PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 49 do ITA 2019

1ª fase · Química · Química: Forças intermoleculares

Texto-base das questões 49 a 60 · 1ª fase

Constantes

Constante de Avogadro (\text{N}_\text{A}) = 6{,}02 \times 10^{23}\ \text{mol}^{-1}
Constante de Faraday (\text{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{,}60 \times 10^{-19}\ \text{C}
Constante dos gases (\text{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}
Constante gravitacional (\text{g}) = 9{,}81\ \text{m}\ \text{s}^{-2}
Constante de Planck (\text{h}) = 6{,}63 \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 (\text{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} = 6{,}24 \times 10^{18}\ \text{eV}
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{conc}) = \text{concentrado}. (\text{ua}) = \text{unidades arbitrárias}.
u.m.a. = \text{unidade de massa atômica}. [\text{X}] = \text{concentração da espécie química X em mol}\ \text{L}^{-1}
\ln \text{X} = 2{,}3 \log \text{X}

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
C 6 12,01 Co 27 58,93
N 7 14,01 Ni 28 58,69
O 8 16,00 Cu 29 63,55
F 9 19,00 Zn 30 65,38
S 16 32,06 Br 35 79,90

Sejam feitas estas afirmações a respeito do ponto de ebulição de substâncias à pressão atmosférica:

I. O ponto de ebulição do 2-propanol é maior que o da propanona.

II. O ponto de ebulição do cis-but-2-eno é maior que o do trans-but-2-eno.

III. O ponto de ebulição do fluorometano é maior que o da metilamina.

IV. O ponto de ebulição do 2-metilbutano é maior que o do 2,2-dimetilpropano.

Das afirmações acima, está(ão) CORRETA(S)

  1. A
    apenas I, II e IV.
  2. B
    apenas I e III.
  3. C
    apenas II e IV.
  4. D
    apenas III.
  5. E
    todas.
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Resolução comentada

O ponto de ebulição depende da intensidade das forças intermoleculares: ligação de hidrogênio > dipolo-dipolo > dispersão de London. Entre moléculas de força parecida, vale a área de contato (moléculas alongadas ebulem mais alto).

I. Correta. O 2-propanol tem OH e faz ligação de hidrogênio (82 °C). A propanona não tem H ligado a O, só dipolo-dipolo (56 °C).

II. Correta. O cis-but-2-eno é polar (momento de dipolo resultante diferente de zero), enquanto o trans é praticamente apolar, pois os dipolos se anulam. Assim, o cis ferve mais alto (cerca de 3,7 °C contra 0,9 °C).

III. Incorreta. A metilamina tem N–H e faz ligação de hidrogênio (−6 °C). O fluorometano tem F ligado a C, não forma ligação de hidrogênio entre suas moléculas, só dipolo-dipolo (−78 °C). Logo, o da metilamina é maior.

IV. Correta. Ambos são isômeros apolares, com forças de London. O 2-metilbutano é mais alongado, com maior área de contato (28 °C). O 2,2-dimetilpropano é quase esférico, com menor área de contato (9,5 °C).

Corretas: I, II e IV.

Alternativa A.

Pegadinha: A afirmação III engana quem acha que o flúor sempre forma ligação de hidrogênio; aqui o F está ligado ao C, então quem faz ligação de hidrogênio é a metilamina (N–H).

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BInclui a III, que é falsa, e exclui a II e a IV, que são verdadeiras.
  • COmite a I, que é verdadeira, pois o álcool faz ligação de hidrogênio.
  • DApenas a III, que é justamente a falsa: a metilamina faz ligação de hidrogênio e o fluorometano não.
  • EInclui a III, falsa, pois o fluorometano não forma ligação de hidrogênio entre suas moléculas.

Assuntos: Forças intermoleculares, Isomeria geométrica.

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Fonte: ITA 2019 · 1ª fase. Prova oficial ↗