How polarity makes water behave strangely - Christina Kleinberg

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TED-Ed


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Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar
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7000
Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Mafalda Ferreira
00:14
How come some insects are able to walk
1
14502
2058
Como é possível que alguns insetos consigam andar na superfície de uma lagoa,
00:16
on the surface of a pond,
2
16560
1575
00:18
but you quickly sink to the bottom
3
18135
1680
quando nós nos afundamos rapidamente se tentamos andar sobre a água?
00:19
when you try to walk on water?
4
19815
1602
00:21
And why do lakes freeze from the top down in winter?
5
21417
3394
Porque é que os lagos congelam de cima para baixo no inverno?
00:24
In a word, the answer to all these questions is polarity.
6
24811
4012
Numa palavra, a resposta a estas perguntas é a polaridade.
00:28
Water is a simple molecule
7
28823
1667
A água é uma molécula simples
00:30
made up of one oxygen atom and two hydrogen atoms,
8
30490
3456
feita de um átomo de oxigénio e dois átomos de hidrogénio,
00:33
but it is essential to life.
9
33946
1916
mas é essencial à vida.
00:35
In fact, water makes up approximately 60%
10
35862
3462
Com efeito, a água constitui cerca de 60%
00:39
of the adult human being's body weight.
11
39324
2630
do peso do corpo de um ser humano adulto.
00:41
The polarity within those water molecules
12
41954
2418
A polaridade nas moléculas da água
00:44
gives this common substance the properties
13
44372
2252
dá a esta substância vulgar
00:46
that make it unique and life-sustaining.
14
46624
2789
as propriedades que a tornam única e sustentam a vida.
00:49
Polarity refers to the unequal sharing
15
49413
2132
A polaridade refere-se a uma partilha desigual
00:51
of electrons within a molecule.
16
51545
2059
de eletrões no interior duma molécula.
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For water, the bonding between the oxygen atom
17
53604
2947
Para a água, a ligação entre o átomo de oxigénio
00:56
and two hydrogen atoms within a single water molecule
18
56551
3084
e os dois átomos de hidrogénio numa simples molécula de água
00:59
is like a tug-of-war between a big, strong football player
19
59635
3385
é como um braço-de-ferro entre um futebolista grande e forte
01:03
and a cute little toddler.
20
63020
2169
e uma criancinha.
01:05
Oxygen is a larger atom,
21
65189
1874
O oxigénio é um átomo maior,
01:07
with more protons in its nucleus than hydrogen.
22
67063
2709
com mais protões no seu núcleo do que o hidrogénio.
01:09
These positive charges are like a person's physical strength.
23
69772
3398
Estas cargas positivas são como a força física duma pessoa.
01:13
They're able to attract
24
73170
1315
Conseguem atrair os eletrões de carga negativa na ligação,
01:14
the negatively charged electrons in the bond,
25
74485
2370
01:16
just like a strong individual is able to overpower
26
76855
2595
tal como um indivíduo forte consegue dominar
01:19
a weaker individual in a tug of war.
27
79450
2571
um indivíduo mais fraco, num braço-de-ferro.
01:22
So, oxygen is able to attract
28
82021
2183
Assim, o oxigénio consegue atrair mais
01:24
more than its fair share of electrons.
29
84204
2919
do que a sua carga justa de eletrões.
01:27
Because hydrogen is smaller and has less strength,
30
87123
3150
Como o hidrogénio é mais pequeno e tem menos força, ou seja, menos protões,
01:30
or fewer protons,
31
90273
1277
01:31
it loses the tug of war
32
91550
1997
perde o braço-de-ferro
01:33
and attracts fewer than its fair share of electrons.
33
93547
3186
e atrai menos do que a sua carga justa de eletrões.
01:36
So, the oxygen in water behaves as though it's negative,
34
96733
2987
Assim, o oxigénio da água porta-se como sendo negativo
01:39
and the hydrogens behave as though they're positive.
35
99720
3419
e os hidrogénios portam-se como se fossem positivos.
01:43
The bonds within a single water molecule
36
103139
2707
As ligações numa simples molécula de água
01:45
are called polar covalent bonds.
37
105846
2317
chamam-se ligações covalentes polares.
01:48
Covalent means that the electrons are shared.
38
108163
2696
"Covalente" significa que os eletrões são partilhados.
01:50
But, as we just learned,
39
110859
2086
Mas, como já aprendemos,
01:52
polar means that these electrons are not shared equally.
40
112945
3332
"polar" significa que esses eletrões não são partilhados de igual modo.
