A água no estado líquido é mais densa que no estado sólido (gelo)

RKA11E - Para a maioria das substâncias, a densidade do seu estado líquido é menor que a densidade do seu estado sólido. Mas o que acontece se eu pegar um cubo de gelo de água, ou seja, água no estado sólido e colocar em um copo com água líquida? Bom, você bem sabe que este cubo de gelo não irá pro fundo do copo, ele irá flutuar aqui na superfície da água, isso significa que a densidade do gelo, que a água no estado sólido é menor do que a densidade da água no estado líquido. Nós dizemos que esta é uma propriedade anômala da água, porque como eu disse, para a maioria das substâncias, para a maioria das substâncias, a densidade do estado líquido é menor do que a intensidade do sólido. Agora vamos imaginar por um momento, o que aconteceria se a água se comportasse como a maioria das substâncias? Então eu vou desenhar aqui um corpo d'água. Imagine que aqui é um riacho, e como neste lugar a atmosfera é muito fria, a temperatura muito fria, o que acontece quando a água entra em contato com essa temperatura muito baixa? Bem, ela se congela. Então a superfície da água que está mais próxima da atmosfera, acaba se congelando. Se a água se comportasse como a maioria das substâncias, o gelo seria mais denso que a água, e por isso ele iria para o fundo do rio, desceria para o fundo do riacho. Então novamente, a superfície da água, ele iria entrar em contato com a temperatura abaixo da atmosfera e iria se congelar. E como o gelo é mais denso, mais denso que água líquida, na nossa situação hipotética aqui, ele iria descer para o fundo do riacho de novo, formando mais uma camada e acumulando-se aqui. E isso iria acontecer até que eventualmente, todo o corpo d'água se transformaria em gelo. O problema disso é que os animais que vivem neste riacho não iriam sobreviver, a maioria dos organismos, iriam se congelar, existem alguns organismos que suportariam, mas a grande maioria não suportaria essa temperatura. Então essa propriedade que nós vamos chamar de propriedade anômala, anômala vem de diferente, então propriedade anômala, é uma propriedade fora do comum, permite por exemplo, que certos animais sobrevivam em ambientes muito frios, e como será que isso acontece? Deixa eu colocar isso aqui pra cá. E vamos colocar neste canto de cá. Bem, esta propriedade da água está relacionada com a interação intermolecular da água no estado líquido, e da água no estado sólido. Como ocorre então, essa interação na água no estado líquido? Nós já vimos que no estado líquido, as moléculas da água interagem por ligações de hidrogênio, então nós temos um átomo de oxigênio ligado a dois átomos de hidrogênio, e esta molécula ela possui uma carga parcial, polaridade. Veja aqui, nós temos um polo negativo próximo do oxigênio, que é mais eletronegativo que o hidrogênio e aqui nós temos um polo positivo. Por causa disso, a próxima molécula de água vai interagir com esta, então a próxima molécula que também possui polos, o oxigênio ligado a dois hidrogênios, outra molécula aqui, o oxigênio ligado a 2 hidrogênios. Bem, essas moléculas vão interagir com isso, essas moléculas vão interagir por meio dessas ligações de hidrogênio. Então a água no estado líquido apresenta essa estrutura. E o que acontece, é que no estado líquido, como a temperatura é mais elevada, a energia cinética média é mais elevada, então as moléculas vão estar se movimentando mais, a energia cinética é a energia do movimento. Elas vão estar ora se aproximando, ora se afastando umas das outras e vão estar vibrando mais intensamente do estado líquido. Já no estado sólido, a energia cinética é mais baixa a energia cinética média é menor. Então no gelo nós temos também aqui oxigênio ligado a dois hidrogênios, e a as moléculas não vibram tanto. Assim, no gelo a energia cinética é menor, as moléculas não vibram tanto, elas não se movimentam tanto, a estrutura da substância é menos dinâmica. O que acontece é que as moléculas vão estar mais afastadas umas das outras, elas não vão estar interagindo uma forma assim tão próxima, tão dinâmica como acontece na água líquida. Então as ligações de hidrogênio ainda existem no gelo, mas a distância entre as moléculas é maior porque a energia cinética das moléculas não é tão alta, elas não vibram tanto, não se movimentam tanto. Então essa diferença na estrutura intermolecular da água no estado líquido e da água no estado sólido, leva a uma diferença de densidade. Você se lembra que a densidade é igual à massa sobre o volume. Se nós temos aqui o mesmo número de moléculas no sólido e no líquido, a massa vai ser igual, mas o volume que essas moléculas ocupam na água sólida é maior, então se o volume sobe a densidade diminui porque são inversamente proporcionais. E é por isso que o gelo flutua na água líquida. Bem, pessoal, por hoje é só. Espero que vocês tenham gostado e até o próximo vídeo!