Questão de Química — Relações da Química com as Tecnologias, a Sociedade e o Meio Ambiente — CESPE / CEBRASPE 2022

Preparo do café: propriedades coligativas e separação de misturas

Gabarito: letra C. A adição de açúcar e pó de café à água eleva o ponto de ebulição da solução (efeito ebulioscópico), fazendo com que a água demore mais para ferver — por isso o preparo descrito é mais demorado que o método habitual de ferver apenas a água e despejá-la sobre o pó no coador. Essa é a essência da alternativa correta.

A questão explora dois conceitos químicos do cotidiano: as propriedades coligativas (especificamente a ebulioscopia) e os métodos de separação de misturas. Vamos entender cada um.

Propriedades coligativas: a ebulioscopia

Quando adicionamos um soluto não volátil (como açúcar e pó de café) a um solvente (água), a pressão de vapor do solvente diminui. Como consequência, a temperatura necessária para que a pressão de vapor se iguale à pressão atmosférica — ou seja, o ponto de ebulição — aumenta. Esse fenômeno é chamado de efeito ebulioscópico.

A elevação do ponto de ebulição ($\Delta T_e$) é diretamente proporcional à molalidade da solução, conforme a expressão:

onde $K_e$ é a constante ebulioscópica do solvente e $W$ é a molalidade (quantidade de soluto por massa de solvente). Quanto mais soluto dissolvido, maior o $\Delta T_e$ e, portanto, maior o tempo para a água ferver.

No preparo descrito, a água é colocada no fogo junto com açúcar e pó. Isso significa que, desde o início, a água já contém solutos dissolvidos, elevando seu ponto de ebulição. No método habitual, a água ferve pura (a 100 °C ao nível do mar) e só depois entra em contato com o pó no coador — o que não altera o tempo de fervura da água.

Métodos de separação de misturas

O preparo do café envolve a extração (os compostos solúveis do pó são extraídos pela água quente) e a filtração (o coador retém as partículas sólidas do pó, deixando passar o líquido). A decantação não está presente, pois não há separação por diferença de densidade com repouso — o coador faz a separação sólido-líquido diretamente.

Análise das alternativas

Alternativa A — ❌ Incorreta

A quantidade de pó interfere no tempo de preparo. Quanto maior a quantidade de pó (soluto), maior a molalidade da solução e, consequentemente, maior a elevação do ponto de ebulição — a água demora mais para ferver. Além disso, mais pó também pode dificultar a passagem pelo coador, aumentando o tempo de filtração.

Alternativa B — ❌ Incorreta

O modo de preparo altera o sabor do produto. Quando o pó é fervido junto com a água, há maior extração de compostos (inclusive os amargos e adstringentes), resultando em um café mais encorpado e possivelmente mais amargo. No método em que a água quente é despejada sobre o pó no coador, a extração é mais rápida e menos intensa, produzindo um sabor diferente. A temperatura de ebulição também é diferente nos dois métodos, influenciando a extração.

Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Exatamente como explicado: a adição de açúcar e pó à água eleva o ponto de ebulição (ebulioscopia), fazendo com que a água demore mais para ferver. No método habitual, a água ferve pura e mais rapidamente. Portanto, o preparo descrito é mais demorado.

Alternativa D — ❌ Incorreta

A temperatura de ebulição é influenciada pelo modo de preparo. Como vimos, a presença de solutos (açúcar e pó) eleva o ponto de ebulição da água. Além disso, a pressão atmosférica local também influencia — em altitudes maiores, a água ferve a temperaturas menores.

Alternativa E — ❌ Incorreta

No preparo do café, observam-se a extração e a filtração, não a decantação. A decantação é um método de separação baseado na diferença de densidade, em que as fases se separam por repouso (ex.: água e areia). No café, o coador realiza a filtração, retendo as partículas sólidas do pó e deixando passar o líquido extraído.

Gabarito: letra C