A filtração em carvão é uma das mais antigas formas de purificação de água. O carvão ativado, diferentemente do carvão comum, é útil para ser empregado na remoção de material orgânico, cloro e outros contaminantes. Essa capacidade decorre de suas propriedades de adsorção. A origem do material utilizado para produzir o carvão ativado pode influenciar sua porosidade e, consequentemente, interferir na capacidade do material de remover impurezas. Na figura, é ilustrada esquematicamente a diferença entre as estruturas físicas do carvão comum e do carvão ativado.
CORRÊA, M. A. Cosmetologia: ciência e técnica. São Paulo: Medfarma, 2012 (adaptado).
Qual característica do carvão ativado explica a sua maior eficiência nesse processo?
A) Massa.
B) Dureza.
C) Densidade.
D) Superfície.
E) Condutividade.
Resolução Em Texto
Matérias Necessárias para a Solução da Questão:
- Interpretação de Texto e Imagem
- Propriedades da Matéria (Superfície de Contato)
- Fenômenos de Superfície (Adsorção)
Tema/Objetivo Geral: Relacionar a estrutura física de um material (carvão ativado) com sua função (capacidade de adsorção).
Nível da Questão: Fácil.
- Detalhe: A questão é classificada como fácil porque a resposta pode ser deduzida diretamente da análise combinada do texto e da imagem fornecidos. O enunciado explica o processo de adsorção e a figura ilustra a diferença estrutural que causa a maior eficiência, exigindo do candidato uma conexão lógica direta em vez de conhecimento prévio complexo.
Gabarito: D) Superfície.
- Explicação Resumida: Esta é a resposta correta porque a imagem e o texto deixam claro que o processo de “ativação” do carvão cria uma imensa rede de poros, o que aumenta drasticamente sua área de superfície total, permitindo que muito mais impurezas “grudem” nela.
PASSO 1 – O QUE A QUESTÃO QUER? (O MAPA DA MINA)
Decodificação do Objetivo: Vamos direto ao ponto. A pergunta é: “Olhando para o desenho e lendo o texto, por que diabos o ‘carvão ativado’ é tão melhor para limpar a água do que o ‘carvão comum’?”
Simplificação Radical (A Analogia Central): Para a ideia ficar cristalina, pense comigo. Imagine que você tem que secar uma poça de água com uma folha de papel toalha. Se você usar a folha esticada, ela vai absorver uma certa quantidade de água. Agora, se você pegar a mesma folha e amassar bem, criando um monte de pequenas dobras e vincos, e depois abrir um pouco, ela vai conseguir “segurar” muito mais água. O carvão ativado é a folha de papel toda amassada e cheia de dobras. O processo de ativação cria essas “dobras” em nível microscópico. É genial!
Plano de Ataque (O Roteiro da Investigação): Nosso plano de investigação será direto e focado nas evidências:
- Interrogar a Testemunha Escrita: Vamos extrair as palavras-chave do texto do enunciado.
- Analisar a Cena do Crime: Vamos examinar a imagem, comparando as duas “versões” do carvão.
- Conectar as Pistas: Vamos juntar as informações do texto e da imagem para construir um caso sólido, definindo o perfil da resposta correta.
PASSO 2 – DESVENDANDO AS FERRAMENTAS (A CAIXA DE FERRAMENTAS)
Beleza, vamos com calma aqui, porque este passo é o coração da questão. Se a gente dominar os conceitos aqui, o resto fica fácil. Vamos abrir nosso kit de detetive e entender as ferramentas que vão solucionar o caso.
- Diálogo Mentor-Aluno: Desvendando o Superpoder do Carvão
- Aluno: “Professor, o texto fala em ‘adsorção’. Qual é a diferença disso para ‘absorção’? Parece a mesma coisa!”
- Mentor: “Excelente pergunta! É a primeira e mais importante distinção. Confundir isso é cair na primeira armadilha. Vamos resolver isso de uma vez por todas:”
- Absorção (com B): Pense numa baita esponja. Quando você a coloca na água, a água entra PARA DENTRO da estrutura, preenchendo o volume dela. É um fenômeno de volume.
- Adsorção (com D): Agora, pense na poeira grudando na tela da sua TV. A poeira não entra no vidro, ela fica presa DO LADO DE FORA, na superfície. É um fenômeno de superfície!
- Mentor: “O carvão ativado é um mestre da adsorção. Ele age como uma fita adesiva molecular, fazendo as impurezas grudarem na sua superfície. Então, o jogo todo acontece na superfície.”
- Aluno: “Entendi! Mas como um pedacinho de carvão pode ter tanta superfície assim?”
- Mentor: “Essa é a pergunta de um milhão de dólares! É aí que entra o conceito brutalmente importante de SUPERFÍCIE DE CONTATO. Pense num tijolo inteiro. Ele tem 6 lados, certo? Essa é a superfície de contato dele. Agora, e se a gente pegar esse mesmo tijolo e quebrar em mil pedacinhos de areia? A quantidade de matéria é a mesma, mas se a gente somar a área da superfície de todos os grãozinhos, ela será gigantescamente maior que a do tijolo original.”
- Mentor: “O processo de ‘ativar’ o carvão é exatamente isso! Ele pega uma estrutura ‘lisa’ e a transforma num labirinto de túneis e cavernas microscópicas (os poros). Por fora, o tamanho é o mesmo, mas a área de superfície interna se torna absurda. Estamos falando de algo tão vasto que um grama de carvão ativado pode ter a área de um campo de futebol. É incrível!”
