Nucleação num copo de cerveja

A nucleação ocorre quando impurezas ou agentes estranhos perturbam o equilíbrio de uma solução. Veja-se o que aconteceu quando colocámos os Mentos dentro da garrafa de coca-cola. A coca-cola "explodiu" em repuxo, porquê? Porque o Mentos, com as suas micro fissuras, perturbou o equilíbrio do dióxido de carbono dissolvido na cola, fazendo com que este se libertasse rapidamente.

Hoje vamos observar o processo de nucleação num copo de cerveja. Esta bebida também tem dióxido de carbono dissolvido, e como a cola, este começa a libertar-se imediatamente quando se retira a cápsula.
Vamos utilizar sal grosso para observar a nucleação da cerveja.

Precisamos de:

• copo transparente,
• cerveja,
• sal grosso,
• álcool,
• pano limpo, que não deixe pêlos,

Como fazer:

1. Limpem muito bem o copo com o álcool;
2. Sequem com o pano;
3. Vertam a cerveja para o copo;
4. Deitem alguns grãos de sal na cerveja.

O que acontece?
Forma-se uma espécie de fogo de artifício de bolhas.

Porquê?
À primeira vista e para os mais distraídos o que acontece no copo de cerveja poderia passar por uma reacção química, poderia eventualmente pensar-se que seria o sal a dissolver-se na cerveja. Na realidade trata-se de uma reacção física.
Se pudéssemos observar os grãos de sal à escala microscópica verificariamos que a sua superfície é abundante em irregularidades (buracos, sulcos, rugas), estas irregularidades constituem pontos de nucleação que favorecem a formação de bolhas de dióxido de carbono e consequente formação do "fogo de artifício".
É em tudo idêntico ao que se passa com a Coca-cola quando adicionamos o Mentos.

Deixo-vos o video:

 

NOTA: É importante limpar o copo antes da experiência pois todas as partículas de sujidade que estejam agarradas a ele serão óptimos pontos de nucleação.

Et voilá!
Bolhinhas de cerveja!

Divirtam-se!

Fazer crescer cristais de sal

De sal fino a sal grosso!
Já falámos neste espaço sobre crescer cristais em casa.
Se quiserem saber mais sobre o que são cistais e quais os elementos necessários para iniciar o crescimento de cristais em casa não deixem de seguir o link.

Muito rapidamente, os cristais são estruturas formadas a partir de um padrão regular repetido de átomos ou moléculas ligadas, estas estruturas crescem por nucleação. A nucleação é o agrupamento de moléculas pequenas e posterior agrupamento destas moléculas maiores, formando estruturas cristalinas.(mais aqui)

Vejam aqui quais são os principais factores que podem influenciar o crescimento de cristais "caseiros".


O Mentes Irrequietas fez crescer cristais de sal corados de azul, utilizando como centro de nucleação uma carica.

Precisamos de:

• sal fino, 2 colheres de sopa,
• 1 chávena de água, a ferver,
• Corante alimentar,
• 1 copo de vidro daqueles de iogurte,
• 1 carica;
• Papel de cozinha, ou papel de filtro.

Como fazer:

1. Lavem muito bem o copo de vidro, a sujidade afecta a nucleação;
2. Fervam a água, cuidado com as queimaduras;
3. Adicionem o sal à água;
4. Mexam até que o sal se dissolva por completo;
5. Adicionem 2 gotinhas de corante;
6. Despejem esta solução no frasco onde vai ter lugar o crescimento do cristal, qualquer sal não dissolvido não deve ser transferido para este copo;
7. Tapem o frasco, podem usar papel de cozinha ou um filtro de papel;
8. Coloquem o copo num local quente mas onde ninguém lhe mexa;
9. Verifiquem, diariamente, se o frasco demonstra sinais de formação de cristais, se verificarem que sim, troquem o frasco por um limpo;
10. Anotem os resultados no vosso caderno;

O que acontece?
Quando a solução arrefecer começam-se a formar cristais de sal.

Esta é uma demonstração, se quiserem transformá-la numa  experiência a sério podem por exemplo:

• Seguir o crescimento diário do cristal com um gráfico. 
• Ou Apurar o cristal de mais rápido crescimento, o sal ou o açúcar? 
• Outra forma de o fazer é iniciar o processo de nucleação com várias soluções: uma de água a ferver, outra de água tépida e outra de água fria. 
• Podem ainda dissolver o soluto enquanto a água ferve... 

As possibilidades de explorar este procedimento como experiência são imensas.


Et Voilá!
De sal fino a sal grosso


Divirtam-se.

