Pass the Cranberry…Volcano!

Conceitos-chave
Chemistry
Acids
Bases
Reacções

Introdução
Pode gostar de molho de arando, mas se alguma vez provou um arando verdadeiro, provavelmente ficou surpreendido com o sabor – definitivamente não tão doce como o molho ou bagas secas adocicadas! As arandos puros e o sumo de arando são muito saborosos, mas podem ser deliciosos quando combinados com outros ingredientes (como a casca de laranja e o açúcar).

>Arandos são ácidos, semelhantes aos limões ou limas. Os alimentos que são ácidos têm geralmente um sabor ácido ou azedo, por isso usamo-los para alegrar uma refeição, mas raramente os comemos sozinhos. (Você pode imaginar comer um limão inteiro!) Além de serem ácidos, os arandos também contêm um pigmento especial que muda de cor e que podemos usar para testar se algo é ácido ou uma base. Nesta atividade usaremos arandos (neste caso, suco de arando) para identificar ácidos e bases e para observar as reações químicas criadas quando você mistura os dois. Quem diria que os arandos eram muito mais que molho?!

Fundo
Se alguma vez você já ingeriu suco de limão em um corte e sentiu aquela picada, então você sabe um pouco sobre ácidos. E provavelmente também sabes sobre bases: Quando lavas as mãos e tiras aquela sensação escorregadia do sabonete, isso é uma base. A maioria dos líquidos é um ácido ou uma base, mas alguns ácidos e bases são mais fortes do que outros. O suco de limão pica quando você o recebe em um corte porque é ácido. Mas outros tipos de ácidos muito fortes podem dissolver a madeira e o metal. Acredite ou não, o ácido no seu estômago (que ajuda a dissolver os seus alimentos) é um ácido muito forte. Se você deixar cair um pouco do seu ácido estomacal em um bloco de madeira, o ácido comeria através dele!

Para medir o quão ácido ou básico é um líquido, usamos a escala de pH. Esta escala classifica os líquidos de 0 a 14, sendo o 0 o mais ácido e o 14 o mais básico. Podemos identificar quão ácido ou básico é algo, testando como ele reage com outras coisas. Usamos frequentemente indicadores de pH para este fim, que mudam de cor dependendo se estão expostos a um ácido ou a uma base.

Os arandos são especiais porque contêm um indicador natural de pH-pigmentos chamados antocianinas, que mudam de cor dependendo do pH do seu ambiente. Nesta actividade vamos utilizar esta capacidade especial dos arandos para observar uma reacção química e observar como a basicidade ou acidez muda a cor de um indicador de pH.

Materiais

• Três xícaras de suco de arando puro, 100% (não coquetel de suco de arando)
• Bicarbonato de sódio
• Sumo de limão (quatro colheres de sopa, aproximadamente dois limões, como suco fresco espremido funciona melhor)
• Quatro copos de vidro ou plástico transparente
• Uma tigela grande de plástico ou de vidro transparente ou uma caçarola (Uma assadeira de vidro grande funciona bem.)
• Cola de medição (colher de sopa)
• Copo de medição (um copo)
• Uma estação de trabalho plana que pode ser exposta a alguns derrames (incluindo sumo de arando)

Preparação

• Utilizar o copo de medição para medir um copo de sumo de arando em três dos copos transparentes.
• Utiliza novamente o copo medidor para medir uma chávena de água no quarto copo transparente.
• Se utilizar sumo de limão fresco (recomendado), sumo o limão e reserve o sumo num copo ou taça.
• Coloque os três copos com sumo neles lado a lado no prato grande. Vamos chamar o copo no copo esquerdo 1, o do meio é o copo 2 e o da direita é o copo 3. O copo com água é o copo com água, que deve ser reservado por enquanto.

