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A água contém gases atmosféricos, tais como nitrogénio e oxigénio, dissolvidos na mesma. À medida que o copo cheio de água fica fora durante algumas horas, a sua temperatura sobe ligeiramente (a água aquece), o que faz com que os gases dissolvidos nele saiam da água e formem bolhas ao longo do interior do copo.

Encha um copo com água (à temperatura ambiente ou abaixo da mesma) e deixe-o sem ser perturbado durante algumas horas (pode fazer isto utilizando água da torneira). Eventualmente você vai notar que bolhas muito pequenas começam a aparecer ao longo da lateral do copo (no interior). Porque é que isto acontece?

Solubilidade dos gases na água

A água que sai das torneiras e torneiras viaja através de canos antes de chegar a grandes tanques de armazenamento. É por isso que a água está a uma pressão superior à normal (enquanto dentro dos tubos), e também é mais fria. Estas duas condições são ideais para que dissolva certos gases que se encontram abundantemente na nossa atmosfera, incluindo azoto e oxigénio.

Os gases são mais solúveis na água a temperaturas mais frias

Os gases, em geral, são mais solúveis na água quando estão a uma temperatura mais baixa. Em outras palavras, pode-se dizer que a solubilidade dos gases na água diminui à medida que a temperatura da água aumenta. O gráfico abaixo deve ajudar a visualizar como a solubilidade dos gases varia com a mudança de temperatura.

A tendência decrescente da solubilidade dos gases com o aumento da temperatura é bastante semelhante a como a pressão do vapor aumenta com a temperatura. Mais moléculas de gás são dissolvidas na água quando está fria. No entanto, quando a água começa a aquecer (ou seja, a temperatura sobe), a energia cinética das moléculas de gás também aumenta.

Isso permite que essas moléculas se movimentem mais livremente e quebrem as ligações intermoleculares que as mantêm juntas, escapando assim da solução. É por isso que a solubilidade dos gases diminui à medida que a temperatura aumenta.

Perigo para a vida aquática devido à alteração da temperatura da água

A dependência da solubilidade dos gases em relação à água tem uma implicação directa na vida das criaturas aquáticas. Como vê, criaturas aquáticas como os peixes precisam de oxigénio para sobreviver, e obtêm-no da água em que vivem absorvendo o oxigénio dissolvido (na água) através das suas guelras. Dado que o oxigênio é mais solúvel em águas mais frias, é crucial que a temperatura não suba além de um certo limite.

No entanto, é exatamente isso que está acontecendo hoje em dia, em grande parte devido às atividades humanas. As centrais eléctricas, por exemplo, descarregam enormes volumes de água quente em grandes massas de água, que depois aumentam a temperatura da água e têm um impacto drástico na vida aquática. Esse é um resultado muito indesejável dessa dependência da solubilidade do gás à temperatura.

A solubilidade dos gases na água aumenta com o aumento da pressão

Embora os líquidos e sólidos não apresentem praticamente nenhuma alteração de solubilidade com uma pressão variável da água, os gases, sim. Tem sido observado que os gases são mais solúveis na água a pressões mais elevadas. As bebidas carbonatadas são excelentes exemplos deste fenômeno.

A lei de Henry

Os efeitos da alteração da pressão da água sobre a solubilidade dos gases podem ser explicados por uma das leis de gás conhecida como lei de Henry. Ela afirma que “a quantidade de gás dissolvido é proporcional à sua pressão parcial na fase gasosa”

A forma mais simples de explicar esta dependência é que à medida que a pressão aumenta, as moléculas de gás são forçadas a entrar na solução para que a pressão aplicada possa ser aliviada. A imagem seguinte deve ajudar a visualizar melhor esta dependência:

Por que as bolhas se formam num copo cheio de água durante a noite

Devido aos dois fenômenos físicos que discutimos acima, a água da torneira se torna um bom candidato (se não ideal) para manter os gases atmosféricos dissolvidos. Entretanto, quando essa água é despejada em um copo e deixada por algumas horas à temperatura ambiente, sua pressão começa a diminuir, enquanto sua temperatura começa a subir.

Isto faz com que os gases dissolvidos na água saiam da solução e formem bolhas nos pontos ásperos no interior do copo. Como a mudança de temperatura não é tão rápida (o que significa que a água não passa de fria a quente em poucos minutos), leva algumas horas até que as bolhas comecem a aparecer no vidro.