Questão 62 do ENEM 2010 — Ciências da Natureza

Para entender o que acontece quando abrimos um refrigerante, precisamos analisar a situação do ponto de vista do Princípio de Le Chatelier, que rege os equilíbrios químicos.

Dentro da garrafa fechada, o refrigerante encontra-se sob alta pressão. Essa alta pressão mantém uma grande quantidade de gás carbônico ($\text{CO}_2$) dissolvido no líquido, formando o ácido carbônico ($\text{H}_2\text{CO}_3$), conforme a equação fornecida:

$\text{CO}_{2(g)} + \text{H}_2\text{O}_{(l)} \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_{3(aq)}$

Quando abrimos a garrafa, a pressão interna cai bruscamente, igualando-se à pressão atmosférica. De acordo com o Princípio de Le Chatelier, quando um sistema em equilíbrio sofre uma perturbação, ele se desloca no sentido de minimizar essa perturbação. Neste caso, a diminuição da pressão faz com que o equilíbrio se desloque para o lado que apresenta o maior volume gasoso.

Observando a equação, vemos que há $1$ mol de gás no lado dos reagentes ($\text{CO}_{2(g)}$) e nenhum gás no lado dos produtos. Portanto, a queda de pressão desloca o equilíbrio para a esquerda, favorecendo a decomposição do ácido carbônico em água e gás carbônico.

Esse deslocamento rápido gera uma grande quantidade de bolhas de $\text{CO}_{2(g)}$ que sobem rapidamente para a superfície, muitas vezes arrastando parte do líquido para fora da garrafa (o vazamento descrito no enunciado). A consequência direta dessa alteração do equilíbrio é, portanto, a liberação de $\text{CO}_2$ para o ambiente.

Analisando as outras alternativas:

• A pressão interna não se eleva (alternativa C), ela diminui ao abrir a garrafa.
• A concentração de $\text{CO}_2$ no líquido diminui, pois ele escapa na forma de gás (alternativa D).
• A quantidade de água formada é insignificante em relação ao volume total de água já presente no refrigerante (alternativa E).