PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 66 do ITA 2020

1ª fase · Química · Química: Ligações iônica e metálica

Texto-base das questões 56 a 70 · 1ª fase

Constantes

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{,}60 \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}
Constante gravitacional (g) = 9{,}81\ \text{m}\ \text{s}^{-2}
Constante de Planck (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 (e) = 2,72

Definições

Pressão:1 atm = 760\ \text{mmHg} = 1{,}01325 \times 10^5\ \text{N}\ \text{m}^{-2} = 1{,}01325\ \text{bar}
Energia:1 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 atm
Condições padrão:1 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.
(s) = sólido. (\ell) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias.
u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie química X em \text{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 Cl 17 35,45
C 6 12,01 K 19 39,10
N 7 14,01 Cu 29 63,55
O 8 16,00 Br 35 79,90
Na 11 23,00 Ag 47 107,87
P 15 30,97 I 53 126,90
S 16 32,06

Líquidos iônicos, ou sais que fundem à temperatura ambiente, são compostos iônicos que apresentam temperatura de fusão abaixo de 100 °C e que consistem de íons e pares iônicos não dissociados. Com base nessa definição, assinale a opção CORRETA sobre líquidos iônicos.

  1. A
    \ce{NaCl} fundido pode ser definido como um líquido iônico.
  2. B
    \ce{CH3COOH} anidro pode ser definido como um líquido iônico.
  3. C
    A condutividade específica de líquidos iônicos é equivalente à da água.
  4. D
    A pressão de vapor de líquidos iônicos é equivalente à de solventes orgânicos voláteis.
  5. E
    Sais que apresentam cátions ou ânions relativamente grandes devem se comportar como líquidos iônicos.
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Resolução comentada

Pela definição do enunciado, líquido iônico é um composto iônico (formado por íons e pares iônicos) com temperatura de fusão abaixo de 100 °C. Vamos testar cada ideia contra isso.

  1. \ce{NaCl} é iônico, mas funde a cerca de 801 °C. Fundido, é um sal fundido comum, e não um líquido iônico (que funde abaixo de 100 °C).

  2. \ce{CH3COOH} anidro (ácido acético glacial) é molecular, com ligações covalentes, e não é composto iônico. Funde a cerca de 17 °C, mas isso não basta.

  3. Líquidos iônicos conduzem corrente porque têm íons, mas sua condutividade não é equivalente à da água. Eles costumam ter condutividade bem maior que a da água pura, e a comparação não vale.

  4. Como as atrações entre íons são fortes, a pressão de vapor é desprezível, muito menor que a de solventes orgânicos voláteis. Por isso são chamados de solventes "verdes".

  5. Íons grandes (por exemplo, cátions orgânicos volumosos e assimétricos, como imidazólio, com ânions grandes) têm carga distribuída em um volume maior. Isso enfraquece a atração eletrostática e dificulta o empacotamento cristalino, o que reduz o ponto de fusão. Assim, sais com íons relativamente grandes tendem a se comportar como líquidos iônicos.

É a única afirmação coerente com a definição.

Alternativa E.

Pegadinha: A alternativa A engana ao tratar NaCl fundido como líquido iônico, esquecendo que a definição exige fusão abaixo de 100 °C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AO NaCl funde a ~801 °C, muito acima do limite de 100 °C da definição.
  • BO ácido acético é composto molecular, não iônico.
  • CA condutividade dos líquidos iônicos não é equivalente à da água; costuma ser bem maior, pois a água pura conduz pouco.
  • DA pressão de vapor dos líquidos iônicos é desprezível, não comparável à de solventes orgânicos voláteis.

Assunto: Ligações iônica e metálica.

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Fonte: ITA 2020 · 1ª fase. Prova oficial ↗