Crescer cristais em casa

O que são os cristais?
Antes de começarmos é importante saber exactamente o que são cristais.
Os cristais são estruturas formadas a partir de um padrão regular e repetitivo de átomos ou moléculas.
Estas estruturas crescem por nucleação. Durante a nucleação, os átomos ou moléculas do que queremos que venha a ser um cristal (soluto) estão dissolvidos num solvente. As partículas deste soluto tendencialmente vã ligar-se entre si formando subunidades de átomos ou moléculas, estas são maiores que uma partícula individual, numa segunda fase estas partículas maiores também se agrupam umas com as outras e eventualmente tornam-se grandes o suficiente e "saem" da solução (cristalizam).
Outras moléculas de soluto continuarão a aderir à superfície do cristal, fazendo-o crescer até que o equilíbrio entre as moléculas de soluto no cristal e na solução seja atingido.


Crescer cristais
Há três factores que podem influenciar o crescimento de cristais "caseiros":

1. A não saturação da solução- A primeira fase do crescimento de cristais caseiros é fazer uma solução saturada do soluto que queremos cristalizar. Numa solução saturada as moléculas são em maior número e a probabilidade de chocarem entre si e se unirem de forma a formarem um núcleo para dar início à nucleação é muito maior.
2. Tipo de superfície- Uma superfície áspera tende a ser mais atraente para a nucleação. Por exemplo, é mais provável que um cristal se forme num pedaço de corda áspera do que nas paredes suaves de um copo de vidro.
3. Presença de depósito no fundo do recipiente- Isto acontece quando a solução, ou está mal mexida ou tem soluto demais, ou seja, significa que foi adicionado demasiado soluto para saturar a solução. A presença destes depósitos criam zonas óptimas para o desenvolvimento de cristais impedindo desta forma a formação dos mesmos no nosso "alvo".

Hoje vamos ver como fazer crescer cristais de açúcar, estes cristais podem ser chupados e comidos como um chupa-chupa. Esta demonstração pode demorar até 3 semanas.


Precisamos de:

• 3 chávenas de açúcar, podemos ter que ajustar esta quantidade queremos a solução saturada e 100% mas sem precipitado,
• 1 chávena de água, a ferver,
• Corantes alimentar,
• 1 frasco de vidro,
• 1 bacia pequena,
• 1 pau de espeto, ou corda em cru;
• Papel de cozinha, ou papel de filtro.

Como fazer:

1. Fervam a água, cuidado com as queimaduras;
2. Adicionem as 3 chávenas de açúcar a 1 chávena de água a ferver numa bacia;
3. Mexam até que o açúcar se dissolva por completo;
4. Se quiserem dar cor ao açúcar podem adicionar o corante agora;
5. Despejem esta solução no frasco onde vai ter lugar o crescimento do cristal, atenção, lavem muito muito bem o frasco, para evitar a nucleação nas paredes do recipiente;
6. Evitem qualquer tipo de açúcar não dissolvido neste recipiente, já que este açúcar vai ser uma boa superfície de crescimento para os cristais;
7. Suspendam um espeto de madeira ou uma corda sem tratamento na solução, o nosso "alvo";
8. Coloquem a solução num local onde não seja perturbada;
9. Quando começar a arrefecer a solução vai endurecer e formar cristais de açúcar.
10. Verifiquem, diariamente, se o frasco demonstra sinais de formação de cristais, se verificarem que sim, troquem o frasco por um limpo;
11. Durante o processo tapem o frasco com uma folha de papel de cozinha ou com um filtro de café.

Esta é uma demonstração, se quiserem transformá-la numa  experiência a sério podem por exemplo:

• Seguir o crescimento diário do cristal com um gráfico. 
• Ou Apurar o cristal de mais rápido crescimento, o sal ou o açúcar? 
• Outra forma de o fazer é iniciar o processo de nucleação com várias soluções: uma de água a ferver, outra de água tépida e outra de água fria. 
• Podem ainda dissolver o soluto enquanto a água ferve... 

As possibilidades de explorar este procedimento como experiência são imensas.


Referências: about.com; squidoo.com; buzzle.com

Et Voilá!
Ciência que podem comer! Com cuidado, não se esqueçam que é só açúcar.


Divirtam-se.

Geiser Cola/ Mentos ou Soda/ Candy

No outro dia, há não muito tempo atrás, vinha eu para casa ao fim do dia e deparei-me com um cenário estranho, um grupo de adolescentes, no relvado em frente ao prédio, na companhia de garrafas de coca cola, muitas garrafas...mesmo. Não demorou mais de 2 minutos para perceber o que estavam a fazer... géisers de Coca-Cola e Mentos, não consigo evitar a publicidade pois não há dúvida que com esta dupla  o geiser ou foguete é realmente espectacular.


A princípio parece uma brincadeira parva, mas na realidade se for bem executada e no local correcto, é espetacularmente irrequieta e faz-nos a nós adultos querer voltar fazer disparates.

Não façam isto em casa ou num local que tenham de limpar a seguir!


