Os mistérios da água na nanoescala

Acha que a água não tem mistério? Ela tem…


É mais fácil encontrar a água na forma de aglomerados H3O+(H2O)6 do que na forma de moléculas de H2O isoladas. Surpreso? Eu também fiquei quando um colega da química teórica me contou isso pela primeira vez como se fosse a coisa mais banal do mundo. O interessante é que há também estruturas ainda maiores na água, como H3O+(H2O)20 e outras ainda mais diferentes, como H5O2+. Como vocês devem ter percebido, água é um negócio complexo. Lembrei desse dia há pouco, lendo uma reportagem da Science News – pesquisadores da Alemanha, França e China descobriram que a fusão de nanopartículas de gelo (!) ocorre em temperatura mais baixa que o gelo macroscópico (que é de zero grau Celsius à pressão de 1 atm). E não pense que essa temperatura é um ou dois graus mais baixa…. na na não…. pode chegar a ser 180 GRAUS MAIS BAIXA! Os pesquisadores usaram aglomerados de 48 e de 118 moléculas de água e perceberam que há uma relação direta entre o tamanho da nanopartícula e o seu ponto de fusão – ou seja, quanto menor a nanopartícula de gelo, menor é a temperatura de fusão da mesma. Além disso, a transição de sólido para líquido na nanopartícula de gelo ocorre numa faixa de temperatura de até 40 oC – o que é muito mais gradual que no caso de gelo macroscópico, que precisa de uma variação de apenas 1 oC para o mesmo fenômeno.


Legal, mas inútil? Que nada, a água está contida em nano-volumes dentro das células. E como diz lá na reportagem da Science News, “muitos biólogos acham que nós não entenderemos completamente a biologia antes de entendermos a água”. Se pensarmos que a biologia é resultado de uma série de eventos químicos que ocorrem em meio aquoso, não há como discordar totalmente disso.

P.S…..

a) Na água, duas moléculas H2O estão em equilíbrio com sua forma dissociada, que consiste em um íon hidróxido OH- e um íon hidrônio H3O+, como mostrado abaixo:

2H2O H3O+(aq.) + OH-(aq.)

b) O íon hidrônio é solvatado (ou seja, rodeado) por outras moléculas de água (há uma interação entre o hidrônio e as moléculas de água – como uma “cola” – que chamamos de ligação de hidrogênio).

c) H3O+(H2O)6 – significa um aglomerado composto por um íon hidrônio H3O+ solvatado por 6 moléculas de H2O.
d) H3O+(H2O)20 – significa um aglomerado composto por um íon hidrônio H3O+ solvatado por 20 moléculas de H2O.
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