O azul do
céu ou o azul do mar tem provocado uma grande quantidade de explicações
provenientes da Física. Não cabe entrar aqui nos detalhes desses sistemas
complexos. Mas interessa à Química a consequência dessas teorias relativas à
interação da luz visível com a matéria. O fenômeno de espalhamento de luz é
muito importante para o estudo de sistemas coloidais. Portanto, as teorias de
espalhamento de luz devem ser conhecidas por quem deseja aprofundar a Química
de Colóides.
Talvez os
sistemas coloidais mais conhecidos sejam a fumaça, o leite, a neblina, a água
turva dos rios Poty e Parnaíba, a clara em neve da cozinheira e os diversos
tipos de espumas. Todos estes sistemas têm em comum o espalhamento de luz que
ocorre
devido a, pelo menos, uma das dimensões geométricas do sistema. É o
conhecimento da Química de Colóides que permite, por exemplo, tratar a turbidez
da água de uma piscina ou da água captada do rio Parnaíba para consumo humano.
O
espalhamento de luz depende do ângulo entre o detector, o centro espalhador
(moléculas ou partículas coloidais) e a fonte de luz. Além disso, os
comprimentos de onda menores são mais espalhados que os maiores. Portanto, o
azul do céu durante
o dia e o
alaranjado ao nascer e ao por do sol são resultantes do mesmo fenômeno de
espalhamento diferencial da luz solar. O que muda é a posição relativa do Sol,
portanto o ângulo que este forma com os centros espalhadores e os observadores
humanos.
A beleza
poética de um pôr do sol é ampliada com a presença de poluentes atmosféricos
como poeira em suspensão e pela fumaça de queimadas, caieiras (preparação de
carvão) ou veículos automotores. Isto ocorre porque o espalhamento se
intensifica com a presença de partículas coloidais suspensas no ar.
Mas será
que existe uma beleza politicamente correta? Que me respondam os artistas!
A medida
da intensidade do espalhamento de uma partícula coloidal no ângulo de 45° deve
ser a mesma do ângulo de 135° se a partícula for perfeitamente esférica.
Portanto, é possível ter informações sobre a forma da partícula pela medida do
espalhamento de luz nestes dois ângulos. Há também medidas de espalhamento
dinâmico de luz, que exigem equipamentos apropriados, mas possibilitam a
obtenção do coeficiente de difusão e do tamanho das partículas coloidais.
As
proteínas são moléculas poliméricas gigantes que têm uma das suas dimensões
dentro da faixa coloidal. Portanto, as proteínas, formam soluções de aspecto
turvo devido ao espalhamento de luz. Esta característica também comum a outras
soluções poliméricas pode ser usada para determinar as massas molares dos
polímeros, naturais e sintéticos, através de medidas de espalhamento de luz.
No estudo
de Química de Colóides é indispensável o estudo sobre espalhamento de radiação
eletromagnética. Além disso, outras áreas da Química também se interessam por
espalhamento de luz para a caracterização química dos seus sistemas como é o
caso de espalhamento Raman, espalhamento de raios-X. Pudesse incluir também o
espalhamento de elétrons e nêutrons se não formos muito rígidos na distinção
entre ondas e partículas.
Palavras-Chaves:
Química de Colóides; Espalhamento de Luz.
Texto de José Machado Moita Neto, do livro crônicas acadêmicas.