Procedimento

• Utilize sua colher de medida para medir duas colheres de sopa de suco de limão no copo 1. Compare a cor do suco de arando no copo 1, com a cor do suco no copo 2 (sem limão). O que você observa sobre a cor do líquido na xícara 1? Mudou quando você adicionou o suco de limão? Se sim, o sumo de limão tornou-o mais claro ou mais escuro?
• Ponha o copo 1 de lado por enquanto.
• Usando a colher de medida, meça uma colher de sopa de bicarbonato de sódio e despeje-o no copo 3 (à direita). O que acontece quando o bicarbonato de sódio chega ao suco de arando? O que você vê? O que você ouve? O que acontece com o suco? Há mais ou menos na chávena?
• Permitir a reacção para continuar durante pelo menos dois minutos. Quando não houver mais espuma sendo criada, olha o suco no fundo da xícara 3. Compare com a xícara 2. O que você observa sobre a cor do líquido na xícara 3? É mais escuro, mais claro ou o mesmo que na taça 2? E o volume de sumo na chávena 3? Há mais ou menos na xícara 3 em comparação com a xícara 2? O que você acha que causou as mudanças que você observa na xícara 3?
• Põe o copo 1 de volta no prato, para que os três copos estejam novamente alinhados em ordem. Compare a cor e o volume de cada xícara. Qual é a chávena mais diferente das outras? O que faz com que seja diferente?
• Lave a colher de medida para que não tenha bicarbonato de sódio. Depois use-a para adicionar duas colheres de sopa de suco de limão à xícara 3. O que acontece quando você adiciona suco de limão à xícara 3? Você nota alguma diferença na reação em relação a quando você adicionou bicarbonato de sódio? Como é que esta reacção é diferente? Como é a mesma coisa?
• Deixe a reacção continuar durante aproximadamente dois minutos, até que não seja criada mais espuma. Alguma coisa mudou no copo 3 depois de ter adicionado o sumo de limão? Se sim, o que é diferente? O que você acha que causou as mudanças que você observa?
• Utiliza a colher de medida para medir duas colheres de sopa de bicarbonato de sódio no copo de água. Observe o que acontece quando você adiciona o bicarbonato de sódio. O que você observa sobre a água? Alguma coisa mudou? O que isso lhe diz sobre o suco de arando e a reação do bicarbonato de sódio? O bicarbonato de sódio faz sempre com que os líquidos se espumem, ou apenas alguns líquidos?
• Extra: Se tiveres sumo de arando e limão suficiente, tenta adicionar bicarbonato de sódio a duas chávenas de sumo de arando. Deixe que a reação ocorra. Agora adicione sumo de limão a apenas uma das chávenas. Compare a cor e o volume do suco, bem como o aspecto da espuma nas duas xícaras. O que há de diferente nas duas xícaras?
• Extra: Experimente adicionar duas colheres de sopa de sumo de limão a uma chávena de sumo de arando, e depois adicionar bicarbonato de sódio. Como é que isto altera a reacção?
• Extra: Tente aumentar a quantidade de bicarbonato de sódio que você adiciona. (Certifique-se de manter isto no seu prato para que não fique confuso!) A adição de mais bicarbonato de sódio faz com que a reacção aconteça mais rapidamente? Aumenta a quantidade de espuma?
• Extra: Com um ajudante adulto, experimente microwaving uma chávena de sumo de arando por cerca de um minuto, tornando-o quente (mas não quente). Acrescente o bicarbonato de sódio ao sumo quente. A temperatura do suco altera a reação?

Observações e resultados
Você deve ter notado que a cor do suco de arando mudou quando você adicionou suco de limão ou bicarbonato de sódio. A adição do bicarbonato de sódio deveria ter feito o suco ficar mais escuro, enquanto que a adição do suco de limão fez com que ficasse ligeiramente mais claro. Isso ocorre devido aos incríveis pigmentos que os arandos contêm, as antocianinas, que atuam como um indicador de pH. As antocianinas mudam de cor dependendo se estão reagindo com um ácido ou com uma base. A partir desta atividade, você imaginaria que as antocianinas ficam mais escuras quando elas entram em contato com uma base ou com um ácido? Se você previu base, você está certo! E na presença de ácidos as antocianinas tornam-se mais claras na cor.

Quando você adicionou bicarbonato de sódio ao suco de arando, ocorreu uma reação que liberou um gás, que cria grandes bolhas, bem como pequenas bolhas (espuma) no suco. Quando você adicionou bicarbonato de sódio no copo de água, no entanto, nada realmente aconteceu – nenhuma espuma foi criada, apenas um pouco de água turva. Porque é que o bicarbonato de sódio não causa uma reacção na água como acontece no sumo de arando? A diferença é que porque o suco de arando é ligeiramente ácido – ele reage com qualquer coisa que seja básica. O bicarbonato de sódio é uma base, portanto, quando entra em contato com um ácido como o suco de arando, ocorre uma reação. Mas quando o líquido é pH neutro, como a água, não ocorre nenhuma reação.

Finalmente, você também deve ter notado que o volume (quantidade de suco) foi menor na xícara 3 após a reação do bicarbonato de sódio. Isto porque a espuma criada pela reação foi composta do próprio suco. (Você provavelmente poderia dizer porque a espuma era de cor semelhante.) Portanto, havia menos suco líquido no copo porque parte do suco se tornou espuma durante a reação.

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Mais para explorar
Ácidos, Bases e a Escala de pH, de Science Buddies
Cabbage Chemistry-Finding Acids and Bases, de Scientific American
Measuring the Amount of Acid in Vinegar by Titration with an Indicator Solution, de Science Buddies
Science Activity for All Ages! de Science Buddies

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Esta actividade trazida até si em parceria com Science Buddies

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