O consumo exagerado de refrigerantes é preocupante, pois contribui para o aumento de casos de obesidade e
diabetes. Considere dois refrigerantes enlatados, um comum e um diet, e que ambos possuam a mesma quantidade de aditivos, exceto pela presença de açúcar. O refrigerante comum contém basicamente
água carbonatada e grande quantidade de açúcar; já o refrigerante diet tem água carbonatada e adoçantes, cujas massas são muito pequenas.
CAVAGIS, A. D. M.; PEREIRA, E. A.; OLIVEIRA, L. C. Um método simples para avaliar o teor de sacarose e CO2 em refrigerantes. Química Nova na Escola, n. 3, ago. 2014 (adaptado).
Entre as duas versões apresentadas, o refrigerante comum possui
a) maior densidade.
b) menor viscosidade.
c) maior volume de gás dissolvido.
d) menor massa de solutos dissolvidos.
e) maior temperatura de congelamento.
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✍ Resolução Em Texto
Matérias Necessárias para a Solução da Questão
- Química Geral (Propriedades da Matéria: Densidade).
- Físico-Química (Soluções e Propriedades Coligativas).
Tema/Objetivo Geral:
Comparar as propriedades físicas de duas misturas (soluções) com base na quantidade de soluto dissolvido. O foco é a relação entre massa e volume (Densidade).
Nível da Questão:
Fácil.
Justificativa: É um experimento clássico de sala de aula. A relação direta “tem mais açúcar = tem mais massa = é mais denso” é intuitiva e exige apenas a aplicação da fórmula básica da densidade.
Gabarito:
Letra A – maior densidade.
Resumo: O refrigerante comum possui cerca de 30g a 40g de açúcar dissolvido, enquanto o diet possui miligramas de adoçante. Como o volume da lata é o mesmo, a massa extra do açúcar faz a densidade do refrigerante comum ser muito maior.
Resolução Passo a Passo
1️⃣ PASSO 1 – O QUE A QUESTÃO QUER? (O MAPA DA MINA)
A Missão:
Temos duas latas fechadas.
- Lata 1 (Comum): Água + Gás + Muito Açúcar.
- Lata 2 (Diet): Água + Gás + Pouquinho Adoçante.
A pergunta é: Qual propriedade física é MAIOR no refrigerante comum?
A Analogia Central (A Mala de Viagem):
Imagine duas malas de viagem idênticas (mesmo volume).
- Na Mala Comum, você encheu de tijolos (o açúcar).
- Na Mala Diet, você colocou apenas uma pena (o adoçante).
Visualmente, as malas são iguais. Mas se você tentar levantar as duas, vai sentir a diferença na hora. A mala de tijolos é mais pesada. Em física, “mais peso no mesmo espaço” chama-se Densidade.
Nosso Plano de Ataque:
- Comparar a massa dos solutos (Açúcar vs. Adoçante).
- Lembrar da fórmula da Densidade (d = m/v).
- Concluir que mais massa no mesmo volume resulta em maior densidade.
2️⃣ PASSO 2 – DESVENDANDO AS FERRAMENTAS (A CAIXA DE FERRAMENTAS)
Vamos usar a Fórmula da Densidade:
d = m / V
Onde:
- d = Densidade (o quão “compacta” a matéria é).
- m = Massa (quantidade de matéria/peso).
- V = Volume (espaço ocupado, ex: 350 mL).
Comparação:
- Volume (V): Igual para os dois (o tamanho da lata é padrão).
- Massa (m):
- Açúcar (Sacarose): Precisamos de muito açúcar para adoçar (aprox. 35g por lata).
- Adoçante (Aspartame/Ciclamato): Adoça muito mais que o açúcar, então usamos miligramas (mg). A massa é desprezível.
3️⃣ PASSO 3 – INTERPRETAÇÃO GUIADA (MÃO NA MASSA)
Vamos aplicar a lógica.
