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Cores complementares, Goethe, Monet e fluorescência: a complexidade escondida no sabão de lavar roupas

Produtos de consumo hoje em dia podem conter uma grande variedade de substâncias químicas diferentes. Isso já é bem conhecido no caso dos alimentos altamente processados, que possuem dezenas de ingredientes. Por isso eu prefiro seguir a regra dos 5 ingredientes, ou seja, evitar alimentos com mais de 5 ingredientes; quantos mais ingredientes presentes, mas altamente processado é o produto .

O que pode ser surpreendente é que o sabão de lavar roupa também possui um monte de ingredientes, embora pareça um simples sabão .O sabão puro é constituído de uma única substância (esta é a definição de substância pura). O sabão usado para tomar banho normalmente contém também outras substâncias como corantes e perfumes, e possivelmente algo mais como um hidratante. No caso do sabão de lavar roupas a coisa vai muito além. Eles possuem diversas classes de substâncias, incluindo enzimas para digerir manchas de substâncias orgânicas (por isso em outros países este deve ser usado em água quente ou morna para máxima eficiência).Estas são descritas neste outro ensaio. Aqui eu vou focar na classe de substâncias que é aquela cuja função é iludir: branqueadores ópticos. O que é isso?

Vou explicar primeiro o que não é isso. A água sanitária e a água oxigenada, por exemplo, não são branqueadores ópticos e sim branqueadores químicos. Por serem substâncias fortemente oxidantes, elas destroem as ligações duplas em moléculas de pigmentos fazendo com que estes percam a capacidade de absorver luz e portanto deixam de ser pigmentos (a molécula de pigmento absorve apenas luz de determinadas cores, conforme explicado mais abaixo). Isso é considerado limpeza, embora esteja relacionada mais ao aspecto estético, já que o sabão que faz a limpeza propriamente dita, levando a sujeira embora. Em resumo, uma reação química produz a cor branca.

Mas o que são os branqueadores ópticos? Seu nome sugere que eles não reagem quimicamente com a roupa, o que é verdade . Em inglês são chamados de optical brightening agents (OBAs), fluorescent brightening agents (FBAs), fluorescent whitening agents (FWAs) ou optical brighteners (mais comum). Bright significa brilho. Esse nome alternativo nos ajuda a entender o que se passa: a roupa quando iluminada brilha e emite luz de cor branca, devido à presença desta substância, mesmo sem estar de fato branca!! Ou seja, trata-se de uma ilusão. Esta substância não produz limpeza. Mas como funciona?

O branqueador óptico não é levado embora juntamente com sabão, sujeiras e demais substâncias durante o enxágue: ele fica retido na roupa! Dessa forma pode fazer seu papel que é fluorescer, ou seja, absorver luz ultravioleta (UV) e reemitir luz de cor azul. Isso é possível porque a luz UV é mais energética que a azul (a diferença em energia entre as duas é transferida na forma de vibrações e rotações moleculares). Esse efeito é devido ao movimento dos elétrons que saltam de uma órbita a outra, e é explicado em mais detalhes aqui.

Os protetores solares também absorvem luz UV, mas nesse caso não queremos fluorescencia. A energia deve ser dissipada de outra maneira, e o mais seguro é na forma de calor.

O envelhecimento da roupa causa o aparecimento de colorações indesejadas, geralmente de cor amarela ou levemente alaranjada. O sabão não é capaz de eliminá-las. A solução foi incluir uma substância que produz luz azul. O amarelo e o azul são cores complementares, o que quer dizer que quando justapostos eles formam a luz branca.
Se a roupa for exposta à luz UV no escuro, se perceberá uma cor azul, invés de branca., pois a cor amarela não será emitida se não houver luz visível no ambiente (apenas luz UV). Nessa situação o azul não poderá formar o branco, e se vê uma luz azul.

Roda de cores - Extraído de Moses Harris,  The Natural System of Colours (1776) - Public domain

Cores complementares

São aquelas em lados opostos da roda de cores. Como exemplo temos o azul e o amarelo, o vermelho e o verde, etc..
Sobrepostos formam o branco, e se colocados próximos (mas não sobrepostos) eles produzem uma sensação de brilho e destaque.
Segundo Goethe, em seu livro Teoria das Cores (1810), "as cores diametralmente opostas são aquelas que reciprocamente se evocam no olho". Sim o mesmo Goethe que ficou famoso como poeta. Ele dedicava-se também à área de percepção humana das cores.
Esse efeito sinergético entre o azul e o amarelo/laranja foi explorado por inúmeros artistas, incluindo Monet e van Gogh:

Monet, Impression, soleil levant - Imagem: Public domain

 

van Gogh ,Starry night- Imagem: Public domain

Como funciona um pigmento

As cores complementares, por exemplo azul e amarelo, se adicionam para formar o branco. Portanto, se removemos o amarelo de uma luz branca, restará a luz azul. Ou seja, um pigmento azul é aquele que absorve a cor a amarela! Da mesma forma pode-se concluir que o pigmento verde é aquele que absorve a luz vermelha. Existem diversos mecanismos físico-químicos que permitem que uma molécula absorva uma ou outra cor. O mais usado por moléculas orgânicas é descrito aqui.

Essa mesma complementaridade azul-amarelo se aplica a como vemos o sol. O sol emite luz em todas as frequências e portanto emite a cor branca. Em contato com a nossa atmosfera a luz azul é espalhada (por ser a que possui maior frequência), dando cor ao céu, e por isso vemos o sol como sendo amarelo ou alaranjado.

Pensemos agora no exemplo do pigmento mais importante que existe : a clorofila. Ela reflete a cor verde e portanto deve absorver o vermelho, ou todos os outros que não sejam o verde. O gráfico abaixo mostra quais tipos de luz (frequências) são absorvidos pela clorofila.

espectro de absorção de luz da clorofila - Imagem: Wikipedia - Public domain

Percebe-se que há um grande pico de absorção no vermelho (e também no violeta) e que a absorção no verde é quase nula. Pode-se pensar na reflexão da luz verde com um desperdício, que é o descarte de luz que poderia ser utilizada em fotossíntese. Esta reflexão é válida e leva à conclusão que as plantas deveriam ser negras!! A cor negra não reflete nenhuma cor, e dessa forma elas teriam mais energia disponível, mas o planeta teria uma aparência muito diferente...

 

Conclusão

O branqueador óptico produz uma cor branca que não existe na realidade ( é uma ilusão), ao produzir luz azul (que se une à amarela das manchas produzindo branco) devido ao efeito de fluorescência.

Neste vídeo mostro a fluorescência em sabões de lavar roupas.

O sabão de lavar roupa possui ainda várias outras classes de substâncias (link artigo outro).

 

Vídeo

 

Veja também o vídeo com demonstração da fluorescência do sabão:

 

 

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