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A ciência por trás dos projetos científicos mais populares

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Todo mundo adora os projetos de ciências que concluímos na escola primária, como fazer uma bateria de batata ou mesmo o clássico vulcão em erupção. No entanto, agora que todos nós crescemos, vamos dar uma olhada em como exatamente alguns dos projetos científicos mais populares funcionam através das lentes da ciência.

Você pode fazer uma bateria com limões, laranjas ou outras frutas, mas não há nada tão essencial quanto uma bateria de batata. A bateria da batata é classificada como uma célula eletroquímica que converte energia química em energia elétrica por meio da transferência de elétrons. Como você provavelmente sabe, as baterias de batata e outras baterias de frutas requerem um cátodo de cobre e um ânodo de zinco. Ao colar o cobre e o zinco dentro da batata, mas separados um do outro, você está facilitando uma reação redox (redução-oxidação) entre o zinco e o cobre.

A eletricidade não vem realmente da batata, mas a água e os eletrólitos na batata permitem que os elétrons do cobre se movam para o zinco, criando pequenas correntes elétricas. Nesta reação, o cobre está sendo reduzido; assim, a perda de elétrons e o zinco estão sendo oxidados. A forma como uma bateria de batata funciona é local, da mesma forma que todas as baterias eletroquímicas armazenam e liberam eletricidade.

Fazer sua bebida brilhar é outro experimento científico divertido, ou talvez apenas um truque de festa bacana. Água tônica é a chave para esse experimento e, quando você adiciona esse líquido carbonatado a uma bebida, ele brilha sob a luz ultravioleta. No centro dessa reação está uma substância química conhecida como quinino, que na verdade é um medicamento usado para tratar a malária.

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O FDA limita o conteúdo de quinino na água tônica nos EUA a 83 partes por milhão (ppm) para evitar quaisquer efeitos adversos do produto químico à saúde. Devido à estrutura das moléculas de quinino, conforme a luz ultravioleta atinge o quinino, ela é absorvida e a luz visível é emitida. Na verdade, não há transferência de energia na reação; em vez disso, a energia da luz é convertida de luz ultravioleta para luz visível, geralmente azul no caso da água tônica.

Um vulcão de bicarbonato de sódio e vinagre é a essência da feira de ciências do ensino fundamental e também a desgraça dos zeladores do ensino médio. Além do fato de que o projeto do vulcão não se parece em nada com um vulcão real, o experimento é realmente bom para ensinar os fundamentos da química.

Vinagre e bicarbonato de sódio são geralmente usados ​​na reação, embora o vinagre possa ser substituído por água quente. O bicarbonato de sódio é o bicarbonato de sódio (NaHCO3) e o vinagre é o ácido acético (C2H4O2). Quando combinados, eles produzem uma reação ácido-base com o bi-produto de CO2 ou dióxido de carbono. Para aqueles que estão interessados ​​na reação química real que está ocorrendo, você pode verificar abaixo:

C2H4O2 + NaHCO3 = NaC2H3O2 + H2O + CO2

O resultado da reação ácido-base é o acetato de sódio (NaC2H3O2), água e dióxido de carbono gasoso, que é o que faz as bolhas e espuma. Muitos projetos usam sabão em pó para aumentar a tensão superficial das bolhas e criar uma erupção ainda maior. Tudo em nome da ciência, é claro.

Os fluidos não newtonianos são incrivelmente divertidos de brincar, não importa quantos anos você tenha. A habilidade de algo existir no estado sólido sob alto estresse e existir como um líquido sob baixo estresse é intrigante para nossos cérebros, mesmo quando entendemos o que está acontecendo.

O fluido não newtoniano mais comum é algo chamado oobleck (sim, esse é o nome real) que é feito de amido de milho (C27H48O20) e água. Quando o amido de milho é misturado à água, ele se torna uma bagunça pegajosa e viscosa com algumas propriedades interessantes. Quando você atinge, ou mesmo esbarra, no fluido, as moléculas do amido de milho se alinham rigidamente e apresentam baixa tensão. Quando a tensão está implícita por um longo período de tempo, o fluido responde exatamente como qualquer outro fluido viscoso faria.

Levando esses princípios adiante, colocar um fluido não newtoniano em um alto-falante produz o que é conhecido como um líquido dançante. As vibrações no alto-falante aplicam tensão a uma taxa alta o suficiente para envolver a rigidez das moléculas de amido de milho, e assim que elas começam a se converter de volta para uma fase fluida, o alto-falante cria outra vibração. Este período de ações e reações cria um líquido dançante.


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