Pesquisador consegue o impossível: misturar água e óleo
Autor: Alisson Ribeiro Froes | Publicado: 2011-10-19T12:05:00-02:00






"Água e 
óleo não podem se misturar por natureza" 
(Igreja Batista da Graça de
 Pontotoc, Mississipi, EUA)



"Como diz o ditado popular, dois bicudos não se beijam.
 
Uma das principais formas de interação entre moléculas 
("beijos")
 ocorre por meio de forças eletrostáticas. A água, H2O,
 
apresenta em sua estrutura um pólo negativo, localizado no 
oxigênio,
 e pólos positivos nos hidrogênios. Devido a essa 
característica 
polar, a água tende, na maioria das vezes, a 
interagir com moléculas
 que apresentem pólos definidos em sua estrutura, 
o que não é o caso
 do óleo (característica apolar), constituído
essencialmente de 
átomos de carbono e hidrogênio, 
que não possui pólos definidos em 
sua estrutura. 
Portanto água e óleo não se misturam." 
(Marcelo 
Brito Carneiro Leço, pesquisador e professor 
do Departamento de 
Química da Universidade 
Federal Rural de Pernambuco (UFRPE), Jornal
 do Commercio de Recife, 11/4/1999.)





Água e óleo não se misturam! Quem duvidaria de uma 
afirmação como essa, atestada, como se vê, por empresários, políticos, 
sociólogos, religiosos e cientistas? No entanto, foi esse o resultado - 
uma mistura de água e óleo - de uma pesquisa realizada pelo 
físico-químico Ric Pashley, da Universidade Nacional da Austrália, 
conforme noticiou em 19 de fevereiro de 2003 a New Scientist, 
revista norte-americana de divulgação científica.







A importância de misturar água e óleo






Para conseguir a façanha, Pashley colocou água e óleo num recipiente e
 o submeteu a sucessivos congelamentos e descongelamentos, processo pelo
 qual pode-se retirar gás de um líquido. Quando quase todo o gás 
dissolvido na água foi extraído, aconteceu o inacreditável: "A mistura 
ocorreu espontaneamente, formando uma emulsão embaçada. Eu fiquei tão 
surpreso como qualquer pessoa", declarou Pashley. Como costuma acontecer
 nessas ocasiões, para não perder a primazia do feito, ele só divulgou o
 resultado da pesquisa depois de sua publicação numa revista científica 
de renome, o&nbsp;Journal of Physical Chemistry B, vol 107, p 1714.






Ainda é preciso que outros pesquisadores repitam a experiência e 
confirmem o seu resultado, ou seja, que essa mistura efetivamente 
ocorre, nessas condições. Uma vez confirmada, no entanto, as 
conseqüências dessa pesquisa são imprevisíveis - não pelo ineditismo, 
mas por suas implicações científicas.







Qual a importância disso para a ciência?






A impossibilidade da mistura da água e óleo tem justificativas 
solidamente assentadas em princípios físicos e químicos. Se a mistura 
ocorre, restam aos físicos e químicos duas incômodas opções: a primeira 
consiste em buscar uma nova explicação que justifique a mistura e o 
possível erro das explicações anteriores; a segunda opção é encarar a 
possibilidade de haver incorreção em algum dos princípios físicos que 
garantem ser essa mistura impossível. A dramaticidade de qualquer dessas
 duas alternativas está na dificuldade de se imaginar o que pode haver 
de errado. Mal comparando, a confirmar-se a pesquisa de Pashley, os 
cientistas vão se sentir como pais que descobrem uma conduta reprovável 
num filho exemplar e perguntam-se perplexos: "onde foi que erramos?"






Para entender a dificuldade de encontrar esse "onde foi que erramos" 
vamos recorrer a uma síntese de duas explicações atuais para a 
impossibilidade da mistura de água e óleo. A primeira aparece numa das 
citações que encabeçam o texto, do professor Marcelo Brito 
Carneiro Leço. É a explicação mais comum, preferida dos físicos e 
químicos: a impossibilidade da mistura decorre da maior afinidade das 
moléculas da água entre si, resultante da polarização elétrica dessas 
moléculas - o lado do oxigênio é negativo e o lado dos hidrogênios é 
positivo -, em contraposição ao caráter neutro (apolar) das moléculas de
 óleo. Isso faz com que as moléculas de água se atraiam e se agrupem, o 
que "marginaliza" as moléculas de óleo. 






A segunda explicação baseia-se em conceitos de termodinâmica e física
 estatística: água e óleo não se misturam porque a entropia do sistema água
 e óleo não misturados é máxima. Ou seja, a desordem desse sistema 
prevalece por ser maior do que a desordem do sistema água e óleo 
misturados. Explicando melhor: de acordo com a segunda lei da 
termodinâmica, todo fenômeno natural espontâneo tende a atingir um 
estado estatisticamente mais provável -o estado de entropia máxima. É 
por isso que o calor sempre passa do corpo mais quente para o mais frio,
 assim como o perfume de um frasco aberto sempre evapora. O contrário 
não ocorre de forma espontânea porque são estados estatisticamente menos
 prováveis, nos quais a entropia diminui em vez de aumentar. Assim, a 
mistura de água e óleo seria tão improvável como, espontaneamente, o 
calor passar do corpo mais frio para o mais quente, ou o perfume 
difundido no ar condensar-se e voltar ao interior do frasco. 






