Em uma atividade de laboratório, uma garrafa de refrigerante foi mantida fechada a 25 °C até atingir…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade de laboratório, uma garrafa de refrigerante foi mantida fechada a 25 °C até atingir equilíbrio entre o dióxido de carbono dissolvido na bebida e o dióxido de carbono gasoso no espaço acima do líquido. Nessa condição, a pressão interna era de aproximadamente 3,0 atm. Ao abrir a garrafa, a pressão sobre o líquido passou rapidamente para cerca de 1,0 atm, enquanto a temperatura permaneceu praticamente constante. Logo após a abertura, observaram-se a formação de bolhas e a saída de gás. Esse fenômeno pode ser analisado pelo equilíbrio CO2(g) ? CO2(aq), cuja posição depende da pressão do gás sobre o líquido. Considerando as informações do texto-base e o princípio de Le Chatelier, qual é a principal explicação para a saída rápida de gás após a abertura da garrafa?
- A) A redução da pressão de CO₂ sobre o líquido desloca o equilíbrio para a formação de CO₂(g), promovendo a liberação do gás dissolvido.
- B) A abertura faz a água do refrigerante evaporar intensamente, e esse vapor transporta o CO₂ para fora do líquido.
- C) A redução da pressão de CO₂ sobre o líquido desloca o equilíbrio para manter mais CO₂ dissolvido na bebida.
- D) A abertura eleva a temperatura do refrigerante, diminuindo a solubilidade do CO₂ e formando as bolhas observadas.
- E) O contato do refrigerante com o ar transforma quimicamente o CO₂ dissolvido em outra substância gasosa.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique o equilíbrio dado: CO2(g) ⇌ CO2(aq). Ele é um equilíbrio de dissolução do gás na água, cuja posição depende da pressão parcial do CO2 sobre o líquido.
- Analise a variação ocorrida. Com a garrafa fechada, a pressão interna era de cerca de 3,0 atm, e o sistema estava em equilíbrio. Ao abrir, a pressão sobre o líquido caiu para cerca de 1,0 atm, com temperatura praticamente constante. Portanto, houve diminuição da pressão de CO2 sobre o líquido.
- Aplique o princípio de Le Chatelier. Quando se reduz a pressão de um componente gasoso em um equilíbrio, o sistema tende a se deslocar no sentido que produz mais moléculas do gás, para tentar compensar a perturbação. Como o CO2 gasoso está do lado de cá da seta, o equilíbrio desloca-se para a formação de CO2(g), isto é, o gás dissolvido escapa do líquido.
- Conclusão. Esse deslocamento é o que explica a formação de bolhas e a saída rápida de gás logo após a abertura. A alternativa A descreve exatamente isso.
- Por que as outras estão erradas. B: a evaporação intensa da água não é o mecanismo descrito no texto, que trata do equilíbrio do CO2. C: afirma que o equilíbrio se desloca para manter mais CO2 dissolvido, o que contradiz a redução de pressão. D: a temperatura é dita praticamente constante, então não há aumento térmico. E: não há transformação química do CO2 descrita; trata-se de um equilíbrio físico de dissolução.
💡 Dica: Entenda o conceito de equilíbrio químico e o efeito da pressão na solubilidade dos gases.
Alternativa por alternativa
Antes da abertura, a maior pressão interna favorecia a permanência de CO₂ dissolvido. Quando a garrafa é aberta, a pressão de CO₂ sobre o líquido diminui abruptamente. Para compensar essa alteração, o equilíbrio CO₂(g) ⇌ CO₂(aq) desloca-se no sentido de formar mais CO₂ gasoso, que escapa na forma de bolhas. Como a temperatura permaneceu praticamente constante, a mudança de pressão é o fator principal indicado pelo texto.
O aluno imagina que a abertura causa ebulição da água e que o vapor arrasta o CO2 para fora, confundindo a saída do gás dissolvido com a evaporação do solvente.
Por que engana: Confundir a diminuição da pressão com a destruição da massa de CO2, acreditando que o gás é eliminado do sistema.
O aluno inverte o sentido do deslocamento de Le Chatelier, achando que a queda de pressão favorece o CO2 dissolvido, como se o sistema reagisse para conservar o gás no líquido.
O aluno supõe que a abertura aquece o refrigerante, ignorando que o enunciado afirma que a temperatura permaneceu praticamente constante; a solubilidade cai aqui por causa da pressão, não da temperatura.
O aluno interpreta a saída de gás como uma reação química com o ar, sem perceber que o texto trata de um equilíbrio físico de dissolução do mesmo CO2.
Raio-X da questão
equilíbrio químico, solubilidade de gases
avaliacao
equilíbrio químico · solubilidade de gases
Revisar o conceito de equilíbrio químico e a influência da pressão na solubilidade dos gases.
Confundir a diminuição da pressão com a destruição da massa de CO2, acreditando que o gás é eliminado do sistema.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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