- Conclusão Investigativa (A Regra de Ouro): Com isso, a gente define uma regra que vai matar a questão: se a adsorção é a arma do carvão, e ela só funciona na superfície, então a eficiência dele depende diretamente do tamanho dessa superfície. Mais poros = Mais superfície de contato = Mais poder de ‘grudar’ impurezas.
PASSO 3 – INTERPRETAÇÃO GUIADA (MÃO NA MASSA)
Show! Com a nossa “Regra de Ouro” em mãos, vamos voltar à cena do crime e aplicar esse conhecimento às provas que a questão nos deu.
- Prova A: A Testemunha Escrita (O Texto)
- O texto é um informante! Ele nos dá duas pistas de bandeja:
- Usa a palavra “adsorção”. Bingo! A gente já sabe que isso grita “SUPERFÍCIE!”.
- Usa a palavra “porosidade”. Jackpot! A banca está praticamente nos dizendo: “Olhem para os poros, é aí que está o segredo!”.
- O texto é um informante! Ele nos dá duas pistas de bandeja:
- Prova B: A Análise Forense (A Imagem)
- Agora, a parte mais legal. Vamos analisar a imagem como um perito.
- O Carvão Comum: Olhe para ele. É quase decepcionante. Uma bolinha lisa, com alguns poros grandes e perdidos lá dentro. A superfície de contato dele? Basicamente a casca externa. É um soldado com uma armadura lisa.
- O Carvão Ativado: Nossa! Agora sim! Isso aqui é um caos glorioso! A superfície externa é toda irregular, cheia de crateras. Mas o verdadeiro show está por dentro. A legenda nos entrega: macroporos, mesoporos e a joia da coroa, os microporos. Não é só um soldado, é uma fortaleza cheia de túneis, salas e esconderijos. É aqui que a mágica acontece! Cada um desses poros minúsculos aumenta a área de superfície de uma forma que a gente nem consegue imaginar.
- 🚨 ARMADILHA CLÁSSICA! 🚨
CUIDADO! É aqui que o detetive amador escorrega. Ele olha os poros e pensa: “Ah, se tem mais buracos, é menos denso!”. E está certo, ele é menos denso! Mas e daí? A densidade ser menor é uma consequência de ter mais poros, não é a causa da sua eficiência. A pergunta é sobre a causa, o motivo, a razão pela qual ele é um filtro tão bom. E a razão é o que os poros criam: uma superfície gigantesca para a adsorção acontecer. Não confunda o efeito com a causa! - A Bússola (O Veredito)
- Síntese do raciocínio: O caso está praticamente encerrado. O texto nos apontou para “adsorção” e “poros”. A imagem nos mostrou, sem deixar sombra de dúvida, que o processo de ativação cria uma rede de poros que aumenta a superfície de forma brutal. E é nessa superfície que a mágica da limpeza acontece.
- Expectativa: A resposta correta TEM que ser “Superfície”. Não há outra possibilidade lógica.
PASSO 4 – ALTERNATIVAS COMENTADAS (A AUTÓPSIA)
Vamos confrontar nossa expectativa com os suspeitos.
- A) Massa.
- A “Narrativa do Erro”: A imagem mostra partículas de tamanho parecido. A massa não tem nada a ver com a história.
- O “Diagnóstico do Erro”: Fuga ao Tema. Próximo!
- Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
- B) Dureza.
- A “Narrativa do Erro”: Dureza? Resistência a risco? Sério?
- O “Diagnóstico do Erro”: Fuga ao Tema.
- Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
- C) Densidade.
- A “Narrativa do Erro”: Aaaah, a casca de banana! O candidato caiu na armadilha de confundir a consequência (ser menos denso) com a causa da eficiência (ter mais superfície).
- O “Diagnóstico do Erro”: Confundir Causa com Consequência.
- Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
- D) Superfície.
- Análise de Correspondência: Bingo! É essa! Encaixa perfeitamente na nossa investigação. A área de superfície, aumentada brutalmente pelos poros, é a característica que explica a maior eficiência.
- Conclusão: ✔️ Alternativa correta.
- E) Condutividade.
- A “Narrativa do Erro”: Conduzir eletricidade? Não estamos montando um circuito, estamos limpando água.
- O “Diagnóstico do Erro”: Fuga ao Tema.
- Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
PASSO 5 – O GRAND FINALE (APRENDIZAGEM EXPANDIDA)
Frase de Fechamento: Caso encerrado! A resposta correta é D) Superfície. O segredo do carvão ativado não é mágico, é geométrico: ele cria uma área de superfície interna gigantesca para que as impurezas tenham onde “grudar”.
Resumo-flash (A Imagem Mental): Carvão ativado é como um hotel com infinitos quartos (poros): por fora parece pequeno, mas por dentro pode hospedar milhões de impurezas (na sua superfície).
Para ir Além (A Ponte para o Futuro): Pensa que isso é só sobre carvão? Que nada! O mesmo princípio de maximizar a superfície de contato para aumentar a eficiência é a base da nanotecnologia. Ao criar materiais em escala minúscula, os cientistas conseguem uma razão superfície/volume absurda. É por isso que nanopartículas de ouro têm propriedades que o ouro em barra nem sonha em ter. Eles não mudaram o material, apenas aumentaram brutalmente sua superfície de contato com o mundo. É incrível!