Praticamente todos nós já vimos aqueles bibelôs chamados popularmente de “galinhos do tempo” que mudam de cor dependendo do clima. Se ele adquirir uma coloração azul, indica que o tempo está bom, ou seja, não vai chover. Já se ele estiver na cor rosa, indica que a chuva está se aproximando.
Mas qual é o princípio de funcionamento desses enfeites populares?
Bom, a superfície desse pequeno bibelô é impregnada com uma solução que apresenta equilíbrio químico. Normalmente são soluções do cobalto, um metal de transição da família 9 da Tabela Periódica, que tem a capacidade de formar sais ou íon coloridos. Isso acontece:
1º) Em razão do número de ânions que cercam o cátion metálico no arranjo cristalino, que é denominado número de coordenação. Por exemplo, o íon [CoCl4]2-(aq) apresenta cor azul, sendo que o número de coordenação de seu cátion é 4. Já o íon [Co(H2O)6]2+ apresenta cor rosa e seu número de coordenação é igual a 6;
2º) Em razão do grau de hidratação do sal, isto é, a quantidade de moléculas de água cercando o cátion metálico. Citando novamente os dois exemplos acima, o CoCl4]2-(aq) é anidro, já o [Co(H2O)6]2+ é hidratado.
Quando o cloreto de cobalto II (CoCl2) anidro é colocado em solução alcoólica, verifica-se que seu número de coordenação passa de 4 (cor azul) para 6 (cor rosa), conforme mostra a reação abaixo:
Segundo o princípio de Le Chatelier, quando um equilíbrio químico é alterado por um fator externo, ocorre um deslocamento no sentido que anula a alteração. Esses fatores externos podem ser a concentração dos reagentes ou dos produtos, a variação da pressão, da temperatura ou a ação de um catalisador.
No caso da reação acima, é em virtude da variação da umidade relativa do ar ouda temperatura.
Assim, se o tempo estiver seco, a umidade relativa do ar estará baixa, o que fará com que o equilíbrio da reação mostrada se desloque no sentido de minimizar essa falta de água, isto é, é preciso produzir mais moléculas de água e não consumi-las. De tal modo, a reação se deslocará no sentido dos reagentes, ou para a esquerda. Com isso, a concentração do [CoCl4]2-(aq) aumentará, ficando azul.
O mesmo ocorre com o aumento da temperatura em dias quentes: o equilíbrio irá se deslocar no sentido da reação que absorve calor (endotérmica) para equilibrar o sistema, que é também no sentido da reação inversa, no sentido da formação do [CoCl4]2-(aq), também ficando azul e consequentemente nos indicando que o tempo está seco e sem previsão de chuva.
O contrário ocorre quando há muita umidade no ar: a água absorvida do ar fica em excesso no reagente, deslocando a reação para que ela seja consumida, ou seja, desloca o equilíbrio para o sentido da reação direta, de formação do [Co(H2O)6]2+-(aq), que é rosa. Ele também será formado quando a temperatura diminui porque a reação será deslocada no sentido da liberação de calor (reação exotérmica), que é o sentido da esquerda para a direita. Com isso, conclui-se que o sal de cobalto hidratado indica que o tempo está ruim, ou seja, frio e com possibilidades de chuva.