de um líquido ascensão capilar? Nesta suposição o mesmo princípio da subida do líquido pelo capilar impediria a sua saída pela ponta superior. Inutilizando o funcionamento do suposto movimento perpétuo.
No vídeo o refrigerante e a cerveja parecem funcionar muito bem! O que está acontecendo?
A primeira tentação é tentar explicar o movimento do refrigerante ou cerveja pela geração de bolhas dentro do tubo. Esse borbulhamento poderia ajudar no fluxo do líquido pelo sistema. Mesmo que isso funcionasse, o feito terminaria rapidamente após saída do gás do refrigerante ou cerveja. Bem pouco para um sistema que deseja ser perpétuo.
Na verdade o vídeo acima foi fraudado! O fluxo de líquido é ajudado por um pequeno motor escondido. Observe que na imagem abaixo, por volta de 2 minutos de vídeo, é possível visualizar o fio que alimenta o sistema de bombeamento.

Veja no vídeo abaixo uma tentativa de repetir o experimento.

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.

Brady Haran, o vídeo-jornalista da série Periodic Videos, ficou curioso em saber o motivo do gelo algumas vezes rachar quando entra em contato com água.
Nada melhor do que perguntar ao Professor Martyn Poliakoff, químico na Universidade de Nottingham.
E a solução para o enigma é relativamente simples. Quando o gelo estiver bastante frio e for colocado em um líquido, acontecerá uma expansão mais rápida do gelo que está em contato com a água, enquanto o interior do gelo ainda permanece contraído. Essa diferença de movimentos dentro do gelo acaba resultando em rachaduras.
Mas e se você jogar o gelo em nitrogênio líquido? Que é um líquido muito mais frio do que o gelo, o que acontece?
Desta vez ocorre um efeito contrário; com contração rápida da parte externa do gelo, gerando tensões internas e rachaduras.

O vídeo possui legendas em português. Ative as legendas no vídeo clicando na pequena ‘engrenagem’ que aparece quando você inicia o vídeo abaixo!

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.

Uma das clássicas perguntas que parece simples, mas que se levada a sério pode gerar uma série de implicações explicações sobre a química e a física envolvidas no fenômeno.
O que aconteceria se o gelo não flutuasse na água?

O Professor Martyn Poliakoff, da Universidade de Nottingham na Inglaterra, explica sobre as diferenças de densidades entre gelo e diferentes líquidos, além das propriedades isolantes que o gelo possui. Martyn também lembra que o gelo é branco e reflete a luz solar alterando a temperatura e o clima da Terra.

E o vídeo tem uma surpresa de algo simples e genial. O que acontece quando você coloca gelo (feito com água) em álcool puro?

Vídeo com legendas em português. Ative clicando no botão ‘captions’ que aparece no vídeo embutido abaixo.

Veja também o vídeo sobre a água pesada https://www.emsintese.com.br/2010/agua-pesada/.

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

Perceba que em uma área do vidro existe uma maior formação de bolhas de CO2 do gás do refrigerante. Isto ocorreu porque esta parte do vidro foi recoberta propositalmente com margarina – para simular uma superfície engordurada. A presença da margarina facilitou a formação preferencial de bolhas nesta parte do vidro.
Esta pode ser uma das formas de se identificar se a superfície interna de um copo possui alguma irregularidade ou sujeira depositada.
A dica deve ser utilizada com cuidado, pois nem sempre a formação de bolhas em uma área específica significa que o copo está sujo, podendo ser originada por outro motivo, não sendo um sinal de falta de higiene.
Fenômeno semelhante pode ser observado em uma panela com água fervente, na qual as bolhas formarão preferencialmente em irregularidades no interior da panela.
Ainda, a brincadeira de colocar mentos na coca cola também tem relação com irregularidades presentes na superfície do mentos, leia mais sobre isso em ‘Mentos e coca cola’.

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.

Imagem em licença Creative Commons (by-nc-sa).