Questão 109 — ENEM 2018 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Propriedades Coligativas (Crioscopia)
• ⚡ Nível: Médio — exige ir além do senso comum e aplicar corretamente um conceito coligativo a uma situação do cotidiano.
• 🎯 Tema/Habilidade: Propriedades coligativas — crioscopia; interpretar um fenômeno do dia a dia à luz da Química e descartar explicações intuitivas incorretas.
• 🏆 Gabarito: E — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Qual é a explicação científica correta para o gelo com sal resfriar bebidas mais rápido do que o gelo puro?"
• Palavras-chave decisivas: derretimento do gelo, sal grosso, interpretação equivocada... remover calor
• Armadilha típica: aceitar a ideia de senso comum de que o sal "puxa" calor do gelo por si só — o próprio enunciado já avisa que essa leitura é equivocada, então é preciso buscar o mecanismo termodinâmico real.
• O que a resposta precisa demonstrar: identificar qual grandeza física, alterada pela dissolução do sal, explica por que o sistema gelo + sal atinge temperatura mais baixa que 0 °C e retira mais calor das bebidas.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Propriedades coligativas: dependem apenas do número de partículas de soluto dissolvidas, não da natureza química dele. As quatro clássicas: tonoscopia, ebulioscopia, crioscopia e osmometria.
• Crioscopia: ao dissolver um soluto não volátil em um solvente, a temperatura de fusão/congelamento da solução fica menor que a do solvente puro; quanto mais partículas dissolvidas, maior o abaixamento (ΔT_c).
• Fusão é endotérmica: transformar gelo em líquido exige calor latente de fusão (≈ 334 J/g). Enquanto houver gelo fundindo, ele continua absorvendo energia do ambiente — no caso, das latas e garrafas.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "ocorre o derretimento do gelo com consequente formação de líquido e resfriamento das bebidas" → o resfriamento está ligado ao gelo continuar derretendo — absorvendo calor latente — por mais tempo e em temperaturas mais baixas do que conseguiria sozinho.
• Evidência 2: "interpretação equivocada... relaciona esse efeito à grande capacidade do sal grosso de remover calor" → o enunciado descarta a ideia de o sal "puxar calor" por conta própria, sinalizando que a resposta está numa propriedade física da mistura, não numa ação direta do sal.
• Síntese: o sal se dissolve na fina película de água líquida da superfície do gelo, formando ali uma solução salina que, por efeito coligativo, tem ponto de fusão abaixo de 0 °C — isso permite ao gelo continuar fundindo e absorvendo calor até uma temperatura bem inferior à do gelo puro.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — O que o sal faz ao tocar o gelo

Todo bloco de gelo mantém, na superfície, uma finíssima camada de água em equilíbrio dinâmico com o sólido, o que mantém o sistema a 0 °C. Ao espalhar sal grosso (NaCl), os íons Na⁺ e Cl⁻ se dissolvem nessa água superficial, criando ali uma solução salina — não mais água pura.

Subpasso 4.2 — Deslocamento do ponto de fusão

É o efeito crioscópico: soluções aquosas têm ponto de fusão mais baixo que o da água pura, e o abaixamento é proporcional à concentração de partículas dissolvidas (o NaCl se dissocia em dois íons, i ≈ 2, reforçando o efeito). O novo equilíbrio sólido-líquido só se estabelece em temperaturas negativas — podendo chegar perto de −20 °C em misturas concentradas.

Subpasso 4.3 — Verificação

Com o ponto de fusão abaixo de 0 °C, o gelo continua fundindo — e absorvendo calor latente — até o sistema atingir esse equilíbrio mais frio. É esse "banho" mais gelado que troca calor com mais intensidade com as bebidas, resfriando-as mais rápido do que o gelo puro conseguiria. Corresponde exatamente à alternativa E.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) variação da solubilidade do sal.

❌ Incorreta: a solubilidade descreve quanto sal se dissolve, não o motivo pelo qual a mistura fica mais fria que 0 °C. Não há relação de causa entre solubilidade do soluto e abaixamento de temperatura.

B) alteração da polaridade da água.

❌ Incorreta: a água continua polar antes e depois de dissolver o sal — não existe "mudança de polaridade" do solvente nesse processo.

C) elevação da densidade do líquido.

❌ Incorreta: a densidade da solução até aumenta em relação à água pura, mas é consequência da dissolução do sal, não a causa do resfriamento.

D) modificação da viscosidade do líquido.

❌ Incorreta: a viscosidade pode sofrer pequena alteração, mas não tem relação causal com a capacidade de resfriar as bebidas mais rapidamente.

E) diminuição da temperatura de fusão do líquido.

✅ Correta: efeito coligativo de crioscopia — o sal dissolvido reduz a temperatura de fusão da mistura para abaixo de 0 °C, permitindo que o gelo continue fundindo e absorvendo calor em temperaturas mais baixas, resfriando as bebidas mais rápido.

🏆 Gabarito: E — apenas a diminuição da temperatura de fusão do líquido explica, de forma causal, por que a mistura gelo + sal atinge temperaturas abaixo de 0 °C e resfria as bebidas mais depressa.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: só a alternativa E aponta uma grandeza — a temperatura de fusão — cuja alteração tem relação causal comprovada com o resfriamento observado. As demais citam propriedades reais da solução (solubilidade, densidade, viscosidade) ou um fenômeno inexistente (mudança de polaridade), mas nenhuma explica por que o sistema fica mais frio que 0 °C.
• Padrão de cobrança: o ENEM gosta de testar propriedades coligativas em contextos do cotidiano — degelo de rodovias com sal, radiador de carro com anticongelante, soro fisiológico, conservas em salmoura. A lógica de fundo é sempre a mesma: um soluto dissolvido altera o ponto de fusão ou de ebulição do solvente.
• Generalização: sempre que aparecer "soluto dissolvido mudando a temperatura em que algo congela ou ferve", pense em propriedades coligativas — crioscopia (abaixa o congelamento) ou ebulioscopia (eleva a ebulição).
• Dica de eliminação rápida: quando o enunciado avisa que uma explicação "de senso comum" está errada, ele sinaliza que a resposta certa é um conceito técnico específico. Descarte alternativas sem relação termodinâmica direta (polaridade, densidade, viscosidade) e procure a que fala de mudança de estado físico e temperatura.
• Conexões: mistura frigorífica; degelo de rodovias com sal; radiador de carro com anticongelante; demais propriedades coligativas (tonoscopia, ebulioscopia, osmometria).