A química borbulhante por trás das bebidas carbonatadas

Professor de Química e Bioquímica, Universidade de Miami

Michael W. Crowder recebe financiamento dos Institutos Nacionais de Saúde para conduzir pesquisas sobre resistência a antibióticos e da Sazerac Corp e MineXAI para conduzir pesquisas sobre a caracterização do bourbon.

A Universidade de Miami oferece financiamento como membro do The Conversation US.

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Muitas pessoas adoram a efervescência refrescante de um refrigerante, champanhe, cerveja ou água com gás. Quando você toma um gole, as bolhas de gás na bebida explodem e o gás liberado faz cócegas em seu nariz. Mas você já se perguntou como a carbonatação realmente funciona?

Sou um professor que dá aulas de química e fermentação e também sou um entusiasta de bebidas carbonatadas e cervejeiro caseiro. Embora o processo básico de carbonatação seja relativamente simples, vários fatores – desde a temperatura até a tensão superficial – podem afetar o sabor e a qualidade das bebidas.

A carbonatação envolve a dissolução do gás dióxido de carbono incolor e inodoro – CO₂ – em um líquido. Quando o dióxido de carbono é adicionado a uma garrafa ou lata selada contendo água, a pressão na garrafa ou lata aumenta e o dióxido de carbono se dissolve no líquido.

O CO₂ acima do líquido e o CO₂ dissolvido no líquido atingem o equilíbrio químico. Equilíbrio químico significa essencialmente que a taxa com que o CO₂ se dissolve no líquido é igual à taxa com que o CO₂ é liberado do líquido. Baseia-se nas quantidades de CO₂ no ar e no líquido.

Parte do CO₂ dissolvido reage com a água para formar ácido carbônico, que tem a fórmula química H₂CO₃. Assim, uma vez que parte do CO₂ dissolvido se converte em H₂CO₃, mais CO₂ do ar acima pode se dissolver no líquido e restabelecer o equilíbrio químico.

Quando você abre uma garrafa ou lata, a pressão acima do líquido carbonatado cai para corresponder à pressão fora da garrafa ou lata. A liberação de pressão resulta em um som sibilante e você vê bolhas subindo no líquido à medida que o H₂CO₃ se converte novamente em CO₂ e esse gás escapa para a superfície. O ácido carbônico da bebida é o que a torna um pouco azeda.

Outro fator importante que influencia a carbonatação é a temperatura. A maioria dos gases, incluindo o dióxido de carbono, não se dissolve bem em líquidos à medida que a temperatura do líquido aumenta. É por isso que as bebidas carbonatadas ficam vazias se você as deixar em temperatura ambiente.

Por outro lado, se você colocar sua bebida gaseificada favorita na geladeira e deixá-la esfriar, mais dióxido de carbono dissolvido permanecerá na bebida enquanto ela ainda estiver selada. Quando você abre a garrafa ou lata gelada, o líquido fica mais borbulhante porque havia mais dióxido de carbono dissolvido na bebida gelada.

Um último fator importante para a carbonatação é a tensão superficial do líquido. A tensão superficial de um líquido é determinada pela intensidade com que as moléculas do líquido interagem umas com as outras. Para a maioria das bebidas, essas moléculas são moléculas de água, mas os refrigerantes dietéticos contêm adoçantes artificiais dissolvidos. Esses adoçantes podem enfraquecer as interações entre as moléculas de água, criando uma tensão superficial mais baixa. Uma tensão superficial mais baixa significa que as bolhas de dióxido de carbono se formam mais rapidamente e duram mais.

É por isso que demora um pouco mais para servir uma Diet Coke com gelo, um problema que você pode notar em um avião. A menor tensão superficial do adoçante artificial significa que há mais efervescência e por mais tempo, em comparação com outros refrigerantes. Os comissários de bordo então têm que esperar que as bolhas do copo estourem antes de enchê-lo com mais Diet Coke.

A tensão superficial também é o motivo pelo qual a Diet Coke funciona tão bem no famoso experimento Mentos, durante o qual você coloca doces Mentos em garrafas de Diet Coke de 2 litros. O doce ajuda a enfraquecer as interações entre as moléculas de água e as moléculas de CO₂, diminuindo a tensão superficial e permitindo uma liberação mais fácil das moléculas de CO₂. Um “gêiser” borbulhante de Diet Coke sobe rapidamente acima da garrafa de 2 litros à medida que as moléculas de CO₂ se formam rapidamente nas superfícies do doce e forçam a Diet Coke a sair da garrafa.