Abraçar a Química por 365 dias. Porquê? Para quê?

E se o Mundo tentasse abraçar a Química por 365 dias. Faria alguma diferença?

Achamos que sim! E que cada contributo é importante.

Lamentamos mas o vídeo, que era muito interessante, não está mais disponível.

A água nos alimentos e na cozinha

Todos os nossos alimentos contêm água. Aqui vão alguns números que certamente o vão surpreender:

Alimento	% de água	Alimento	% de água
Tomates	95	Salmão (filete)	65
Couves, brócolos	92	Carne de vaca limpa	60
Cerveja	91	Queijo Gruyere	33
Cenouras	88	Pão	35
Leite	88	Mel	17
Clara de ovo	88	Manteiga	16
Maçãs	86	Farinha de trigo	12
Batatas	81	Massa alimentícia crua	10
Banana	75	Leite em pó	3

Já reparou a que corresponde numa batata?

Já alguma vez tinha pensado que a percentagem de água é bem maior num tomate do que no leite? E que na cenoura é idêntica à do leite? E não é surpreendente que, mesmo os alimentos que se nos apresentam com um aspecto totalmente seco, como é o caso da farinha, também contenham água? No que diz respeito a alimentos, apenas os óleos (azeite, óleos de amendoim, etc.) não contêm água alguma. Diz-se que são gorduras puras, por oposição à manteiga e à margarina, por exemplo, que contêm cerca de 16% de água, como pode ver no quadro.[1]

Para além disto, na cozinha a água está sempre ao nosso lado: como meio de limpeza (lavagem de recipientes, alimentos, mãos, bancadas, chão, etc.), como solvente e meio dispersante (ou seja para dissolver e dispersar muitos das substâncias que vão dar sabor, aroma e textura ao que comemos) e como meio de transferência de calor (em cozidos, estufados, etc.). É ainda o meio onde ocorrem reacções químicas que são processos normais quando cozinhamos e fundamentais para obter os pratos que tanto apreciamos. É também necessária para o desenvolvimento de micróbios, que por vezes nos podem ser muito úteis para produzir petiscos que tanto apreciamos e outras nos podem vir a dar grandes dores de cabeça...

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[1]              Quando levamos manteiga ao lume a aquecer, ouve-se um crepitar, que corresponde à ebulição tumultuosa da água nelas contida.

Os prós e os contras da menor densidade do gelo

Dissemos há dias que a água sólida (gelo) é menos densa que a água líquida e que portanto uma pedra de gelo num copo de água vem sempre ao de cima.

 Em termos da natureza isto tem os seus prós e os seus contras. Por um lado, o facto do gelo ser menos denso do que a água significa que nas zonas geladas do nosso planeta, o mar, os rios e os lagos congelam à superfície mas mantêm-se líquidos nas camadas logo abaixo, permitindo assim a existência de vida – flora e fauna. 

Mas, por outro lado, em dias realmente frios, a água existente nas células dos vegetais pode congelar e, como o gelo ocupa um maior volume, isso pode levar ao rebentamento dessas células, tal como acontece com a garrafa de água. E isso é muito mau para as plantas e até pode levar à sua morte.

Este aumento de volume da água quando congela também tem consequências pouco agradáveis quando, por exemplo, congelamos um alimento. É que se a congelação for lenta e gradual, os cristais de gelo ficarão com uma dimensão relativamente grande e o aumento de volume associado à forma de agulhas, leva à rotura de estruturas celulares, alterando a textura do dito alimento. Na indústria alimentar há condições para se provocar uma congelação quase instantânea em que se formam cristais minúsculos, minimizando este problema.

A dimensão dos cristais de gelo é também muito importante quando se faz um gelado. Quanto mais pequenos forem esses cristais, mais macia e aveludada é a consistência dum gelado. Daí que não seja fácil fazer um bom sorvete sem um arrefecimento rápido e a ajuda duma sorveteira que, com a sua agitação constante, impede a formação de cristais de gelo grandes.

A Química na Arte XI

E falando de água... o trabalho apresentado hoje tinha que estar relacionado com água.

Também os micróbios não vivem sem água...

5. É indispensável para os micróbios

Tal como todos os seres vivos, os micróbios necessitam de água para viver. Mas nas nossas cozinhas há muitos que não são nada bons companheiros. A maioria pretende viver também dos nossos alimentos, provocando-lhes alterações ou produzindo neles substâncias que podem ser muito negativas para a nossa saúde. 