01:56
In water, the oxygen acts negative
41
116277
2661
Na água, o oxigénio age como negativo
01:58
and the hydrogens act positive.
42
118938
2717
e os hidrogénios agem como positivos.
02:01
Since negative and positive attract,
43
121655
2046
Como o negativo e o positivo se atraem,
02:03
that oxygen is attracted to the hydrogen atoms
44
123701
2794
o oxigénio é atraído para os átomos do hidrogénio
02:06
in neighboring water molecules.
45
126495
1654
nas moléculas de água vizinhas.
02:08
A special type of bond forms between water molecules,
46
128149
3783
Forma-se um tipo especial de ligação entre as moléculas de água,
02:11
known as a hydrogen bond.
47
131932
2030
conhecida por ligação de hidrogénio.
02:13
Hydrogen bonds don't just happen in water either.
48
133962
2808
As ligações de hidrogénio também não ocorrem só na água.
02:16
They can form between a water molecule
49
136770
2191
Podem formar-se entre uma molécula de água
02:18
and different substances that are polar or ionic.
50
138961
3509
e diferentes substâncias que são polares ou iónicas.
02:22
Water's ability to stick to itself is called cohesion,
51
142470
3132
A capacidade da água de aderir a si mesma chama-se coesão,
02:25
while water's ability to stick to other substances
52
145602
2721
enquanto a capacidade da água de aderir a outras substâncias
02:28
is called adhesion.
53
148323
2237
chama-se adesão.
02:30
Now, think back to the initial questions.
54
150560
2427
Pensem de novo nas perguntas iniciais.
02:32
First, why are some insects able to walk on water?
55
152987
3916
Primeiro, porque é que alguns insetos conseguem andar na água?
02:36
Surface tension due to hydrogen bonding
56
156903
2668
A tensão superficial devida à ligação do hidrogénio
02:39
creates a thin film on the surface of water
57
159571
2127
cria uma delgada película na superfície da água
02:41
that gives enough resistance
58
161698
1461
que lhe dá resistência suficiente
02:43
for super-light insects to walk on.
59
163159
2427
para os insetos muito leves andarem sobre ela.
02:45
You can't walk on it
60
165586
1183
Nós não conseguimos porque as ligações de hidrogénio não são tão fortes
02:46
because the hydrogen bonds aren't strong enough
61
166769
2036
02:48
to hold you up.
62
168805
1740
que aguentem o nosso peso.
02:50
Why does ice float on top of liquid water?
63
170545
2373
Porque é que o gelo flutua na água líquida?
02:52
For most other substances,
64
172918
1767
Para a maioria das outras substâncias
02:54
the solid state is more dense than the liquid state,
65
174685
3203
o estado sólido é mais denso do que o estado líquido,
02:57
but that is not the case for water!
66
177888
2502
mas isso não acontece com a água!
03:00
Hydrogen bonds keep water molecules
67
180390
2209
As ligações de hidrogénio mantêm as moléculas de água
03:02
farther apart in frozen water than in liquid water.
68
182599
2955
mais separadas na água gelada do que na água líquida.
03:05
The farther apart the molecules are,
69
185554
1964
Quanto mais afastadas estão as moléculas,
03:07
the less dense that solid is.
70
187518
2255
menos denso é esse sólido.
03:09
So ice is about 9% less dense than water,
71
189773
3454
Assim, o gelo é cerca de 9% menos denso que a água,
03:13
which means it floats on the top.
72
193227
2214
o que significa que flutua por cima dela.
03:15
That's why lakes freeze from the top down
73
195441
2502
É por isso que os lagos gelam de cima para baixo
03:17
and aquatic life is able to survive
74
197943
1918
e a vida aquática consegue sobreviver
03:19
through a cold winter every year.
75
199861
2086
durante um inverno frio, todos os anos.
03:21
It is the polarity of the water molecule
76
201947
2709
É a polaridade da molécula da água
03:24
and the resulting hydrogen bonding
77
204656
2251
e a resultante ligação de hidrogénio
03:26
that account for water's unique properties.
78
206907
3089
que são responsáveis pelas propriedades únicas da água.
03:29
So, the reason that water is so special,
79
209996
3131
Assim, a razão por que a água é tão especial
03:33
from inside your cells
80
213127
1313
desde a que há nas nossas células
03:34
to the world's oceans,
81
214440
1437
até aos oceanos mundiais
03:35
is simply because it is a polar molecule.
82
215877
4949
é simplesmente porque é uma molécula polar.
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