— Samuel, como o sorvete fica tão cremoso sem precisar de máquina? — perguntou Lara ao observar a caixa…

Questão

— Samuel, como o sorvete fica tão cremoso sem precisar de máquina? — perguntou Lara ao observar a caixa térmica improvisada com gelo e sal grosso usada na barraca da feira. Samuel explicou que a mistura de sal e gelo reduz a temperatura do interior do recipiente de 0 °C para cerca de –10 °C, tornando o congelamento do creme mais rápido e uniforme. Ele descreveu que, no nível submicroscópico, os íons de sódio e cloreto se dispersam na película de água ao redor dos cristais de gelo, alterando a organização das moléculas de H2O e exigindo temperaturas mais baixas para sua solidificação. A cada porção preparada, Samuel media o tempo para que o creme atingisse consistência sólida e anotava a diferença entre usar apenas gelo ou gelo com sal. Analise o texto-base e identifique a explicação que relaciona corretamente a mudança de estado observada com o modelo submicroscópico.

1. A) A adição de sal aumenta a energia cinética média das moléculas de água, acelerando sua passagem ao estado sólido.
2. B) O sal reage quimicamente com a água formando compostos que solidificam a mistura a –10 °C.
3. C) Os cristais de gelo incorporam os íons na malha cristalina, tornando o sólido mais estável e diminuindo sua temperatura de fusão.
4. D) A presença dos íons de sódio e cloreto na solução interrompe a rede de ligações de hidrogênio entre moléculas de água, reduzindo seu ponto de congelamento.
5. E) A concentração de sal na água diminui sua pressão de vapor, provocando o congelamento espontâneo a temperaturas mais baixas.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. O fenômeno central é a diminuição do ponto de congelamento de uma solução. Quando o sal é dissolvido na água da película que envolve os cristais de gelo, os íons de sódio e cloreto se espalham entre as moléculas de H2O. Passo 2: Para a água solidificar, as moléculas precisam se organizar em uma rede estável de ligações de hidrogênio. Os íons atrapalham essa organização, porque ficam ao redor das moléculas de água e impedem que elas se aproximem no arranjo regular do sólido. Passo 3: Como a rede ordenada se forma com mais dificuldade, é necessário resfriar mais para que a solidificação ocorra. Por isso o creme chega à consistência sólida mais rapidamente quando a mistura de gelo e sal atinge cerca de –10 °C. Passo 4: Isso corresponde à alternativa D, que relaciona a presença dos íons à interrupção da rede de ligações de hidrogênio e à redução do ponto de congelamento. Passo 5: A alternativa A está errada porque o sal não aumenta a energia cinética das moléculas; ele reduz a temperatura necessária para a solidificação. A alternativa B está errada porque a dissolução do sal é um processo físico, sem formação de novos compostos. A alternativa C está errada porque os íons não se incorporam à malha cristalina do gelo; eles permanecem na película de água líquida. A alternativa E está errada porque a pressão de vapor não explica o congelamento, e o processo não é espontâneo em temperaturas mais baixas sem resfriamento.

💡 Dica: Analise como os íons interferem na estrutura da água e seu ponto de congelamento.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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