Segurem este gás! Por: Gabriel Vieira

Seu refrigerante perdeu o gás depois de aberto por um tempo? Você o manteve guardado em uma garrafa tampada na geladeira e ainda assim não adiantou nada? Você não sabe o que fazer pra mantê-lo gaseificado e refrescante como se fosse novo?

Seus problemas acabaram!

Conheça o Pump Cap. Esse milagroso utensílio promete manter o gás do seu refrigerante, mesmo depois de ficar dias aberto. É maravilhoso!!!

Mas... será que funciona mesmo???

Descubra aqui, no pontociência!

 

Materiais Necessários

  • 1 garrafa PET de 500 mL
  • 100 mL de água com gás
  • Indicador vermelho de metila
  • Pump Cap (ou bomba de ar adaptada à garrafa)

Fase 1 - Mãos à obra!

Transfira cerca de 100 mL de água com gás para a garrafa PET. Adicione algumas gotas do indicador vermelho de metila. Agite levemente a garrafa para misturar o indicador à água. Não agite muito para evitar a perda de muito gás.

Observe atentamente a cor do indicador nesta solução. 

 

Fase 2 - Mão à obra!

Tampe a garrafa com o Pump Cap. Você pode adaptar uma bomba de ar, como aquelas de encher pneu de bicicleta, à tampa da garrafa. 

Nós ensinamos como preparar este adaptador no experimento "Adaptando bico de pneu na tampa de PET".

Fase 3 - Mão à obra!

Bombeie ar para dentro da garrafa até que ela fique rígida. Agite intensamente a garrafa algumas vezes. Observe o que acontece com a água com gás, especialmente a cor do indicador nesta solução. Abra a garrafa e observe. Repita o procedimento de bombear ar, agitar a garrafa e abri-la mais algumas vezes e observe as mudanças ocorridas.

Fase 4 - O que acontece?

O aparelho que usamos, o Pump Cap, prometia manter o líquido dentro da garrafa com bastante gás dissolvido. Para isso, ele bombeava ar para dentro dela. Mas será que isso ocorreu de fato?

Vamos pensar primeiramente no que ocorreu com a coloração da água. Ao adicionarmos o indicador vermelho de metila, a água se tornou vermelha. À medida que procedemos com o experimento, ela foi se tornando alaranjada e depois amarela. Em presença do indicador vermelho de metila, esse é o comportamento esperado para uma solução inicialmente ácida que vai diminuindo a sua acidez. Podemos inferir, portanto, que a água com gás, mais ácida a princípio, foi diminuindo sua acidez ao longo do processo. O dióxido de carbono (o gás da água com gás) dissolvido na água é o responsável por torna-la ácida, devido a um equilíbrio que ocorre na solução.

 

CO2(aq) + H2O(l) ⇌ H2CO3(aq) ⇌ H+(aq) + HCO3-(aq)

 

A acidez da solução depende, portanto, da quantidade de dióxido de carbono dissolvido. Se o CO2 escapa na forma de gás, o equilíbrio acima se desloca no sentido de formação de mais CO2, para que a quantidade dissolvida se mantenha a mesma. Isso causa um consumo de H+ presente na solução, o que causa diminuição em sua acidez. Concluímos, portanto, que se houve diminuição da acidez, logo o gás conseguiu escapar normalmente, o que prova que o Pump Cap não funciona.

Mas por que isso acontece?

Para responder a isso, temos que considerar que, em um gás, as partículas se encontram a uma distância enorme umas das outras. Ou seja, o diâmetro de uma partícula é praticamente irrelevante em comparação à distância entre duas delas. E entre elas há um grande espaço vazio. Por isso, em um gás, as partículas praticamente não interagem umas com as outras. Quando bombeamos ar para dentro da garrafa, as partículas bombeadas ocuparam os espaços vazios presentes em sua atmosfera interna. E mesmo que a quantidade de ar bombeada tenha sido grande o suficiente para aumentar bastante a pressão interna da garrafa e torna-la rígida, ainda assim, continuava havendo muitos espaços vazios naquela atmosfera.

O ar é muito pobre em gás carbônico (cerca de 0,03%). Portanto, ao bombearmos ar para dentro da garrafa, injetamos uma quantidade praticamente irrelevante de CO2. Como o aumento na quantidade desse gás foi praticamente nulo, não houve nenhuma perturbação no equilíbrio de solubilidade do dióxido de carbono em água, representado pela equação abaixo:

 

CO2(g) ⇌ CO2(aq)

 

Para podermos manter o gás na água, precisaríamos injetar maiores quantidades de CO2. Dizemos que, com o bombeamento de ar, houve aumento da pressão total na garrafa (observe que, ao abrirmos a garrafa depois de bombearmos o ar, pudemos ouvir um barulho de gás escapando, semelhante ao barulho de uma garrafa recém-aberta), mas não houve aumento da pressão parcial do gás carbônico, ou seja, a pressão que apenas as moléculas de CO2 exercem nas paredes internas da garrafa e na superfície da solução. Portanto, não houve um aumento no número de moléculas do gás exercendo pressão sobre o líquido e mantendo, assim, a quantidade de gás dissolvido. Ou seja, não adianta bombear ar, pois ele não participa do equilíbrio do gás carbônico. Assim, ou você bebe logo o líquido, ou mantém ele bem refrigerado. Mas depois de abrir a tampa, ele nunca mais vai ter a mesma quantidade inicial de gás dissolvido.

Fase 5 - Para saber mais!

No experimento Le Chatelier e a pressão do pontociência, você poderá ver a influência que a diminuição da pressão interna pode ter sobre o equilíbrio de solubilidade do gás carbônico.

Comentários - 2 Comentários

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Catarina Yoko Sakata em 06/06/2013 21:06:43

legal esse gás fujão