Se deixarmos uma garrafa de Coca-Cola aberta esta
«morre», um fenómeno físico muito simples
que tem a ver apenas com nucleação e
libertação de bolhas de CO2 no líquido
sobressaturado (a quantidade de CO2 dissolvido é
muito superior à concentração de
equílibrio com a pressão ambiente). Em
condições normais, esta libertação é
muito lenta e a perda do
excesso de gás só acontece ao fim de umas horas, isto
é, a solução aquosa vai perdendo bolhinhas de CO2
a uma velocidade decrescente até atingir uma
situação de equilíbrio entre o CO2 dissolvido e o
existente na atmosfera. No Pavilhão do Conhecimento, logo no átrio de entrada, há uma experiência muito interessante com bolhas de ar em óleo de silicone, uma substância muito viscosa, que permite apreciar o jogo da impulsão (o que faz subir as bolhas de ar) e da «resistência» do líquido à libertação das bolhas. De modo simples, a viscosidade de um líquido tem a ver com a facilidade de escorregamento de duas camadas de líquido e depende das forças intermoleculares e da forma das moléculas. Quanto maior a viscosidade, mais difícil é deslocar o líquido e maior a resistência deste à passagem das bolhas. Quanto mais intensas forem as forças intermoleculares e mais «recortada» a molécula, maior é a viscosidade. O efeito da forma pode ser compreendido se pensarmos em esferas e naqueles T's de betão que são usados como paredões um pouco por todo o mundo. O escorregamento de duas camadas de esferas de volume e massa equivalentes aos dos T's é francamente mais fácil. A libertação das bolhas de gás é igualmente dependente da tensão superficial do líquido, que por sua vez depende das forças intermoleculares e da área superficial das moléculas. Quanto mais intensas forem as forças intermoleculares e menor a área que ocupam as moléculas na interface líquido-gás maior será a tensão superficial. A água apresenta uma tensão superficial muito elevada exactamente por ser uma molécula muito pequena com forças intermoleculares intensas. O álcool apresenta tensão superficial e
viscosidade menores que a água e por isso a
libertação de gás de uma garrafa de champanhe,
vinho verde ou mesmo cerveja é mais «fácil»
(nas mesmas condições de pressão de CO2) que de
uma garrafa de Coca-Cola. Claro que os compostos químicos
existentes nas diversas bebidas carbonatadas - por exemplo,
flavonóides nos vinhos verdes ou açúcar nos
refrigerantes - são importantes na medida em que podem alterar
quer a viscosidade quer a tensão superficial, sendo que esta
última pode diminuir drasticamente por adição de
muito pequenas quantidades de compostos denominados surfactantes ou
tensioactivos.
A carbonatação das bebidas pode ser conseguida
naturalmente durante o processo de fermentação dos
açúcares em álcool (no caso de bebidas
alcoólicas com gás) ou por injecção de
dióxido de carbono. As bebidas com gás têm
quantidades diferentes de CO2 dissolvido, - por exemplo, a Pepsi tem
mais gás que a Coca-Cola e ambas mais que uma água
gaseificada -, que lhes confere as características
organolépticas respectivas. Uma vez que a solubilidade de um
gás depende da temperatura, normalmente a injecção
de CO2 é feita a baixa temperatura, à volta de 4ºC,
e a mesma bebida é pressurizada com valores diferentes consoante
o vasilhame. Por razões que têm a ver com a permeabilidade
do material, a pressão de enchimento é maior quando se
enchem garrafas de plástico (PET, Polietileno Tereftalato, um
termoplástico reciclável que é utilizado na
embalagem de mais de metade das águas de mesa nacionais) em
relação às latas. Por exemplo, à
temperatura de 4ºC, a pressão dentro de uma lata de Coca-Cola
é de cerca de 1.16 atm e a 21 ºC sobe para 2.45 atm. Por
isso, não é uma boa ideia abrir uma lata ou garrafa de
Coca-Cola quente...
Posta esta longa mas necessária introdução, o que
explica o vulcão de Mentos? Não há qualquer
reacção química, há apenas uma série
de processos físicos que resultam na libertação
rápida e violenta do excesso de gás da Coca-Cola,
libertação que pode ser reproduzida se agitarmos
energicamente a garrafa. Podem confirmar que não há
reacção química deitando Mentos para uma garrafa
de Coca-Cola «morta» - de preferência
«assassinada» por aquecimento, a libertação
de todo o excesso de CO2 é um processo muito, mas muito lento
nas fases finais. Essencialmente estão em jogo dois efeitos
físicos: um
deles é a nucleação de bolhas à
superfície (muito irregular) dos Mentos, o que pode ser
confirmado triturando e dissolvendo os ditos em água e
adicionando a solução resultante à Coca-Cola.
Verificarão que há efervescência mas menos
espectacular e explosiva. Por outro lado, se deitarem na Coca-Cola
açúcar, sal ou mesmo areia, observarão o efeito
dos nucleadores de bolhas. O segundo efeito tem a ver com facto de que a
consistência
gelatinosa dos Mentos é conferida por goma arábica. A
goma-arábica é uma resina extraída de duas
espécies de acácia da região sub-saariana, Acacia senegal e Acacia seyal, constituída
por uma mistura complexa de polímeros naturais, essencialmente
polissacarídeos de baixo peso molecular e glicoproteínas.
Muito utilizada desde há milénios, nomeadamente no Antigo
Egipto, onde era utilizada, por exemplo, no processo de
mumificação, o facto de apresentar
composição variável ditou a
substituição da goma arábica por produtos de
síntese em muitas aplicações, continuando no
entanto a ser um aditivo comum nas indústrias alimentar e
farmacêutica. Quando dissolvemos goma arábica em água, a
tensão
superficial desta diminui muito, o que conjugado com o efeito nucleador
resulta no espectáculo que este vídeo evidencia.
Uma vez que goma arábica não é exactamente um
ingrediente que se compre na mercearia da esquina, o efeito
da diminuição da
tensão superficial da água pode ser verificado usando um
tensioactivo mais
comum, por exemplo detergente da loiça. Finalmente, circulou por e-mail uma lenda urbana que alertava para a formação de um composto «mortal» (e inexistente) por reacção do acesulfame-K da Diet com um componente de aroma/sabor de um determinado Mentos. Como é óbvio, não há qualquer reacção entre os Mentos e este sal de potássio que tem um poder adoçante cerca de 125 vezes maior que a sacarose, «O» açúcar no léxico do quotidiano. A libertação mais vigorosa de CO2 quando se utiliza a versão Diet tem simplesmente a ver com o facto de que não só o acesulfame-K é solvatado de forma completamente diversa da sacarose como para obter a mesma sensação de doce em ambas as bebidas é necessária uma concentração cerca de 125 vezes maior deste último edulcorante. Ou seja, as propriedades físicas das soluções aquosas de que depende a facilidade de libertação das bolhas são diferentes nos dois refrigerantes. |