Experimento: produzindo gás carbônico e medindo sua velocidade de formação

Sabe aquela sensação refrescante quando você abre uma garrafa de refrigerante e ouve aquele “tsss” característico?

Ou quando você fica observando, meio hipnotizado, um bolo crescer e ficar fofinho no forno? Você já parou para pensar no que essas duas cenas tão comuns na nossa cozinha têm em comum?

A resposta está em pequenas bolhas invisíveis que nos cercam o tempo todo.

Essas bolinhas mágicas que fazem a massa do pão subir e dão o “gás” da sua água com gás são formadas por uma substância muito famosa: o dióxido de carbono, nosso velho e querido conhecido gás carbônico (CO₂).

Nós respiramos esse gás todos os dias, as plantas o utilizam para crescer e ele está presente em diversos cantos da casa.

Mas e se a gente deixasse de ser apenas observador e passasse a criar essas bolhas com as próprias mãos?

Melhor ainda: e se a gente pudesse controlar se essas bolhas vão se formar bem devagar, como uma tartaruga, ou super rápido?

É exatamente isso que vamos fazer juntos neste artigo para o blog Vitinhu.

Vamos colocar a mão na massa de um jeito seguro, usando coisas que você provavelmente tem no armário, focando na nossa missão principal: produzindo gás carbônico e medindo sua velocidade de formação.

Prepare-se para transformar a sua bancada em um pequeno centro de descobertas!

Onde o gás carbônico se esconde na sua casa?

Antes de começarmos a nossa bagunça científica, vale a pena entender com quem estamos lidando. O gás carbônico é um parceiro do dia a dia.

Quando você respira fundo e solta o ar, está devolvendo esse gás para o ambiente. Quando o fermento reage na massa do bolo da sua avó, ele libera exatamente o mesmo gás, que fica preso e faz a massa estufar.

Na ciência, a gente adora pegar algo invisível e encontrar formas de enxergá-lo. Como não podemos ver o gás solto no ar, precisamos de uma “armadilha”.

É por isso que, no nosso experimento, vamos usar bexigas de festa. Elas vão capturar o nosso gás e nos mostrar, de um jeito bem visual, o quanto de ar invisível nós conseguimos criar.

O que significa “velocidade de formação”?

Imagine que você está na fila do caixa do supermercado. Às vezes a fila anda rápido, às vezes parece que o tempo parou. Na química, as coisas funcionam de um jeito parecido.

Algumas transformações acontecem num piscar de olhos, como riscar um fósforo. Outras demoram meses, como o portão de ferro da rua enferrujando.

A parte da ciência que estuda o “relógio” dessas transformações se chama cinética química. Mas não precisa se preocupar em decorar esse nome!

O que você precisa saber é que os químicos descobriram que existem “botões” que podemos apertar para acelerar ou frear uma transformação.

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Um desses botões mágicos é a temperatura. E é exatamente com ela que vamos brincar hoje para entender como as coisas acontecem no mundo das pequenas moléculas.

Mão na massa: Preparando o nosso laboratório caseiro

Chegou a hora! Vamos realizar um processo clássico e muito querido por quem gosta de ciências: a união do bicarbonato de sódio com o vinagre. Quando esses dois se encontram, eles conversam de forma bem agitada e liberam muito gás carbônico.

Aviso de Segurança do Professor: Este experimento é muito seguro e usa apenas ingredientes de cozinha. Não vamos usar fogo, nem produtos tóxicos.

Mesmo assim, convide um adulto para participar com você! É sempre mais divertido fazer descobertas em equipe, e ter alguém para ajudar a marcar o tempo no relógio faz toda a diferença.

O que você vai precisar

Para o nosso desafio, separe os seguintes itens:

• 2 garrafas plásticas transparentes vazias (como aquelas garrafinhas de água de 500ml).
• 2 bexigas de festa (de preferência do mesmo tamanho, para a nossa corrida ser justa).
• Vinagre (qualquer um funciona, mas o branco facilita a visualização).
• Bicarbonato de sódio (aquele pozinho branco vendido no mercado).
• Água gelada (com cubos de gelo, se possível) e água morna (aquecida levemente, agradável ao toque, nunca fervendo).
• 2 bacias ou panelas (que caibam as garrafas dentro).
• 1 funil (se não tiver, faça um canudinho de papel).
• 1 colher de chá.
• 1 cronômetro (pode ser o do celular).

O Passo a Passo da nossa Corrida de Bolhas: produzindo gás carbônico e medindo sua velocidade de formação

Vamos preparar duas pistas de corrida diferentes para as nossas moléculas. Acompanhe com atenção:

Passo 1: Preparando o combustível das bexigas

Com a ajuda do funil, coloque exatamente 2 colheres de chá cheias de bicarbonato de sódio dentro de cada uma das bexigas. Balance um pouco para o pó ir todo para o fundo. Deixe as bexigas separadas num cantinho.

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Passo 2: Preparando as garrafas

Coloque a mesma quantidade de vinagre dentro das duas garrafas plásticas. Cerca de três dedos de altura de líquido em cada uma já é o suficiente.

Passo 3: Criando os ambientes (O truque da temperatura)

Em uma das bacias, coloque a água bem gelada. Na outra, coloque a água morna. Mergulhe uma garrafa com vinagre na bacia gelada, e a outra na bacia morna.

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Espere uns 5 minutinhos. Isso vai fazer o vinagre de uma garrafa ficar “com frio”, e o da outra ficar aquecido.

Passo 4: Armando a armadilha de gás

Com muito cuidado para não derrubar o pó branco ainda, estique a boca de cada bexiga e prenda no gargalo de cada garrafa. Elas vão ficar ali penduradas, esperando o momento certo.

