Solubilidade dos gases em líquidos - A Lei de Henry
Fábio Rendelucci
Água com gás não é apenas o conteúdo daquela garrafinha que você compra no supermercado ou as borbulhas que saem do refrigerante. O simples contato de um gás ou de uma mistura gasosa com um líquido faz com que parte desse gás se dissolva na água. Você pode achar isso estranho, mas garanto que os peixes, por exemplo, agradecem... afinal, graças a isso é que eles conseguem obter oxigênio para sua respiração.
Lembre-se do seguinte: um gás tem suas moléculas em constante movimento e, dessa forma, essas moléculas se chocam com os obstáculos que encontram no caminho. Quando o obstáculo que o gás encontra é a superfície de um líquido, vez por outra, moléculas com um pouco mais de velocidade conseguem penetrar no líquido, ficando dissolvidas.
Como vivemos em um planeta envolto por uma atmosfera gasosa, os líquidos, salvo situações de armazenamento muito especiais, estão sempre em contato com gás, fazendo-os sempre dissolver parte dele. Assim o contato com a atmosfera é que garante que uma parte do oxigênio do ar acabe dentro dos oceanos e dê suporte à respiração de toda fauna marinha.
Como o gás entra no líquido?
Você leu no segundo parágrafo uma explicação sobre o mecanismo que permite que a molécula de gás entre no líquido, mas isso é influenciado por diversos fatores:
Pressão do gás: quanto maior a pressão que um gás exerce, maior o número e a força das colisões de suas moléculas com os obstáculos. Se as colisões tornam-se mais fortes e freqüentes, mais moléculas conseguirão penetrar no líquido.
Lembre-se do que acontece quando você abre uma garrafa de refrigerante. Ao aliviar a pressão do gás pela abertura da tampa, menos gás conseguirá ficar dissolvido, daí o aparecimento imediato das borbulhas no refrigerante.
Temperatura do líquido: a temperatura tem a ver com o grau de agitação molecular, certo? Quanto mais agitadas, mais velozes. Quanto mais velozes mais fácil de romper as "barreiras" que encontram pelo caminho. Quando o líquido está quente, todas suas moléculas, inclusive as dos gases dissolvidos, estão mais agitadas, assim fica mais fácil elas escaparem do líquido e, conseqüentemente, mais difícil dissolver um gás dentro dele.
Novamente ao refrigerante: você já percebeu como um refrigerante gelado tem mais gás dissolvido que o quente? Repare pelo número de borbulhas que eles apresentam ou mesmo pela espuma que produzem quando o colocamos em um copo. Não confunda uma coisa: borbulhas são constituídas por gás não dissolvido, ele está na forma gasosa.
Agitação da superfície do líquido: quanto mais agitada estiver a superfície do líquido, mais fácil para as moléculas do gás entrarem ou saírem dele (troca gasosa), pois mais fácil será romper a tensão superficial. É o que acontece quando abrimos uma garrafa de refrigerante após agitá-la.
Este efeito é utilizado e mal compreendido em aquários. Quando colocamos uma pedra porosa ligada a uma pequena bomba de ar no fundo do aquário, muitos pensam que as bolhas que saem da pedra é que são responsáveis pela introdução de gás na água. Na verdade essas bolhas servem para agitar a superfície da água e facilitar a troca gasosa com a atmosfera.
Problemas na troca gasosa
Algumas situações podem causar problemas por atrapalharem as trocas gasosas ou até pela existência dessas trocas. Um derramamento de óleo no oceano faz com que surja uma "película protetora" na superfície da água que impedirá a troca gasosa com a atmosfera. O oceano fica carente de oxigênio e saturado de gás carbônico, o que não é muito interessante para a vida marinha.
A grande concentração de poluentes na atmosfera também pode influir de maneira muito prejudicial. Gases como o dióxido de carbono (CO2) e outros óxidos, como os de enxofre e nitrogênio irão se combinar com a água da chuva dando origem a uma solução ácida, daí o nome chuva ácida.
A Lei de Henry
A dissolução gasosa em líquidos é regida por uma lei conhecida como Lei de Henry. Essa lei diz que a solubilidade de um gás em água depende da pressão parcial do gás exercida sobre o líquido. A constante de proporcionalidade utilizada nessa lei varia com o gás e a temperatura, e recebe o nome de constante de Henry.
A Lei de Henry e seu estudo é fundamental para a fabricação de águas minerais e outras bebidas gasosas, bem como em questões ambientais.