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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 16 (Química) do ITA 2011

Química · Química: Polaridade e solubilidade

Texto-base das questões 01 a 20 · Química

Constante de Avogadro = 6,02 \times 10^{23}\text{ mol}^{-1}
Constante de Faraday (F) = 9,65 \times 10^4\text{ C mol}^{-1} = 9,65 \times 10^4\text{ A s mol}^{-1} = 9,65 \times 10^4\text{ J V}^{-1}\text{ mol}^{-1}
Volume molar de gás ideal = 22,4\text{ L (CNTP)}
Carga elementar = 1,602 \times 10^{-19}\text{ C}
Constante dos gases (R) = 8,21 \times 10^{-2}\text{ atm L K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 8,31\text{ J K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 1,98\text{ cal K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 62,4\text{ mm Hg L K}^{-1}\text{ mol}^{-1}
Constante gravitacional (g) = 9,81\text{ m s}^{-2}

DEFINIÇÕES

Pressão de 1\text{ atm} = 760\text{ mmHg} = 101\,325\text{ N m}^{-2} = 760\text{ Torr}

1\text{ J} = 1\text{ N m} = 1\text{ kg m}^2\text{ s}^{-2}

Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0\ ^\circ\text{C} e 760\text{ mmHg}

Condições ambientes: 25\ ^\circ\text{C} e 1\text{ atm}

Condições-padrão: 25\ ^\circ\text{C} e 1\text{ atm} ; concentração das soluções = 1\text{ mol L}^{-1} (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.

(s) = sólido . (\ell) = líquido . (g) = gás . (aq) = aquoso . (CM) = circuito metálico . (conc) = concentrado .

(ua) = unidades arbitrárias . [A] = concentração da espécie química A em \text{mol L}^{-1}.

MASSAS MOLARES

Elemento Químico Número Atômico Massa Molar
(\text{g mol}^{-1})		 Elemento Químico Número Atômico Massa Molar
(\text{g mol}^{-1})
H 1 1,01 Mn 25 54,94
Li 3 6,94 Fe 26 55,85
C 6 12,01 Co 27 58,93
N 7 14,01 Cu 29 63,55
O 8 16,00 Zn 30 65,39
F 9 19,00 As 33 74,92
Ne 10 20,18 Br 35 79,90
Na 11 22,99 Mo 42 95,94
Mg 12 24,30 Sb 51 121,76
Al 13 26,98 I 53 126,90
Si 14 28,08 Ba 56 137,33
S 16 32,07 Pt 78 195,08
Cl 17 35,45 Au 79 196,97
Ca 20 40,08 Hg 80 200,59

Assinale a opção que apresenta a ordem crescente ERRADA de solubilidade em água das substâncias abaixo, nas condições ambientes.

  1. A
    \ce{C5H12} < \ce{C5H11Cl} < \ce{C5H11OH}
  2. B
    \ce{C5H11OH} < \ce{C4H9OH} < \ce{C3H7OH}
  3. C
    \ce{CH4} < \ce{C2H6} < \ce{C2H4O}
  4. D
    \ce{CCl2F2} < \ce{CClF3} < \ce{CF4}
  5. E
    \ce{N2} < \ce{O2} < \ce{NO}
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Resolução comentada

A solubilidade em água depende da capacidade de a substância fazer interações com a água, principalmente ligações de hidrogênio, e do tamanho da parte apolar da molécula. Quanto mais polar a molécula, maior a solubilidade. Quanto maior a cadeia apolar, menor a solubilidade.

(A) O pentano é apolar e quase insolúvel. O cloropentano é polar, mas não faz ligação de hidrogênio com a água. O pentanol faz ligação de hidrogênio pelo grupo \ce{-OH}. A ordem crescente está correta.

(B) Nos álcoois, a cadeia apolar diminui de 5 para 3 carbonos, então a solubilidade aumenta: pentanol < butanol < propanol. A ordem está correta.

(C) O metano e o etano são apolares. O etano é um pouco mais solúvel que o metano, por ser mais polarizável. O óxido de etileno, \ce{C2H4O}, é polar e faz ligação de hidrogênio com a água como aceptor. A ordem está correta.

(D) Os três compostos têm geometria tetraédrica. O \ce{CF4} é totalmente simétrico e apolar, portanto o menos solúvel. O \ce{CClF3} e o \ce{CCl2F2} têm momento de dipolo, e o \ce{CCl2F2} é o mais polarizável. Logo, a ordem crescente correta seria \ce{CF4} < \ce{CClF3} < \ce{CCl2F2}. A ordem apresentada é a inversa, portanto está errada.

(E) O \ce{N2} e o \ce{O2} são apolares, e o \ce{O2} é um pouco mais solúvel. O \ce{NO} é polar e mais solúvel. A ordem está correta.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AOrdem correta: alcano apolar < haleto polar < álcool com ligação de hidrogênio.
  • BOrdem correta: a solubilidade dos álcoois cresce quando a cadeia apolar diminui.
  • COrdem correta: o etano é um pouco mais solúvel que o metano, e o óxido de etileno, polar, é o mais solúvel.
  • EOrdem correta: \ce{N2} < \ce{O2} (apolares), e o \ce{NO} polar é o mais solúvel.

Assunto: Polaridade e solubilidade.

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Fonte: ITA 2011 · Química. Prova oficial ↗