Passo 5: A grande corrida!

Prepare o cronômetro. Quando o seu ajudante der o sinal, levante as duas bexigas ao mesmo tempo, fazendo todo o bicarbonato de sódio cair de uma vez só no vinagre.

Observe a espuma se formar loucamente! Veja as bexigas encherem sozinhas! Qual delas ficou de pé e começou a estufar primeiro? Anote o tempo que cada uma levou para encher.

Quadro Explicativo: Por que isso acontece?

O Baile das Moléculas

Para entender o que acabou de acontecer, imagine uma pista de dança. As moléculas do vinagre e do bicarbonato precisam se “esbarrar” nessa pista para que a transformação aconteça e o gás carbônico nasça.

Na garrafa que estava na água gelada, as moléculas estavam com frio e preguiçosas. Elas andavam devagar, se esbarravam pouco, e por isso o gás se formou lentamente. A bexiga demorou mais para encher.

Já na garrafa que estava na água morna, o calor funcionou como uma música super animada! As moléculas ganharam muita energia, começaram a correr e a bater umas nas outras o tempo todo.

Com mais esbarrões, a transformação aconteceu muito mais rápido. É por isso que a bexiga do vinagre morno encheu numa velocidade surpreendente!

Tabela de Resultados: Quem encheu o balão mais rápido?

Na ciência, a gente sempre anota o que observa. Sua tabela de anotações deve ter ficado parecida com este exemplo:

Condição do Vinagre	O que aconteceu com as moléculas?	Tempo médio para encher (Exemplo)	Velocidade da Reação
Vinagre Gelado	Pouca energia, esbarrões lentos	15 a 20 segundos	Lenta
Vinagre Morno	Muita energia, esbarrões rápidos	3 a 5 segundos	Rápida

(Nota: Os tempos reais na sua casa podem variar dependendo da quantidade de pó e do quão morna estava a água, mas o vinagre quente sempre vai vencer a corrida!)

Onde mais vemos a velocidade das reações no cotidiano?

Saber controlar a velocidade com que as coisas se transformam é um dos maiores superpoderes que a química nos dá. A natureza e a tecnologia fazem isso o tempo todo.

Por que temos geladeiras em casa?

Você já se perguntou por que guardamos leite, carne e vegetais na geladeira? A comida estraga porque passa por transformações químicas e sofre a ação de bactérias.

Ao colocar os alimentos no frio, deixamos as moléculas preguiçosas, igualzinho fizemos com o vinagre gelado. O frio diminui bastante a velocidade em que a comida estraga.

O truque da batata picada na panela

Quando a gente está com pressa para cozinhar, costuma cortar as batatas ou cenouras em pedaços pequenos antes de jogar na água fervente.

Pedaços menores têm mais partes expostas à água quente ao mesmo tempo. Isso também é um jeito de acelerar uma transformação! Quanto mais contato entre os ingredientes, mais rápido o alimento amolece.

Medicamentos efervescentes

Aquelas pastilhas de vitamina C que borbulham na água usam um princípio idêntico ao do nosso experimento.

Elas têm bicarbonato e um ácido em pó misturados na própria pastilha. Quando tocam a água, os ingredientes ficam livres para se esbarrar e liberar muito gás carbônico.

Se você jogar essa pastilha em água morna, ela vai sumir muito mais rápido do que na água gelada.

Perguntas Frequentes

1. O gás dentro da bexiga é perigoso? Posso respirar?

O gás carbônico formado é o mesmo que você solta na respiração e o mesmo do refrigerante. Ele não é tóxico nessas quantidades.

Porém, o cheiro forte de vinagre que fica preso dentro do balão não é nada agradável para o nariz. Por isso, quando terminar a brincadeira, esvazie os balões em um ambiente aberto e jogue-os no lixo.

2. Por que o fundo da garrafa fica frio de repente?

Essa é uma observação digna de cientista! Algumas transformações precisam “roubar” calor do ambiente para conseguir acontecer.

Quando o bicarbonato e o vinagre reagem, eles absorvem a energia térmica ao redor, fazendo o plástico da garrafa dar uma esfriada na sua mão. Chamamos isso de reação endotérmica.

3. Posso beber a mistura que sobrou na garrafa?

Não! Mesmo usando apenas ingredientes de cozinha, a mistura final não tem um gosto bom e fica com muito sal acumulado (chamado acetato de sódio).

A regra de ouro de qualquer laboratório, mesmo o caseiro, é: a gente nunca come ou bebe os resultados de um experimento.

4. O que acontece se eu colocar muito mais bicarbonato de sódio?

A bexiga vai encher muito mais, podendo até estourar pelo excesso de pressão (é exatamente por isso que pedimos para usar só duas colheres).

Mas tem um detalhe importante: chega um momento em que todo o vinagre líquido é consumido. Quando o vinagre acaba, a transformação para na hora, mesmo que ainda tenha um monte de pó sobrando no fundo.

5. Esse gás tem a ver com o efeito estufa no meio ambiente?

Tem tudo a ver. O gás carbônico é um dos gases naturais que formam uma espécie de “cobertor” ao redor do nosso planeta, mantendo a Terra quentinha e habitável.

O problema é que, através das indústrias e da queima de combustíveis, nós estamos jogando uma quantidade gigantesca desse gás na atmosfera.

É como se colocássemos milhares de cobertores sobre a Terra, e é isso que causa o aquecimento global.

++ PRODUÇÃO DE GÁS CARBÔNICO DE FORMA EXPERIMENTAL

++ Em qual experimento a quantidade formada de gás carbônico é igual à quantidade gasta​