Questão 131 do ENEM 2023 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos analisar a composição dos dois tipos de refrigerante descritos no enunciado e como essa composição afeta suas propriedades físico-químicas.

O enunciado nos diz que ambos os refrigerantes (comum e diet) possuem a mesma quantidade de aditivos e água carbonatada. A única diferença significativa entre eles é o tipo e a quantidade de substância usada para adoçar:

• Refrigerante comum: contém uma grande quantidade de açúcar (sacarose).
• Refrigerante diet: contém adoçantes artificiais, cujas massas adicionadas são muito pequenas.

Como estamos comparando latas de refrigerante, o volume ($V$) ocupado pelo líquido é o mesmo em ambos os casos. No entanto, a massa total ($m$) do refrigerante comum será consideravelmente maior do que a do refrigerante diet, justamente por causa da grande quantidade de açúcar dissolvido.

A densidade ($d$) de uma solução é dada pela razão entre a sua massa e o seu volume:

$d = \frac{m}{V}$

Como o volume ($V$) é constante para as duas latas e a massa ($m$) do refrigerante comum é maior, a sua densidade também será maior. É por isso que, em um experimento clássico de feira de ciências, uma lata de refrigerante comum afunda quando colocada em um recipiente com água, enquanto a lata de refrigerante diet flutua.

Vamos analisar rapidamente por que as outras alternativas estão incorretas:

• Viscosidade: A presença de uma grande quantidade de açúcar dissolvido aumenta a interação entre as moléculas, tornando o refrigerante comum mais viscoso, e não menos.
• Massa de solutos dissolvidos: O refrigerante comum possui uma maior massa de solutos (açúcar), e não menor.
• Temperatura de congelamento: Pelo estudo das propriedades coligativas (crioscopia), sabemos que a adição de um soluto não volátil a um solvente diminui a sua temperatura de congelamento. Como o refrigerante comum tem mais partículas de soluto dissolvidas, sua temperatura de congelamento será menor que a do diet.