São explicações de bases conceituais muito sólidas. Para a física, a 
polarização elétrica das moléculas da água é uma certeza quase tão firme
 quanto o princípio da atração e repulsão de cargas elétricas. E ambas 
explicam a forma como se agrupam as moléculas de água e as propriedades 
resultantes, entre as quais os altos pontos de ebulição e fusão da água e
 o aumento de volume ao congelar-se (o que contraria o comportamento da 
maioria das substâncias). De resto, a segunda lei da termodinâmica é um 
dos pilares da física e de toda ciência moderna.






Imaginar que misturar água e óleo abale essas estruturas conceituais 
pode parecer absurdo, mas não é. Foram experimentos igualmente simples 
que provocaram a revolução da física no início do século XX e deram 
origem à física quântica.







O segredo da mistura de água e óleo






A idéia de Pashley, de retirar gases dissolvidos na água para tornar 
possível a sua mistura com o óleo, não foi palpite ou revelação. Há 
muito esse pesquisador estuda o comportamento de substâncias 
hidrofóbicas, ou seja, que não se dissolvem na água, como o óleo. Uma 
das propriedades dessas substâncias, descobertas nesses estudos, é a interação
 hidrofóbica, fenômeno essencial na formação de inúmeras proteínas e
 enzimas. E o óleo é justamente a substância em que a interação 
hidrofóbica é mais notável, pois ocorre a distâncias relativamente 
grandes. 






Na busca de indicações para descrever e explicar essa interação no 
óleo, Pashley passou a examinar amostras de superfícies retiradas de 
misturas, ou melhor, de não-misturas, de água e óleo. Nessas superfícies
 ele descobriu inúmeros pontos semelhantes a bolhas microscópicas que 
não eram água nem óleo. Sabendo que sempre há certa quantidade de gases 
dissolvidos na água exposta ao ar, Pashley supôs que esses pontos 
deveriam ser bolhas microscópicas desses gases, expulsos da água pelo 
óleo. Imaginou que, assim como a interação elétrica entre as moléculas 
polarizadas da água "marginaliza" as moléculas de óleo, obrigando-as a 
agrupar-se na forma de gotas esféricas espalhadas na água, a interação 
hidrofóbica entre as moléculas do óleo deveria "marginalizar" as 
moléculas dos gases dissolvidos na água que, como as do óleo, seriam 
forçadas a se agruparem nessas microbolhas. Um jogo de cão, gato e rato.






Foi para testar essa hipótese e verificar como se comportariam a água
 e o óleo sem os gases dissolvidos que Pashley os extraiu e, para sua 
surpresa, obteve a improvável mistura. Curiosamente, essa mistura 
mostrou-se bastante estável - não mais se desfez, mesmo quando Pashley 
reintroduziu os gases retirados. No jogo do cão, gato e rato, retirado o
 rato, cão e gato se uniriam e passariam a viver em eterna harmonia, 
mesmo com a volta do rato...







O que fazer com essa descoberta?






A reação inicial dos cientistas procurados pela New Scientist 
para opinar sobre essa pesquisa foi de cautela e incredulidade. Embora 
Pashley seja um pesquisador de prestígio na área, ainda se espera que 
outros refaçam seu experimento e confirmem o resultado. Ao que parece, a
 esperança de todos - ou quase todos - é de que tudo tenha sido um 
alarme falso, um equívoco, pois são enormes os desafios conceituais 
propostos pela confirmação desse resultado.






Do ponto de vista tecnológico, porém, essa descoberta apresenta novas
 e promissoras possibilidades. A mistura, ou melhor, a emulsão de água e
 óleo, sempre foi possível com o auxílio de uma substância 
intermediária, chamada de tensoativa. As substâncias tensoativas 
têm uma estrutura molecular que lhes dá afinidade tanto com a água 
quanto com o óleo. O exemplo mais comum é a gema do ovo, substância 
tensoativa que permite uma apreciada emulsão de água e óleo: a maionese.
 Se a técnica resultante dessa pesquisa for confirmada, será possível 
misturar água e óleo sem o auxílio de substâncias tensoativas; ou seja, 
será possível fazer maionese sem gema de ovos. É provável que essa não 
seja uma boa aplicação, mas certamente há outras. Muitos medicamentos, 
cosméticos, alimentos e outros produtos químicos baseados na emulsão de 
água e óleo se beneficiarão com essa nova técnica.






Agora novas pesquisas estão sendo realizadas em laboratórios de todo 
mundo. Se o resultado se confirmar,certamente os cientistas saberão 
enfrentar mais essa armadilha da natureza. E espera-se que os políticos,
 talvez os mais entusiasmados apreciadores desse bordão, encontrem um 
substituto a altura... 


      



Alberto Gaspar(Doutor
 em Educação pela USP, Prof. de Física da Unesp-Guaratinguetá e autor da
 Ática)