Diário de um Químico Digital 3.0

Química, TICs e outras treconologias. :)

O que acontece quando derramamos alumínio líquido sobre gelo seco? — 23/01/2016

O que acontece quando derramamos alumínio líquido sobre gelo seco?


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Continuando a nossa série (nem eu sabia que tinha virado uma) de postagens sobre “o que acontece”, hoje vou mostrar um vídeo do canal The Backyard Scientist que mostra vários experimentos envolvendo alumínio líquido (700ºC) e duas substâncias muito frias: gelo seco e nitrogênio líquido.

Destaque para os experimentos com gelo seco (-78ºC), pois os demais envolvendo nitrogênio líquido (-196ºC) são (a meu ver) meio sem graça.

Antes de tudo, o vídeo (pule direto para 1 min 5 s):

  • Note que quando o carinha derrama o alumínio líquido sobre o bloco de gelo seco, parece que o líquido demora um certo tempo para solidificar.

E note que ele parece “flutuar” sobre o gelo seco.

Isso porque a enorme diferença de temperatura entre os dois materiais produz quase que instantaneamente uma camada de dióxido de carbono gasoso CO2 que age como um isolante térmico e “protege” por algum tempo o bloco de gelo seco (que é CO2 no estado sólido).

Esse é o famoso Efeito Leidenfrost (o qual já mereceu um post aqui no blog).

Gota_flutuando_-_efeito_Leidenfrost

  • Aos 2 min 18 s o autor do vídeo coloca um lingote cilíndrico de alumínio aquecido sobre o bloco e algo interessante acontece.

O cilindro, como era de se esperar, “derrete” a parte do bloco e cria um “buraco” com o seu formato.

O surpreendente é que nesse processo ele emite sons “musicais” (parece um pequeno carrilhão).

Isso ocorre porque com o resfriamento pode estar acontecendo contração na estrutura cristalina do alumínio (os átomos do metal se rearranjam e assumem um ordenamento melhor).

Al_lattice

 

  • Aos 2 min e 34 s ele verte um pouco de alumínio líquido sobre o buraco formado pelo bloco de alumínio aquecido.

Eu achei interessante ver em câmera lenta o alumínio líquido se comportando como lava, ponto final. 🙂

  • Pulando para 4 min e 13 s, ele finalmente derrama alumínio líquido sobre um frasco (DE VIDRO) contendo o nitrogênio líquido.

A troca de calor entre os dois materiais é tão intensa e tão rápida que é preciso rever o vídeo em câmera lenta.

Nada muito surpreendente, a não ser que o nitrogênio líquido entra em ebulição turbulenta e a rápida expansão deste para a forma gasosa (aliada à troca de calor) provoca uma rachadura quase instantânea no vidro.

  • Finalizando, aos 5 min e 18 s ele inverte a ordem. Derrama nitrogênio líquido sobre alumínio derretido.

Essa parte é só legalzinha, pois o alumínio está contido em um vasilhame e apenas troca calor com o nitrogênio líquido, provocando uma ebulição em massa do líquido. Vale a pena pelo prazer de jogar nitrogênio líquido fora. 🙂

Via SPLOID

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O que acontece quando misturamos Coca-Cola com alvejante? — 11/01/2016

O que acontece quando misturamos Coca-Cola com alvejante?

Para começar 2016, uma reação interessante que encontrei pela internet.

Posts envolvendo Coca-Cola não são necessariamente uma novidade no blog (alguns exemplos: 1, 2 e 3 ).

No entanto, esse mostra o quão poderosa pode ser essa singela solução de hipoclorito de sódio usada na composição dos alvejantes de roupas (veja esse post sobre o hipoclorito).

Vamos entender o que está acontecendo?

Coca-Cola contém corantes na sua composição, dentre eles o famoso Corante Caramelo IV (um potencial agente carcinogênico – [1]).

Esse corante é obtido pelo aquecimento de açúcares até a formação de uma coloração escura típica dos caramelos.

Uma das substâncias presentes no Corante Caramelo IV é a molécula 4-metil-imidazol (abaixo).

No entanto, a reação que produz o “caramelo” a partir dos açúcares (reação de Maillard) produz compostos com diversas ligações duplas e simples alternadas, e isso confere a cor escura à mistura de compostos. 

4-Methylimidazole.svg

A adição do alvejante (básico, pH em torno de 11) ao copo de Coca-Cola (que é um meio ácido), faz com que o hipoclorito de sódio do alvejante sofra degradação e produza oxigênio gasoso (e provavelmente gás cloro, que é tóxico).

O oxigênio é uma molécula formada por dois átomos de oxigênio, tendo por fórmula molecular O2.

O oxigênio é muito reativo e, não surpreendentemente, reage com as moléculas do 4-metil-imidazol (e as demais moléculas de cadeia longa do corante) destruindo as ligações duplas presentes nessa(s) molécula(s).

O fato é que a cor do imidazol (e das demais moléculas associadas) é justamente dependente das ligações duplas carbono-carbono e carbono-nitrogênio (chamamos a isso de grupos cromóforos – que ajudam a dar cor).

Destruídas essas ligações, a(s) nova(s) molécula(s) é(são) incolor(es) no espectro visível.

Acredito eu que o alvejante ajude a destruir a cor do imidazol (e moléculas associadas) também com radicais livres de cloro, mas isso é história para outro post.

Agradeço a todos pela constantes visitas ao blog e pelas 2100 curtidas na nossa página no facebook (http://fb.com/digimarcio).

Via ScienceDump

P.S.:Post editado para incluir algumas sugestões do meu colega Josoé Borba que manja muito desse assunto. Valeu, Josoé!

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