Um fato corriqueiro ao se cozinhar arroz é o derramamento de parte da água de cozimento sobre a chama azul do fogo, mudando-a para uma chama amarela. Essa mudança de cor pode suscitar interpretações diversas, relacionadas às substâncias presentes na água de cozimento. Além do sal de cozinha (NaCl), nela se encontram carboidratos, proteínas e sais minerais.
Cientificamente, sabe-se que essa mudança de cor da chama ocorre pela
A) reação do gás de cozinha com o sal, volatilizando gás cloro.
B) emissão de fótons pelo sódio, excitado por causa da chama.
C) produção de derivado amarelo, pela reação com o carboidrato.
D) reação do gás de cozinha com a água, formando gás hidrogênio.
E) excitação das moléculas de proteínas, com formação de luz amarela.
Resolução em texto
Matérias Necessárias para a Solução da Questão: Bioquímica, Química Geral (aplicada à Biologia)
Nível da Questão: Fácil
Gabarito: B
Tema/Objetivo Geral (Opcional): Entender por que a chama muda de cor em contato com substâncias presentes na água de cozimento, relacionando esse fenômeno à excitação eletrônica do sódio.
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
- 📌 Retomar o Comando da Questão
“Quando a água do cozimento (com sal de cozinha) escorre sobre a chama, a cor azul se torna amarela. Por que isso ocorre?” - 📌 Explicação Detalhada
O enunciado menciona sal (NaCl) e outras substâncias (carboidratos, proteínas, sais minerais) presentes na água de cozimento. Pede-se para identificar qual delas causa a cor amarela na chama. - 📌 Identificação de Palavras-chave
- “Sal de cozinha (NaCl)”
- “Mudança de cor da chama (azul → amarela)”
- “Interpretações diversas”
- 📌 Definição do Objetivo
Determinar a substância e o mecanismo que explicam a mudança de cor da chama para amarela, relacionando-a ao sódio e à emissão de fótons.
➡ “Agora que o comando foi analisado e o objetivo definido, vamos abordar os conceitos e conteúdos necessários.”
Passo 2: Explicação de Conceitos Necessários
- 📌 Conceitos Teóricos Essenciais
- Estrutura eletrônica e emissão de luz: Quando elétrons de um átomo recebem energia, podem saltar para níveis mais externos. Ao voltarem ao nível fundamental, liberam essa energia em forma de luz.
- Sódio (Na⁺): Na chama, o sódio emite luz amarela (em torno de 589 nm), característica do seu espectro de emissão.
- 📌 Definições Importantes
- Fóton: Partícula de luz emitida quando elétrons retornam ao estado fundamental.
- Cor da chama: Determinada pelo elemento químico que está sendo excitado.
➡ “Com esses conceitos estabelecidos, prossigamos para a interpretação do texto da questão.”
Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
- 📌 Análise do Contexto
No cozimento do arroz, o sal (NaCl) está presente. Ao cair na chama, o sódio é aquecido e passa a emitir luz amarela. - 📌 Identificação de Frases-chave
- “…muda a cor da chama para amarela.”
- “…substâncias presentes na água de cozimento.”
- 📌 Relação com o Conteúdo Biológico
Embora seja um fenômeno químico, ele se relaciona à biologia no sentido de que o sal é essencial na alimentação, e esse fato demonstra como sais minerais (como NaCl) podem alterar propriedades físicas (cor da chama).
➡ “Agora que o texto foi interpretado, vamos desenvolver o raciocínio para a resolução completa.”
Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio
- 📌 Resolução Completa
- A chama azul do fogão se deve à combustão completa do gás de cozinha.
- Quando a água com sal cai sobre a chama, íons Na⁺ se vaporizam.
- Ao receber energia térmica, elétrons do sódio se excitam, indo para níveis de energia superiores.
- Quando retornam ao estado fundamental, emitem fótons na região do espectro visível, produzindo a cor amarela típica do sódio.
- 📌 Explicação da Lógica Biológica
✔ Não é reação do gás com carboidratos ou proteínas que gera cor amarela.
✔ O efeito é característico do sódio: sua linha de emissão amarela.
✔ Esse fenômeno é explorado em testes de chama para identificar metais.
➡ “Agora que o raciocínio está desenvolvido, analisemos as alternativas apresentadas.”
Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução
- 📌 Reescrita das Alternativas
A) Reação do gás de cozinha com sal, volatilizando gás cloro.
B) Emissão de fótons pelo sódio, excitado pela chama.
C) Produção de derivado amarelo pela reação com carboidrato.
D) Reação do gás de cozinha com água, formando gás hidrogênio.
E) Excitação de moléculas de proteínas, formando luz amarela. - ✅ Justificativa da Alternativa Correta
(B) Emissão de fótons pelo sódio, excitado pela chama: É exatamente o que ocorre. O sódio, ao ser aquecido, emite luz amarela por transição eletrônica. - ❌ Análise das Alternativas Incorretas
- (A) Não ocorre volatilização de cloro livre.
- (C) Carboidratos não geram cor amarela típica de chama.
- (D) Gás hidrogênio não é o principal responsável pela cor amarela.
- (E) Proteínas não emitem luz amarela típica.
➡ “Finalmente, vamos concluir a resolução com um resumo e a justificativa final.”
Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
- 📌 Resumo do Raciocínio
A cor amarela surge quando elétrons do sódio são excitados pela chama e, ao retornarem ao estado fundamental, emitem fótons de luz amarela. - 📌 Reafirmação da Alternativa Correta
A resposta correta é B (Emissão de fótons pelo sódio, excitado pela chama). - 🔍 Resumo Final
A mudança de cor ocorre porque o sódio, presente no sal de cozinha, ao ser aquecido, emite luz amarela característica, resultando na chama amarelada.
