Gás Dissolvido
Vamos tentar um experimento científico. Vá pegar um refrigerante. Entendi? Certo, agora pegue a lata de refrigerante com uma das mãos, sacuda-a e abra-a. Ha ha. Por que o refrigerante explodiu assim? Em uma palavra: ciência. Mas, se você quiser ser um pouco mais específico, precisamos examinar o processo de criação de gás dissolvido , gás que foi dissolvido em outro material.
Estamos criando uma mistura de elementos aqui, portanto, existem alguns termos básicos que precisamos saber. O gás vai se dissolver em outro material, então o gás é o componente menor da solução, chamado de soluto . O soluto é misturado ao principal componente da solução, que é o solvente . Entendi? Ok, pegue outra lata de refrigerante e vamos deixar este experimento com gás e pronto para ir.
Processo de dissolução de gás
Agora, quando estamos falando sobre dissolução de gás, o gás é o soluto. Está sendo dissolvido em algo. Mas qual é o solvente? Os solventes mais comuns são líquidos; é geralmente nisso que estamos dissolvendo o gás. No entanto, o gás também pode se dissolver em outros gases, que na verdade é como o ar é criado, e em sólidos na forma de impurezas aprisionadas no processo de criação do sólido.
Em qualquer caso, o processo real de dissolução vai depender tanto das estruturas químicas do gás quanto do solvente. Afinal, nem todos os gases têm as mesmas propriedades. O dióxido de carbono, por exemplo, reage de maneira diferente do oxigênio puro. Em geral, no entanto, a dissolução do gás envolve mantê-lo pressurizado. Embora cada gás exija uma quantidade diferente de pressão para ser dissolvido, manter essa pressão é a chave do processo.
Para uma abordagem mais técnica desse processo, podemos recorrer à Lei de Henry , desenvolvida em 1803 pelo químico inglês William Henry. De acordo com a Lei de Henry, em temperatura constante, a quantidade de gás que se dissolve em um líquido é diretamente proporcional à pressão parcial desse gás em equilíbrio com aquele líquido. Ok, vamos ver o que isso significa. A pressão parcial de um gás é a pressão hipotética de um gás em uma mistura, se esse gás estivesse sozinho. Então, se eu tenho uma lata de refrigerante de 240 ml, a pressão parcial do gás no refrigerante seria a pressão do gás em uma lata de refrigerante de 250ml sem o líquido. Na solução, essa pressão é mantida como um equilíbrio, o que significa que o número de moléculas de gás que se dissolvem no solvente líquido é igual ao número de moléculas de gás que saem do solvente.
Então, a Lei de Henry é que a quantidade de um gás que pode se dissolver em um líquido, a solubilidade, é proporcional à pressão parcial do gás. Se colocarmos isso em uma equação, terá a seguinte aparência: C = kP onde C é igual à solubilidade do gás, k é igual à proporção constante e P é igual à pressão parcial. Com essa equação, podemos determinar a solubilidade de cada gás à medida que ele se dissolve em qualquer solução.
Exemplos
Então, por que precisamos saber disso? Onde realmente vemos gases dissolvidos no mundo real? Bem, vamos voltar ao nosso experimento original com a lata de refrigerante. Por que o refrigerante explode? Porque está cheio de um gás dióxido de carbono que foi dissolvido em uma solução líquida. O refrigerante é engarrafado sob pressão igual à pressão parcial do dióxido de carbono para manter o equilíbrio. Ao abrir o refrigerante, no entanto, você libera a pressão e perde o equilíbrio, e o gás dissolvido volta a ser dióxido de carbono gasoso que deixa a solução líquida. Quando você agita a solução e aumenta a pressão, ainda mais pressão é liberada.
Que tal fora do mundo das bebidas? Vejamos a medicina. Os médicos costumam aplicar um anestésico nos pacientes antes da cirurgia, certo? Bem, que forma geral os anestésicos assumem? Gás. Para que o anestésico entorpece adequadamente o paciente e não o prejudica, esse gás precisa ser dissolvido de maneira adequada na corrente sanguínea. O sangue é o solvente, o anestésico é o soluto, e se eles não forem misturados corretamente, você pode não conseguir entorpecer o paciente ou causar danos ainda maiores. Pense no que acontece quando você agita um refrigerante e o abre. Isso não é algo que você deseja que aconteça em sua corrente sanguínea, portanto, saber como dissolver o soluto no solvente é muito importante.
Resumo da lição
Um gás dissolvido é, simplesmente, gás que foi dissolvido em outro material. Isso cria uma solução, uma mistura, onde o gás é o soluto , o componente secundário, e o outro material, geralmente um líquido, é o solvente , o componente principal. O processo para dissolver o gás mudará dependendo do gás e do solvente sendo usados, mas geralmente envolve manter o gás sob pressão parcial , a pressão que o gás criaria se estivesse sozinho no mesmo espaço.
Isso pode ser resumido na Lei de Henry , que afirma que, em temperatura constante, a quantidade de gás que se dissolve em um líquido é diretamente proporcional à pressão parcial desse gás em equilíbrio com aquele líquido. Basicamente, a quantidade de gás que pode ser dissolvida em um líquido é proporcional à pressão parcial do gás. Como uma equação, essa lei se parece com esta: C = kP , onde C é igual à solubilidade do gás, k é igual à proporção constante e P é igual à pressão parcial. Com essa equação, podemos engarrafar refrigerante e aplicar anestésicos de maneira adequada antes da cirurgia. A ciência não é ótima?