Daí que seja objectivo de quem cozinha criar condições para acabar com eles ou para lhe diminuir a actividade. O calor é um dos processos que usamos. Outro é limitar-lhes o acesso à água, impedindo que se desenvolvam, ou mesmo retirar água às células dos micróbios. Fazemos isso usando substâncias eficazes como seja o açúcar ou o sal.

E como ferve?

4. Os 100^oC da fervura ... 

Quando toda a água está no estado líquido, o calor fornecido faz com que a sua temperatura suba, até se atingirem os 100^oC. Aqui, de novo, vai-se atingir um patamar como o que é mostrado no gráfico do post anterior, ou seja, a temperatura irá manter-se constante, apesar de se continuar a fornecer calor. 

Também neste caso a energia fornecida será usada para quebrar as ligações que existem entre as moléculas de água no estado líquido e as separar, ou seja, levar à mudança de estado líquido a gasoso. Quando toda a água estiver no estado gasoso, o calor fornecido vai de novo fazer com que a temperatura suba. 

Devido ao elevado número de interacções entre as moléculas de água (ligações de hidrogénio), é necessária muita energia (calor) para que essas muitas ligações vão sendo quebradas e a água entre em ebulição, ou seja, comece a ferver. 

Alguns aspectos práticos:

A água entra em ebulição a 100^oC (à pressão normal) e até que toda a água passe a vapor a temperatura não se altera. Assim, mal a água comece a ferver é aconselhável baixar o lume,  uma vez que o lume alto só representará dispêndio desnecessário de energia e saída escusada de mais euros da sua algibeira.

Outra consequência da impossibilidade de a temperatura da água a ferver ir além dos 100^oC é não podermos esperar uma carne dourada e muito aromática, nem umas batatas durinhas e quebradiças, se as cozermos. Isso só acontece a temperaturas superiores (acima dos 150^oC), às quais podem ocorrer as reacções químicas conhecidas por reacções de caramelização e de Maillard.

Um comportamento pouco normal!

3. O gelo e o seu estranho comportamento

Observando o gráfico, pode ver-se que se tivermos água a uma temperatura inferior a 0^oC, ela se encontra no estado sólido (gelo). Se lhe fornecermos calor (energia), a sua temperatura vai aumentando, até se atingir os 0^oC. Chegando a este ponto, e durante um certo tempo, mesmo continuando a aquecer, a temperatura não aumenta, mantendo-se constante. Isto acontece porque a energia fornecida vai ser usada para quebrar as ligações que existem entre as moléculas no estado sólido e para as separar, ou seja, é usada para efectuar a mudança de estado de sólido a líquido. 

Já reparou que o gelo  é menos denso do que a água, e que por isso flutua em água líquida?  É um comportamento muito fora do vulgar. 

De facto, os sólidos são geralmente mais densos do que os líquidos dos quais provêm. Porquê? Porque quanto mais baixas são as temperaturas, menor é a agitação térmica das moléculas, mais fortes e duradouras são as ligações entre elas e mais próximas ficam. Daí que existam mais moléculas por unidade de volume e, portanto, maior será a densidade. Assim, a parte sólida em contacto com o líquido vai ao fundo. 

Ora com a água acontecem coisas mesmo “esquisitas”: à medida que a sua temperatura baixa até aos 4^oC , aumenta, de facto, a sua densidade, mas se continuar a baixar, a densidade baixa de novo. Assim os 4^oC são a temperatura a que a água é mais densa. Acima ou abaixo dela a densidade é inferior.

O facto de a água no estado sólido ser menos densa do que a água no estado líquido é explicado pelo tipo de ligações entre as moléculas de água que ocorrem quando esta solidifica – as ligações de hidrogénio. Estas mantêm as moléculas de água a uma certa distância umas das outras. Forma-se uma estrutura rígida com ligações relativamente fortes entre as moléculas, mas pouco compacta, com muitos espaços no meio.

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Já aconteceu a quase toda a gente meter uma garrafa com água, bem cheiinha, no congelador e, ao tentar tirá-la, descobrir que ela rebentou. Pudera!, é que a água aumentou mesmo de volume, e a garrafa não conseguiu aguentar a pressão.