A ciência de como funciona o lodo

Você sabe sobre lodo. Você fez isso como um projeto científico ou explodiu a versão natural do seu nariz. Você sabe o que torna o lodo diferente de um líquido comum? Aqui está uma olhada na ciência do que é o lodo, como ele se forma e suas propriedades especiais.

O lodo flui como um líquido, mas, diferentemente dos líquidos familiares (por exemplo, óleo, água), sua capacidade de fluir ou viscosidade, não é constante. Portanto, é um líquido, mas não um líquido comum. Os cientistas chamam um material que altera a viscosidade de fluido não newtoniano. A explicação técnica é que o lodo é um fluido que altera sua capacidade de resistir à deformação de acordo com a tensão de cisalhamento ou tração.

O que isso significa é que, quando você derrama lodo ou o deixa escorrer pelos dedos, ele tem uma baixa viscosidade e flui como um líquido espesso. Quando você aperta um lodo não newtoniano, como obleck, ou bate com o punho, ele se sente duro, como um sólido molhado. Isso ocorre porque a aplicação do estresse aperta as partículas do lodo, dificultando o deslizamento um do outro.

A maioria dos tipos de lodo também são exemplos de polímeros. Polímeros são moléculas feitas pela ligação de cadeias de subunidades.

Uma forma natural de lodo é a mucosa, que consiste principalmente em água, a glicoproteína mucina e sais. A água também é o ingrediente principal em alguns tipos de lodo produzido pelo homem. O clássico lodo de projeto de ciências receita mistura cola, bórax e água. Oobleck é uma mistura de amido e água.

Outros tipos de lodo são principalmente óleos e não água. Exemplos incluem Putty parva e lodo eletroativo.

As especificidades de como um tipo de lodo funciona depende de sua composição química, mas a explicação básica é que os produtos químicos são misturados para formar polímeros. Os polímeros agem como uma rede, com as moléculas deslizando umas contra as outras.

Para um exemplo específico, considere as reações químicas que produzem lodo clássico de cola e bórax:

1. Duas soluções são combinadas para criar lodo clássico. Um deles é cola escolar diluída ou álcool polivinílico na água. A outra solução é bórax (N / D₂B₄O₇.10H₂O) na água.
2. O bórax se dissolve na água em íons sódio, Na⁺e íons tetraborados.
3. Os íons tetraborato reagem com a água para produzir OH^- íons e ácido bórico:
   B₄O₇^2-(aq) + 7 H₂O 4 H₃BO₃(aq) + 2 OH^-aq)
4. O ácido bórico reage com a água para formar íons borato:
   H₃BO₃(aq) + 2 H₂O B (OH)₄^-(aq) + H₃O⁺aq)
5. Ligações de hidrogênio entre o íon borato e os grupos OH das moléculas de álcool polivinílico da cola, ligando-os para formar um novo polímero: o lodo.

O álcool polivinílico reticulado retém muita água, de modo que o lodo é úmido. Você pode ajustar a consistência do lodo controlando a proporção de cola em relação ao bórax. Se você tiver um excesso de cola diluída em comparação com uma solução de bórax, limitará o número de ligações cruzadas que podem se formar e obter uma lama mais fluida. Você também pode ajustar a receita limitando a quantidade de água que você usa. Por exemplo, você pode misturar a solução de bórax diretamente com cola, produzindo um lodo muito rígido.