Por que a garrafa de refrigerante explode quando é agitada?

Todo mundo sabe que, quando a gente sacode uma garrafa ou lata de refrigerante e depois a abre, o estrago é certo: a bebida vai se espalhar por todos os lugares.

Mas, diferente do que você pode imaginar, a pressão do gás não aumenta dentro dela. Então por que será que ela explode?

Por que o refrigerante explode quando é agitado?

Embora todo mundo ache que a pressão aumenta quando a garrafa é sacudida, isso não faz muito sentido. A razão disso passa pela física: a garrafa (ou a lata) é um sistema fechado, e a única maneira de aumentar sua pressão é espremê-la em um formato menor, ou então adicionar mais pressão (colocando mais gás para dentro).

Um modo de verificar isso é fazendo um experimento: apertar uma garrafa de plástico com refrigerante, fechá-la, sacudi-la e espremer novamente. Ela vai ficar tão "espremível" quanto antes, ao invés de ficar mais pressurizada e difícil de pressionar. 

A explicação correta é a seguinte: as garrafas e latas de refrigerante são pressurizadas acima da pressão atmosférica, e sua "efervescência" surge do dióxido de carbono que é dissolvido no líquido. 

É isso o que explica Michael W. Crowder, que é professor de química e bioquímica na Universidade de Miami. "A carbonatação envolve a dissolução do gás dióxido de carbono incolor e inodoro (CO2) em um líquido. Quando o dióxido de carbono é adicionado a uma garrafa ou lata selada contendo água, a pressão na garrafa ou lata aumenta, e o dióxido de carbono se dissolve no líquido", disse em entrevista ao portal The Conversation.

"O CO2 acima do líquido e o CO2 dissolvido no líquido atingem o equilíbrio químico. Equilíbrio químico significa essencialmente que a taxa em que o CO2 se dissolve no líquido é igual à taxa em que o CO2 é liberado do líquido. É baseado nas quantidades de CO2 tanto no ar quanto no líquido". Assim, abrir a garrafa acaba fazendo com que a pressão no ar acima do líquido caia para corresponder ao ambiente ao redor. O ácido carbônico (H2CO3) se converte de volta em CO2, e deste modo sobe à superfície.

A velocidade com que o gás escapa

A velocidade com que o gás carbônico sai da garrafa vai variar de acordo com a área de superfície do líquido. Se você despejar o refri diretamente no fundo de um copo, isso acaba aumentando a área de superfície em comparação ao ato de despejá-lo lentamente pelas laterais. Assim, quando isso é feito devagar, o copo retém a efervescência por mais tempo.

Mas quando você agita uma garrafa de refrigerante, o gás dentro da garrafa que está acima do refrigerante se mistura com líquido. Como o líquido já está em saturação máxima, o gás carbônico não consegue mais se dissolver, o que faz com que se forme bolhas que se espalham pela superfície da garrafa.

"Sem agitar, a única superfície exposta é o gargalo da garrafa. Mas se você agitar, as bolhas se dispersam pelo líquido e a área da superfície se torna muito grande, pois cada bolha agora representa uma interface líquido-gás. O dióxido de carbono dissolvido evapora rapidamente em cada bolha, fazendo com que as bolhas se expandam, impulsionando assim o líquido para fora da garrafa como uma espuma", conclui o cientista Joe Schwarcz, que é conhecido por seu trabalho dedicado à aplicação cotidiana da ciência.