Questão 33 do IME 2024

Question

“Amianto” é o nome genérico de muitos minerais fibrosos de silicatos. O amianto mais importante, o crisótilo, é um silicato de magnésio hidratado. O íon silicato do crisótilo é estruturado como linha dupla de tetraedros formados por átomos de Silício (círculos pretos) e de Oxigênio (círculos brancos) como representado na figura abaixo.

Representação esquemática da estrutura de linha dupla de tetraedros de silicato interligados, com átomos de silício indicados por círculos pretos e átomos de oxigênio por círculos brancos nos vértices.

Diante do exposto, a composição geral do íon silicato do crisótilo é:

A
(\ce{SiO4})_n^{4n-}
B
(\ce{Si2O5})_n^{2n-}
C
(\ce{Si2O6})_n^{3n-}
D
(\ce{Si4O11})_n^{6n-}
E
(\ce{Si4O13})_n^{10n-}

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 33 do IME 2024

Prova objetiva · Química

“Amianto” é o nome genérico de muitos minerais fibrosos de silicatos. O amianto mais importante, o crisótilo, é um silicato de magnésio hidratado. O íon silicato do crisótilo é estruturado como linha dupla de tetraedros formados por átomos de Silício (círculos pretos) e de Oxigênio (círculos brancos) como representado na figura abaixo.

Representação esquemática da estrutura de linha dupla de tetraedros de silicato interligados, com átomos de silício indicados por círculos pretos e átomos de oxigênio por círculos brancos nos vértices.

Diante do exposto, a composição geral do íon silicato do crisótilo é:

A
(\ce{SiO4})_n^{4n-}
B
(\ce{Si2O5})_n^{2n-}
C
(\ce{Si2O6})_n^{3n-}
D
(\ce{Si4O11})_n^{6n-}
E
(\ce{Si4O13})_n^{10n-}

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

O crisótilo é um silicato de cadeia dupla (como os anfibólios), e a pergunta é qual a fórmula da unidade que se repete.

Cada tetraedro tem 1 Si no centro e 4 O nos vértices. Cada Si é \ce{Si^{4+}} e cada O é \ce{O^{2-}}. Os oxigênios compartilhados entre dois tetraedros contam como 1/2 para cada um.

Na figura, a linha dupla tem uma fileira de tetraedros em cima e outra embaixo. Os vértices da base de cada tetraedro formam uma linha horizontal. Eles são ligados pelos tetraedros vizinhos e, em alguns pontos, pelos tetraedros da outra fileira.

A unidade que se repete na figura tem 4 Si (2 em cima e 2 embaixo). Contando os oxigênios:

Oxigênios compartilhados entre dois tetraedros da mesma fileira: 1 por par, 2 por fileira, 4 no total.
Oxigênios compartilhados entre as duas fileiras: 2 na unidade.
Oxigênios não compartilhados (o do topo de cada tetraedro, apontando para fora do plano): 4 no total.
Em uma cadeia dupla de anfibólio a contagem é a mesma: 4 Si e 11 O por unidade.

Calculando 4 Si e 11 O:

4(+4)+11(-2)=16-22=-6

A carga da unidade é 6-, então a composição geral é (\ce{Si4O11})_n^{6n-}.

Conferindo pela razão: Si:O = 4:11 é típica de cadeia dupla. A cadeia simples dá \ce{SiO3} (razão 1:3) e o tetraedro isolado dá \ce{SiO4} (razão 1:4).

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

AÉ o tetraedro isolado \ce{SiO4^{4-}}, sem compartilhar oxigênios.
B\ce{Si2O5} é a estrutura em folhas (camadas), com três oxigênios compartilhados por tetraedro.
C\ce{Si2O6} é cadeia simples de piroxênios, não a cadeia dupla.
E\ce{Si4O13} conta oxigênios demais, sem descontar os compartilhados.

Assuntos: silicatos, estrutura de cadeia dupla, cálculo de carga.

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Questão 33 no caderno Prova objetiva do IME 2024

Fonte: IME 2024 · Prova objetiva. Prova oficial ↗