Em aquários de água marinha, é comum o uso do equipamento chamado “Skimmer”, aparato em que a água recebe uma torrente de bolhas de ar, como representado na figura, levando a matéria orgânica até a superfície, onde pode ser removida. Essa matéria orgânica eliminada é composta por moléculas orgânicas com parte apolar e parte polar, enquanto as bolhas formadas têm caráter apolar.
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Esse aparelho, no entanto, tem rendimento muito menor em aquários de água doce (retira menos quantidade de material orgânico por período de uso).
Considerando que todas as outras condições são mantidas, o menor rendimento desse aparato em água doce do que em água salgada pode ser explicado porque
a polaridade da molécula de água na água doce é maior do que na água salgada, tornando as partes apolares das moléculas orgânicas mais solúveis.
a menor concentração de sais na água doce torna as regiões apolares das moléculas orgânicas mais solúveis do que na água salgada, prejudicando a interação com as bolhas de ar.
a água doce é mais polar do que água salgada por ser mais concentrada em moléculas polares como a do açúcar, levando as partes polares das moléculas orgânicas a interagir mais com a água doce.
a reatividade de matéria orgânica em água salgada é maior do que em água doce, fazendo com que exista uma menor quantidade de material dissolvido para interação com as bolhas de ar.
a concentração de sais na água marinha é maior, o que torna as partes apolares das moléculas orgânicas mais propensas a interagir com os sais dissolvidos, promovendo menor interação com as bolhas de ar.
Resolução
As moléculas orgânicas descritas são anfifílicas: possuem uma parte polar e outra apolar. A parte polar interage bem com a água, que também é polar. Já a parte apolar tem pouca afinidade com a água e pode se associar às bolhas de ar, consideradas apolares no enunciado.
No Skimmer, essas moléculas se acumulam na superfície das bolhas: a parte apolar fica voltada para o ar, enquanto a parte polar permanece em contato com a água. Quando as bolhas sobem, carregam a matéria orgânica até a superfície, onde ela pode ser retirada.
Na água salgada, os íons dos sais atraem moléculas de água, ficando envolvidos por elas: esse processo é chamado de hidratação dos íons. A presença dos sais torna menos favorável a permanência das regiões apolares em contato com a água, diminuindo a solubilidade dessas moléculas orgânicas e favorecendo sua associação às bolhas.
Na água doce, a menor concentração de sais faz com que essas moléculas sejam relativamente mais solúveis do que na água salgada. Isso não significa que a parte apolar passe a ter grande afinidade com a água, mas que sua permanência nela é menos desfavorável. Assim, menos matéria orgânica se associa às bolhas e é transportada para a superfície, o que explica o menor rendimento do aparelho.