Diário de um Químico Digital 3.0

E aí? Achou a imagem bonita? É uma bolha de sabão semi-congelada.

Os dois vídeos abaixo exibem de forma quase artística dois experimentos de congelamento de bolhas de sabão.

Congelamento @-15ºC:

Vídeo em alta definição da SONY:

Por quê a água da bolha de sabão forma esses belos padrões ao congelar?

Leia na sequência do post:

A água tem um comportamento anômalo, ela é mais densa na forma líquida do que na sólida (o normal é o contrário, o sólido ser mais denso que o líquido).

Devido à formação das ligações de hidrogênio (também conhecidas como pontes de hidrogênio),

Quando a água está no estado líquido, a velocidade média das moléculas é mais elevada e elas movimentam-se constantemente, formando e quebrando ligações de hidrogênio umas com as outras com a mesma velocidade.

À medida que a água é resfriada, a velocidade média das moléculas decresce e o percurso livre médio delas também decresce. Ligações de hidrogênio mais fortes começam a se formar. As moléculas de água organizam-se de maneira que cada molécula fica rodeada por outras quatro moléculas de água. Retículos cristalinos bastante rígidos se formam. O interior desses retículos cristalinos apresenta grandes espaços vazios, os quais seriam ocupados por outras moléculas de água se o estado fosse líquido. Veja a imagem abaixo para entender a diferença estrutural entre água líquida e água sólida.

Em suma, a água no estado sólido é muito mais geometricamente organizada e é muito menos densa.

Observando o diagrama abaixo, percebemos que no estado sólido a água forma estruturas hexagonais (de seis lados). Coincidentemente, flocos de neve (que são cristais de gelo) também possuem seis lados.

Quando pequenos cristais de gelo agregam mais material, alguns anéis hexagonais combinam-se pelos cantos e não pelas faces hexagonais, dando origem a ramificações que produzirão as mais variadas combinações geométricas que conhecemos por flocos de neve.

Um floco de neve sempre terá seis lados, embora a razão para isso não seja perfeitamente compreendida ainda. A ilustração abaixo mostra as formas principais dos flocos de neve de acordo com a temperatura ambiente à qual a água é submetida.

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Ah, e as bolas de sabão? Bom, o sabão é apenas um soluto na mistura e o que vemos nos vídeos dessa postagem é a água assumindo a forma sólida tal e qual explicamos agora há pouco.

FONTE