Correção ITA 2027 · PortuguêsAcompanhe a resolução de cada questão da 2ª fase, ao vivoAcompanhar

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 3 (Química) do ITA 2018

Química · Química: Forças intermoleculares

Texto-base das questões 01 a 20 · Química

Constante de Avogadro (\text{N}_\text{A}) = 6{,}02 \times 10^{23}\ \text{mol}^{-1}
Constante de Faraday (F) = 9{,}65 \times 10^4\ \text{C}\ \text{mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\ \text{A}\ \text{s}\ \text{mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\ \text{J}\ \text{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}\ \text{L}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1} = 8{,}31\ \text{J}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1} = 1{,}98\ \text{cal}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1} = 62{,}4\ \text{mmHg}\ \text{L}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1}
Constante gravitacional (g) = 9{,}81\ \text{m}\ \text{s}^{-2}
Constante de Planck (h) = 6{,}626 \times 10^{-34}\ \text{m}^2\ \text{kg}\ \text{s}^{-1}
Velocidade da luz no vácuo = 3{,}0 \times 10^8\ \text{m}\ \text{s}^{-1}
Número de Euler (e) = 2{,}72

DEFINIÇÕES

Pressão: 1\ \text{atm} = 760\ \text{mmHg} = 1{,}01325 \times 10^5\ \text{N}\ \text{m}^{-2} = 760\ \text{Torr} = 1{,}01325\ \text{bar}
Energia: 1\ \text{J} = 1\ \text{N}\ \text{m} = 1\ \text{kg}\ \text{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: 1\ \text{bar}; concentração das soluções = 1\ \text{mol}\ \text{L}^{-1} (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(\text{s}) = \text{sólido}. (\ell) = \text{líquido}. (\text{g}) = \text{gás}. (\text{aq}) = \text{aquoso}. (\text{CM}) = \text{circuito metálico}. (\text{conc}) = \text{concentrado}.
(\text{ua}) = \text{unidades arbitrárias}. [\text{X}] = \text{concentração da espécie química X em mol}\ \text{L}^{-1}

MASSAS MOLARES

Elemento Químico Número Atômico Massa Molar (\text{g}\ \text{mol}^{-1}) Elemento Químico Número Atômico Massa Molar (\text{g}\ \text{mol}^{-1})
H 1 1,01 Fe 26 55,85
He 2 4,00 Cu 29 63,55
C 6 12,01 Zn 30 65,38
N 7 14,01 Br 35 79,90
O 8 16,00 Pt 78 195,08
Na 11 22,99 Pb 82 207,2
S 16 32,06 Ra 88 (não possui isótopos estáveis)
Cl 17 35,45 U 92 238,03
Ca 20 40,08

Entre as substâncias \ce{CH4}, \ce{CH3Cl}, \ce{CH2Br2}, \ce{CH2Cl2}, \ce{CHBr3} e \ce{CBr4},

  1. A
    \ce{CBr4} é a de maior ponto de ebulição.
  2. B
    \ce{CH2Br2} é mais volátil que o \ce{CH2Cl2}.
  3. C
    \ce{CHBr3} tem maior pressão de vapor que o \ce{CH3Cl}.
  4. D
    \ce{CH4} é a de maior força de interação intermolecular.
  5. E
    quatro destas moléculas são apolares.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

Para comparar pontos de ebulição, volatilidade e pressão de vapor, avalie a intensidade das forças intermoleculares. Quanto mais fortes, maior o ponto de ebulição, menor a volatilidade e menor a pressão de vapor. Em moléculas de tamanho parecido, pesa a polaridade (dipolo-dipolo). Em moléculas com muitos elétrons, como as bromadas, pesa a polarizabilidade (dipolo induzido), que cresce com a massa molar e com o tamanho da nuvem eletrônica.

Análise de cada afirmação:

  • \ce{CBr4} é apolar (tetraédrica simétrica), mas tem massa molar de cerca de 331{,}6\ \text{g/mol} e a nuvem eletrônica mais polarizável do conjunto. Seu ponto de ebulição, cerca de 190\ ^\circ\text{C}, é o maior da lista. Os demais ficam abaixo: \ce{CHBr3} (~149\ ^\circ\text{C}), \ce{CH2Br2} (~97\ ^\circ\text{C}). A afirmação (A) é verdadeira.
  • (B) é falsa: \ce{CH2Br2} tem mais elétrons e maior massa molar que \ce{CH2Cl2}, logo interage mais e é menos volátil.
  • (C) é falsa: \ce{CHBr3} interage muito mais que \ce{CH3Cl} (gás), então tem menor pressão de vapor.
  • (D) é falsa: \ce{CH4} é a menor e mais fraca em interações (ponto de ebulição de -162\ ^\circ\text{C}).
  • (E) é falsa: apenas \ce{CH4} e \ce{CBr4} são apolares; as outras quatro são polares.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa E engana quem acha que as moléculas com um só tipo de halogênio ou com muitos átomos iguais são apolares; e a A engana quem acha que apolar implica menor ponto de ebulição, esquecendo o efeito da massa e da polarizabilidade.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • B\ce{CH2Br2} tem maior massa molar e mais polarizabilidade que \ce{CH2Cl2}, portanto é menos volátil, não mais.
  • C\ce{CHBr3} tem forças intermoleculares muito mais fortes que \ce{CH3Cl}, logo menor pressão de vapor.
  • D\ce{CH4} é a molécula menor e apolar, com a interação mais fraca do grupo.
  • ESó \ce{CH4} e \ce{CBr4} são apolares (duas moléculas, não quatro).

Assuntos: Forças intermoleculares, Geometria molecular e polaridade.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 3 no caderno Química do ITA 2018

Fonte: ITA 2018 · Química. Prova oficial ↗