O dióxido de carbono é o maior vilão do aquecimento global, mas em dias quentes nada como abrir uma garrafa de água gaseificada ou uma lata de refrigerante e desfrutar da sensação causada por um líquido repleto de bolhas deste gás, que mexe com as terminações nervosas e contribui para uma sensação de prazer.
Uma questão de equilíbrio químico
Tudo começa com um fenómeno de exceção: o dióxido de carbono comporta-se de maneira muito diferente dos outros gases do ar. Quando se dissolve na água, reage para estabelecer uma série de equilíbrios:
Uma pequena fração do CO₂ que se dissolve na água reage rapidamente para formar ácido carbónico. Por sua vez, este dissocia-se parcialmente para formar iões de hidrogénio, bicarbonato e carbonato. O CO₂ continuará a dissolver-se até que o equilíbrio seja alcançado.
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Fonte: Elga Veolia
Que fatores influenciam a concentração máxima de CO₂ em água ?
O equilíbrio do dióxido de carbono em água é afetado pelas condições de pressão, temperatura, pH e a própria composição química da água, nomeadamente a composição mineral ou outros aditivos que a bebida possa conter.
As relações da concentração máxima de CO₂ em água podem ser apreciadas nas figuras seguintes, onde os efeitos da pressão, temperatura, pH estão representados. Por observação das figuras, é possível concluir que a concentração máxima de CO2 em água pode ser potenciada através da (i) redução da temperatura, (ii) aumento da pressão; e/ou (iii) redução do pH.
Em relação ao pH é de referir que se trata de uma variável que, apesar de poder ser manipulada, é ela própria um indicador da presença de CO₂ em água, visto que há formação de iões H+ como resultado da especiação deste naquela.
Solubilidade do CO₂ em água em função da temperatura e pressão.
Relação do pH na solubilidade do CO₂ e sua especiação em água.
Qual a pressão no interior de uma lata de refrigerante e... porquê?
O vídeo abaixo mostra uma experiência de alunos da Michigan Tech Mechanical Engineering onde, com recurso a um extensómetro, determinam a pressão interna de um recipiente de pressão de paredes finas, a saber uma lata de Coca-Cola. A conclusão final é que, imediatamente antes da sua abertura, a pressão no interior da lata é de 60 psi, o que corresponde a 4 bar. Confrontando este valor no gráfico acima que relaciona solubilidade de CO₂ com a pressão e temperatura, claramente que esta pressão é usada para favorecer a gaseificação da bebida, com ganhos para quem a consome.
Diferenciação das águas com gás pelo sabor, acidez, e concentração de CO₂
Ao ler a ficha técnica da famosa água San Pellegrino - cuja gaseificação é natural, brota com gás da fonte onde é captada - é interessante constatar como as propriedades do CO₂ na água se transformam em qualidades e adjetivos. Pode-se ler: é brilhante, desprovida de qualquer odor, com bolhas densas, consistentes e em abundância. A impressão imediata no paladar é de muita frescura, seguido de uma acidez moderada que estimula a salivação, enquanto o elevado conteúdo mineral deixa um final agradável e persistente.
No caso da marca portuguesa Água das Pedras Salgadas, cujo produto-mãe é captado a 1000 metros de profundidade, a segmentação comercial levou ao lançamento da versão Pedras Levíssima, um produto com menor concentração de gás, descrito do seguinte modo: Pedras Levíssima é a água mineral natural gasocarbónica com menor teor de gás, mas 100% natural proveniente de Pedras Salgadas. Sendo mais leve e mais fácil de beber, coloca-a como a melhor alternativa à água lisa. Pedras Levíssima é uma água com o melhor dos dois mundos: leve como uma água lisa e refrescante, divertida e prazenteira, como uma água com gás.
Acificação de oceanos e o CO₂
A acidificação do oceano é causada por um influxo de dióxido de carbono dissolvido. À medida que os níveis atmosféricos de CO₂ aumentam devido a causas antropogênicas, o CO₂ dissolvido também aumenta, o que diminui o pH da água.
Quando a água fica saturada com CO₂, ela não apenas reduz o pH do oceano, mas também esgota as fontes de carbonato de cálcio ³⁵. O carbonato de cálcio, CaCO3, é um ingrediente necessário na construção de corais, conchas e exoesqueletos para muitas criaturas aquáticas. À medida que os níveis diminuem, fica mais difícil para as criaturas marinhas construirem as suas conchas.
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Fonte: Fondriest
Cronologia do pH registado no Oceano Pacífico Noete em função da concentração atmosférica de CO2.