Um experimento simples, que pode ser realizado com materiais encontrados em casa, é realizado da seguinte forma: adiciona-se um volume de etanol em um copo de vidro e, em seguida, uma folha de papel. Com o passar do tempo, observa-se um comportamento peculiar: o etanol se desloca sobre a superfície do papel, superando a gravidade que o atrai no sentido oposto, como mostra a imagem. Para parte dos estudantes, isso ocorre por causa da absorção do líquido pelo papel.
Do ponto de vista científico, o que explica o movimento do líquido é a
A) evaporação do líquido.
B) diferença de densidades.
C) reação química com o papel.
D) capilaridade nos poros do papel.
E) resistência ao escoamento do líquido.
Resolução em Texto
Matérias Necessárias para a Solução da Questão:
- Físico-Química, Interações Intermoleculares.
Nível da Questão: Fácil.
Gabarito: ✅ Alternativa D.
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
📌 Análise do Comando
A questão descreve um experimento onde um líquido (etanol) se desloca para cima ao entrar em contato com um papel de filtro, contrariando a ação da gravidade. O objetivo é entender qual fenômeno científico explica esse movimento do líquido no papel.
📌 Palavras-chave
- Deslocamento do etanol (movimento do líquido no papel).
- Superação da gravidade (o líquido sobe sem intervenção externa).
- Absorção pelo papel (a interação entre o etanol e o papel).
📌 Objetivo
Identificar qual fenômeno físico explica o movimento do líquido sem intervenção externa.
⚠ Dica Geral
Sempre que um líquido se move por pequenos espaços em um material poroso, isso pode estar relacionado à capilaridade, fenômeno que ocorre devido à interação entre o líquido e a superfície sólida.
Passo 2: Explicação de Conceitos Necessários
🔹 O que é Capilaridade?
- A capilaridade ocorre quando um líquido se desloca através de espaços pequenos dentro de um material sólido poroso, sem a necessidade de aplicação de força externa.
- Esse fenômeno acontece devido a duas forças principais:
✔ Força de adesão → Interação entre as moléculas do líquido e as do sólido.
✔ Força de coesão → Interação entre as próprias moléculas do líquido.
🔹 Como o Etanol se Move no Papel?
- O papel é feito de celulose, uma substância porosa que permite a absorção de líquidos.
- A celulose contém grupos hidroxila (-OH), que estabelecem ligações de hidrogênio com o etanol.
- Essas interações fazem com que o etanol suba pelos poros do papel, sem precisar de forças externas.
🔹 Relação com a Cromatografia em Papel
- Esse fenômeno é usado na técnica de cromatografia em papel, onde os componentes de uma mistura se separam conforme são arrastados pela fase móvel (etanol) na fase estacionária (papel).
Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
🔹 O que o experimento demonstra?
- O etanol se move contra a gravidade, subindo no papel.
- Esse fenômeno acontece sem aplicação de força externa.
🔹 O que a questão pede?
- A explicação científica para o movimento do líquido.
🔹 Qual conceito se aplica?
- A capilaridade explica o movimento do líquido dentro dos pequenos poros do papel, sem intervenção externa.
Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio e Cálculos
✔ Passo 1: O Papel e a Absorção de Líquidos
- O papel é poroso, permitindo a penetração de líquidos.
- Ele contém celulose, cujas moléculas possuem grupos hidroxila (-OH).
✔ Passo 2: Interação entre o Etanol e o Papel
- O etanol forma ligações de hidrogênio com os grupos hidroxila da celulose.
- Essas interações facilitam o deslocamento do líquido pelo papel.
✔ Passo 3: Explicação do Fenômeno de Capilaridade
- A força de adesão entre as moléculas do líquido e do sólido permite que o etanol suba pelos poros do papel.
- A força de coesão mantém as moléculas do líquido unidas, garantindo a continuidade do movimento.
✔ Passo 4: Conclusão Lógica
- O fenômeno capilaridade explica o deslocamento do etanol no papel.
Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução
✅ Alternativa D) “Capilaridade nos poros do papel.”
✔ O fenômeno responsável pelo deslocamento do líquido é a capilaridade, que ocorre devido à interação entre as moléculas do etanol e os poros do papel.
❌ Alternativa A) “Evaporação do líquido.”
- A evaporação ocorre quando o líquido passa para o estado gasoso, o que não justifica o deslocamento do etanol pelo papel.
❌ Alternativa B) “Diferença de densidades.”
- A densidade influencia a flutuação de substâncias, mas não explica o movimento do líquido para cima no papel.
❌ Alternativa C) “Reação química com o papel.”
- O etanol não reage quimicamente com o papel, apenas interage fisicamente.
❌ Alternativa E) “Resistência ao escoamento do líquido.”
- Resistência ao escoamento refere-se à viscosidade, mas não explica o fenômeno observado.
Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
✅ Conclusão:
O deslocamento do etanol no papel ocorre devido ao fenômeno da capilaridade, que permite que líquidos se movam em materiais porosos devido às forças de adesão e coesão.
🔍 Resumo Final:
- O etanol sobe no papel sem força externa, o que indica um fenômeno físico.
- A capilaridade é o fenômeno responsável pelo deslocamento do líquido em materiais porosos.
- O papel contém celulose, que interage com o etanol por ligações de hidrogênio.
- Alternativas que mencionam evaporação, densidade ou reações químicas estão incorretas.
- A alternativa correta é D) Capilaridade nos poros do papel.