O texto diz: “O refrigerante comum contém… grande quantidade de açúcar; já o refrigerante diet tem… massas muito pequenas”.
Se o Volume (V) é constante (fixo).
E a Massa (m) do Comum é muito maior que a do Diet.
Matematicamente, o numerador da fração (m) aumentou.
Resultado: A Densidade (d) do refrigerante comum será MAIOR.
Na prática, a densidade do refrigerante comum é maior que 1,0 g/cm³ (afunda na água), enquanto a do diet é muito próxima da água pura ou menor (flutua na água devido à bolsa de gás interna).
🚨 ARMADILHA CLÁSSICA! 🚨
CUIDADO com a Viscosidade (Letra B) e Congelamento (Letra E)!
- Viscosidade: O açúcar deixa o líquido “melado” (xarope). Logo, o comum tem MAIOR viscosidade, e não menor, como diz a alternativa B.
- Congelamento: Mais soluto atrapalha o congelamento (Crioscopia). O açúcar faz o ponto de fusão BAIXAR (precisa ficar mais frio para congelar), e não aumentar.
A Bússola (O Perfil do Culpado):
- Síntese do raciocínio: Mais soluto (açúcar)
→→Mais massa→→Maior densidade. - Expectativa: Buscar “Densidade” ou “Massa”.
4️⃣ PASSO 4 – ALTERNATIVAS COMENTADAS (A AUTÓPSIA)
a) maior densidade.
- Análise: Perfeito. O açúcar adiciona uma massa significativa (cerca de 10% da massa total) sem aumentar o volume na mesma proporção. Isso eleva a densidade da mistura.
- Conclusão: 🟢 Alternativa correta.
b) menor viscosidade.
- Diagnóstico do Erro: Inversão Física.
- Análise: Viscosidade é a resistência ao escoamento (ser “grosso”). Soluções açucaradas são mais viscosas (xaroposas) que a água pura. O diet, que é quase só água, é menos viscoso. O comum é mais viscoso.
- Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.
c) maior volume de gás dissolvido.
- Diagnóstico do Erro: Fator irrelevante/incorreto.
- Análise: A quantidade de gás (carbonatação) é padronizada industrialmente para ser similar em ambos. A presença de açúcar ocupa espaço físico (volume) das moléculas de água, o que na verdade diminui levemente a solubilidade de gases (efeito salting-out), mas não é o fator diferencial principal apontado pelo texto, que foca na massa de solutos.
- Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.
d) menor massa de solutos dissolvidos.
- Diagnóstico do Erro: Contradição com o texto.
- Análise: O texto diz explicitamente que o comum tem “grande quantidade de açúcar”. Açúcar é soluto. Logo, ele tem maior massa de solutos, não menor.
- Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.
e) maior temperatura de congelamento.
- Diagnóstico do Erro: Propriedade Coligativa (Crioscopia).
- Análise: Quanto mais partículas dissolvidas, mais difícil é congelar (a temperatura de congelamento cai). Como o comum tem muito açúcar, ele congela a uma temperatura menor (ex: -2°C) do que o diet (que congela perto de 0°C).
- Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.
5️⃣ PASSO 5 – O GRAND FINALE (APRENDIZAGEM EXPANDIDA)
Açúcar pesa. Beber refrigerante comum é beber um xarope denso, enquanto o diet é praticamente água com cheiro.
Resumo-flash: ⚡
“Açúcar é tijolo, adoçante é pena: o comum afunda (denso), o diet boia (leve).”
🧠 Para ir Além (A Ponte para o Futuro):
Você pode fazer esse teste em casa (ou ver no YouTube): Pegue um balde d’água. Jogue uma lata de Coca-Cola normal e uma de Coca Zero (fechadas).
- A Zero flutua: A densidade total (líquido + alumínio + gás) é levemente menor que a da água.
- A Normal afunda: Os 35g de açúcar aumentam a densidade o suficiente para vencer o empuxo e afundar a lata. Física pura!
