CORES A JATO

Solange Batista de Sousa Anacleto Reis

MATERIAIS UTILIZADOS

•          Gelo seco
•          Solução de indicador ácido-base
•          Recipiente raso e largo (prato fundo, placa de Petri, bandeja)

PROCEDIMENTOS

•          Em um recipiente largo e raso, coloque água e algumas gotas de uma solução de hidróxido de sódio.
•          Adicione algumas gotas de uma solução de indicador ácido-base (fenoftaleína, azul de bromotimol, repolho roxo, etc.).
•          Quebre alguns pedaços de gelo seco até que eles tenham em torno de 1 a 2 cm de tamanho, tomando o cuidado de usar luvas ou uma pinça, pois o gelo seco está a uma temperatura muito baixa e o que poderá causar queimaduras.
•          Adicione alguns pedaços de gelo seco ao recipiente com o indicador.
•          Observe a formação de uma névoa. Use uma iluminação lateral que facilitará na visualização da névoa.
•          Você pode também colocar uma folha de papel branco debaixo do recipiente, usar uma caixa de luz ou ainda um retrojetor para projetar o experimento.
•          Experimente colocar pedaços de gelo seco de tamanhos diferentes.

O QUE ACONTECEU...

O gelo seco é o gás carbônico no estado sólido. Ao contrário do gelo comum, feito a partir da água, o gás carbônico sólido sublima, ou seja, passa direto do estado sólido para o gasoso.

Para que o gás carbônico fique líquido precisamos submetê-lo a pressões bem mais altas que a atmosférica. Um exemplo bem comum entre nós são os extintores de incêndios de gás carbônico. É estranho dizer isso, mas o gás carbônico dos extintores está no estado líquido devido à pressão lá dentro, quando abrimos o extintor, o líquido passa rapidamente para o estado gasoso. Durante esse processo parte desse líquido esfria tanto que se congela, formando o gelo seco. É exatamente assim que se fabrica o gelo seco, pela rápida expansão do líquido.

No nosso experimento, os pedaços de gelo seco que estavam a -78,5 graus Celsius, começam a sublimar na água. Embora o gelo seco seja mais denso que a água, se o pedaço for pequeno, ele irá flutuar em um colchão de gás na superfície.

O mais interessante no experimento é o fato dos pedaços se movimentarem na placa. Mas porque isso acontece? Quando quebramos o gelo seco em pedaços, cada uma das superfícies expostas do gelo seco fica coberta por uma camada de gelo comum.

Para entender de onde veio esse gelo comum, basta observar a atmosfera do ar se condensando em uma superfície fria, como do lado de fora do copo contendo água com gelo. No caso do gelo seco, ele não só condensa a água que está na atmosfera ao seu redor como também a congela. Esta crosta de gelo cobre e isola o dióxido de carbono sólido. Ao se sublimar, o gelo seco rompe essa camada com um jato de gás. Esse jato é o que faz com que os pedaços se movimentem de um lado para o outro, girando e colidindo com as paredes e uns com os outros.

A névoa que você observa ao colocar o gelo seco na água é formada de gotículas minúsculas de água. O gás carbônico, assim como o vapor de água, é completamente invisível. A névoa é mais densa que o normal, devido à presença do gás carbônico, que é mais denso que o ar.

O que vai ocorrendo na verdade, é que o dióxido de carbono vai se dissolvendo na água e vai tornando a solução mais ácida. O indicador vai mudando de cor e mostrando o progresso da reação.

FALANDO SOBRE O GELO SECO...

O gelo seco é o dióxido de carbono congelado, sendo a sua temperatura de -78,5ºC. Uma característica interessante do gelo seco é a sublimação, que é a passagem do estado sólido para o gasoso, sem passar pelo líquido.

A temperatura extremamente gelada e a característica da sublimação fazem com que o gelo seco seja uma boa opção de refrigeração, principalmente para quem pretende transportar por distâncias muito longas, algum tipo de produto congelado, já que este garantirá que o produto chegue ao seu destino ainda congelado, conseguindo ainda evitar que tudo esteja molhado no final.

 O dióxido de carbono líquido só é encontrado a pressões muito elevadas, por exemplo, nos extintores de incêndio e em tanques de alta pressão, já em pressões normais ele muda diretamente do estado gasoso para o sólido.

Sendo assim para produzir gelo-seco é preciso ter um recipiente de alta pressão cheio de dióxido de carbono líquido. No momento em que o dióxido de carbono no estado líquido é liberado, ocorre a expansão do líquido e a alta velocidade de evaporação do dióxido de carbono gasoso, esfriam o restante do líquido ao ponto de congelamento, no qual ele se transforma diretamente em sólido.

Se alguma vez você tiver a oportunidade de manusear gelo-seco, tome cuidado, usando luvas grossas. A temperatura da superfície dele é extremamente fria e pode acabar causando danos, caso haja contato direto. E é claro, pelo mesmo motivo, nunca se deve experimentar ou engolir gelo seco.

Outra importante precaução que deve ser tomada é a ventilação. O dióxido de carbono é mais pesado que o ar e pode se concentrar em áreas baixas ou espaços fechados. O ar normal é composto por 78% de nitrogênio, 21 % de oxigênio e apenas 0,035% de dióxido de carbono. Logo, se a concentração de dióxido de carbono no ar for superior a 5%, ele pode se tornar tóxico.

Então para que não ocorra nenhum tipo de acidente, certifique-se de ventilar bem a área onde haja gelo-seco e não o transporte em veículo fechado.

Ok, pessoal, por hoje é só... Espero que estejam curtindo o blog e em especial é claro, essa coluna. Até a semana que vem...

REFERÊNCIAS

MATEUS, Alfredo Luís. Química na cabeça 2: Mais experimentos espetaculares para fazer e casa ou na escola. p.24, 2 ed., Belo Horizonte: UFMG, 2010.

http://ciencia.hsw.uol.com.br/questao264.htm  Acesso em:26/04/2012.