Precisamos de:

• 1 garrafa de L ou 1/2L de Cola, quanto mais volume tiver mais "cool" é.
• 1 pacote de Mentos, sim os rebuçados
• 1 folha de papel grosso, ou um pedaço de cartão
• 1 tudo de ensaio... se não tiver pode utilizar um funil, de plástico ou feito na altura em papel

Como fazer:

1. Antes de começar escolha um local com espaço, espaço para sujar e espaço para fugir,
2. É importante que o terreno permita que a garrafa de cola se aguente sozinha em pé,
3. Destape a garrafa de cola,
4. Coloque todos os mentos (cerca de 10) no tubo de ensaio ou funil,
5. Se estiver a usar um tubo, coloque o cartão na boca e vire o tubo ao contrário,
6. Se estiver a usar um funil tape a ponta do funil com o cartão,
7. Coloque o tubo ou o funil por cima da boca da garrafa destapada,
8. Olhe uma segunda vez à sua volta para ter certeza em que direcção vai fugir,
9. Retire o cartão rapidamente, de forma a que os Mentos entrem na garrafa
10. Fuja e observe o géiser que se forma! Dá ou não vontade de repetir?

Alternativa "amiga dos pais":
Pode fazer este ensaio em ponto pequeno, sem a espetacularidade da garrafa mas com o mesmo efeito, e o melhor de tudo, sem a confusão e a sujidade anterior:


Precisa de:

• 1 copo,
• 1 Mentos,
• Cola, ou outra bebida gasificada

Como fazer:

1.  Pelo sim pelo não coloque o copo dentro de um prato da sopa ou de um tabuleiro
2. Coloque a sua bebida no copo
3. Deite lá para dentro o Mentos 
4. Não precisa de fugir, observe o que acontece

Resultados:
Antes de mais, 

• O que acontece não é uma reacção química! é um fenómeno físico, que resulta da libertação repentina do dióxido de carbono que dá as "bolhinhas" à cola. 
• Se examinarmos os Mento à lupa, ou um pouco mais de perto, verificamos que a sua superfície é particularmente rugosa ... e é nestas irregularidades que se liberta o gás, é nelas que se formam as bolhas de gás que é libertado. 
• A cola é constituída maioritariamente por água e açúcar.

Ok, sabendo estas duas coisas, vamos então tentar perceber o que se passa:
As bebidas gaseificadas, como a Coca-Cola e outros refrigerantes, contém dióxido de carbono dissolvido, em equilíbrio, sob pressão, a chave é sob pressão, pronto a escapar quando a pressão sobre a superfície livre da solução diminui. Todos sabemos que é necessário retirar a cápsula da garrafa devagarinho, sem agitação, para que o gás que se liberta não arraste o líquido para fora da garrafa. Até você abrir a garrafa, o gás fica em suspensão no líquido e não pode expandir-se para formar bolhas.
Repare que se colocar o refrigerante gaseificado num copo e colocar lá dentro, digamos, um palito formam-se imediatamente bolhas na sua superfície.

Porquê?
As moléculas da água atraem-se fortemente, criando uma malha apertada em torno de cada bolha de gás dióxido de carbono da cola. A fim de formar uma nova bolha, ou até mesmo para expandir uma bolha que já existe, as moléculas de água têm necessariamente que se afastar umas das outras. É preciso energia extra para quebrar esta "tensão superficial."! Por outras palavras, a água "resiste" à expansão de bolhas no refrigerante.

No caso deste ensaio o que se passa é que o Mentos vai perturbar o equilíbrio da cola, a tensão superficial da bebida, permitindo ao CO2 libertar-se. 

Como?
Quando se deixa cair o Mentos na cola, este perturba tensão superficial, deste modo a expansão e formação de novas bolhas de CO2 torna-se mais fácil. O Mentos tem milhares de pequenos buracos em toda a sua superfície, estes são chamados de pequenos sítios de nucleação - locais perfeitos para bolhas de dióxido de carbono se formarem. Assim que o Mentos entra em contacto com a cola, as bolhas formam-se em toda a sua superfície.
Quando se liberta da garrafa toda esta quantidade de CO2 arrasta consigo o liquido da bebida.

Concluindo:
Este processo depende essencialmente do CO2 sobre pressão (bebidas com picos ou bolinhas) e de um elemento que disturbe a tensão (poroso com centros onde se possam formar bolhas de CO2), podemos dizer então que esta demonstração pode ser feita com outros tipos de bebidas como água com gás, Sprite e até RedBull. .
Já no caso do Mentos, não conheço outro que funcione tão bem, são muito porosos, provocam resultados visíveis quase imediatos e são pesados, pelo que afundam e não são expelidos pelo geiser.



Vejam o filme dos famosos MithBusters "MythBusters - Diet Coke & Mentos":



Nota: Pesquisa na Internet diz-nos que a  Coca-Cola Diet nos dá um melhor resultado porque não tem açúcar, o que atrasa um a formação de bolhas...
Fontes:
Mentos e Coca-Cola- Ciência Hoj

Et voilá!
Divirtam-se!