Cientistas comprovam duas fases líquidas diferentes nas propriedades da água

H2O é um elemento bem estranho. Ele está na mesma categoria que os gases mais leves, mas é um dos líquidos mais densos. Possui um altíssimo ponto de ebulição e congelamento, e é mais denso quando está quatro graus acima do ponto de congelamento, onde ele muda de líquido para sólido. Um novo estudo parece apresentar as origens dessa estranheza.

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Cientistas que exploravam algumas das propriedades anômalas da água estudaram uma água especialmente tratada misturada com outro químico. Conforme eles mudavam a temperatura, eles notaram uma grande mudança no comportamento molecular da água conforme ela parecia mudar de fase – de líquido para líquido. E os resultados certamente irão incitar algumas discussões na comunidade científica.

“É algo que a comunidade vem argumentando há um bom tempo”, disse o autor do estudo C. Austen Angell, da Universidade Estadual do Arizona, ao Gizmodo, se referindo a verdadeira natureza destes dois líquidos em um.

Cientistas observam há tempos estranhas propriedades da água, e se perguntam o que acontecia em nível químico. Alguns acreditam que essa misteriosa transição de líquido para líquido pode explicar algumas das estranhezas. Uma outra equipe identificou anteriormente as duas fases distintas da água enquanto estudavam o líquido em sua fase super-resfriada (quando ela permanece líquida onde deveria ser sólida) – mas eles não observaram a transição entre as duas fases.

Angell e outros pesquisadores olharam mais profundamente para a água, e monitoraram o calor em soluções contendo o químico especial chamado hydrazine trifluoroacetato que preveniu a água de cristalizar em gelo. Conforme eles aumentavam e diminuíam a temperatura, eles observaram uma acentuada mudança na quantidade de calor absorvido pela água por volta dos -83 ºC. Isso, em conjunto com simulações de computador, providenciaram evidencias que a água mudava de fase, semelhante da maneira que ela se comporta quando derrete de fase sólida para líquida.

Como a água não poderia congelar, ela mudou da fase de densidade baixa para a densa, de acordo com o artigo publicado na Science nessa quinta-feira (8). Água, como você deve lembrar, possui dois átomos hidrogênios atrelados a um átomo oxigênio. Existe mais carga positiva ao redor do átomo hidrogênio, e mais carga negativa ao redor do oxigênio, fazendo com que os átomos de hidrogênio de uma molécula se conectem aos átomos de hidrogênio no que é chamado de “ligação de hidrogênio”. Os pesquisadores atribuem esta mudança a uma alteração na organização de ligações de hidrogênio.

Pelo menos uma fonte que não fez parte da pesquisa afirma que o trabalho é impressionante. “Os autores providenciam um convincente argumento para a existência da transição líquido-líquido em água pura”. Disse Federica Coppari, cientista no Laboratório Nacional Lawrence Livermore na Califórnia, ao Gizmodo por email. Mas a pesquisa ainda precisa de mais trabalho. “É uma evidência indireta, mas a esperança é que alguém tomará o desafio de confirmar estas buscas com outros experimentos, por exemplo, em pressão elevada.

Angell diz ter certeza da necessidade de mais discussões e pesquisas, usando coisas que vão além de sais que suprimem a cristalização. Por esta fase transicional é muito importante. Como ele disse ao Gizmodo: “Ela é absolutamente central as propriedades anômalas da água”.

[Science]