Questão 97 do ENEM 2017 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos entender o que acontece no nível atômico quando certas substâncias são submetidas a altas temperaturas, como a chama de um fogão.

O enunciado descreve uma situação muito comum: a água do cozimento do arroz, que contém sal de cozinha (cloreto de sódio, $\text{NaCl}$), derrama sobre a chama azul do fogão, fazendo com que ela fique amarela.

Esse fenômeno é explicado pelo modelo atômico de Bohr e pelo conceito de transição eletrônica. Vamos entender como isso funciona:

1. Absorção de energia (Excitação): Quando a água com sal cai na chama, a energia térmica do fogo é transferida para os átomos de sódio ($\text{Na}$). Essa energia faz com que os elétrons desses átomos saltem de seus níveis de energia originais (estado fundamental) para níveis de energia mais altos e mais distantes do núcleo. Dizemos que o átomo está em um estado excitado.

2. Emissão de energia (Relaxamento): O estado excitado é muito instável. Rapidamente, os elétrons tendem a retornar aos seus níveis de energia originais. Para que isso aconteça, eles precisam "devolver" a energia extra que haviam absorvido. Essa energia é liberada na forma de luz, ou seja, através da emissão de fótons.

Cada elemento químico possui uma diferença de energia específica entre seus níveis eletrônicos. Por isso, a luz emitida por cada elemento tem uma cor característica, que corresponde a um comprimento de onda específico. No caso do sódio, a energia liberada no retorno dos elétrons corresponde exatamente à luz de cor amarela.

Esse princípio é amplamente utilizado na química em um experimento conhecido como teste de chama, que serve justamente para identificar a presença de certos metais em uma amostra pela cor que eles emitem ao serem aquecidos.

Analisando as alternativas:

• A alternativa A está incorreta porque não ocorre volatilização de gás cloro que justifique a cor.
• A alternativa C e E estão incorretas porque carboidratos e proteínas não são responsáveis por essa emissão de luz amarela intensa e característica.
• A alternativa D está incorreta porque a formação de gás hidrogênio não emite luz amarela.
• A alternativa B descreve perfeitamente o fenômeno: a cor amarela é resultado da emissão de fótons pelo sódio, cujos elétrons foram excitados por causa da chama.

Portanto, a mudança de cor é um fenômeno físico-químico ligado à estrutura eletrônica do sódio.