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.
Resposta:
As cores das chamas são determinadas por alguns fatores:
- quantidade de oxigênio
- pelo espectro de corpo negro relativo à sua temperatura, e
- pelo espectro eletrônico dos átomos presentes nela
Veja abaixo cores de chamas diferentes para quantidades diferentes de O2 oxigênio reagindo com o butano. É um fenômeno similar ao que ocorre no fogão.
Quantidade de oxigênio
- válvula de ar fechada (chama amarelada brilhante)
- válvula de ar quase fechada
- válvula de ar semi-aberta
- válvula de ar completamente-aberta (chama azulada)
Espectro eletrônico
A temperatura de chamas nos fogões varia em torno de 1500 K e 2300 K. A energia produzida na combustão pode excitar elétrons. Quando esses elétrons excitados voltam aos estados fundamentais, de menor energia, eles liberam aenergia na forma de radiação eletromagnética (fótons) (LETRA B).
Se a radiação estiver no espectro visível, teremos cores diferentes na chama, por isso teremos mais uma cor na chama quando a água do arroz cai. Isso ocorrerá com o sódio dependendo de até onde seu elétron se excitar.
Algumas dúvidas poderiam surgir:
- O gás de cozinha é composto por hidrocarbonetos parafínicos (geralmente propano e butano), que não reagem com íons Cl-, logo não pode ser a A.
- Os produtos seriam vistos de acordo com o espectro de corpo negro ou espectro eletrônico, logo não pode ser a C.
- Se o gás hidrogênio fosse formado, ele seria rapidamente consumido na queima, logo não pode ser a D.
- Carboidratos e proteínas se oxidariam nessa temperatura, não poderíamos falar em excitação dos átomos, muito menos de proteínas (um conceito físico que nem existe), logo não pode ser a E.
Letra B
