PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 56 do ITA 2021

1ª fase · Química

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}\cdot\text{mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\ \text{A}\cdot\text{s}\cdot\text{mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\ \text{J}\cdot\text{V}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}
Carga elementar = 1{,}60 \times 10^{-19}\ \text{C}
Constante dos gases (R) = 8{,}21 \times 10^{-2}\ \text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} = 8{,}31\ \text{J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} = 1{,}98\ \text{cal}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}
Constante de Planck (h) = 6{,}63 \times 10^{-34}\ \text{J}\cdot\text{s}
Velocidade da luz no vácuo = 3{,}0 \times 10^8\ \text{m}\cdot\text{s}^{-1}
Número de Euler (e) = 2{,}72

Definições

Pressão: 1\ \text{atm} = 760\ \text{mmHg} = 1{,}01325 \times 10^5\ \text{N}\cdot\text{m}^{-2} = 1{,}01325\ \text{bar}
Energia: 1\ \text{J} = 1\ \text{N}\cdot\text{m} = 1\ \text{kg}\cdot\text{m}^2\cdot\text{s}^{-2} = 6{,}24 \times 10^{18}\ \text{eV}
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0\ ^\circ\text{C} e 1\ \text{atm}
Condições ambientes: 25\ ^\circ\text{C} e 1\ \text{atm}
Condições padrão: 1\ \text{bar}; concentração das soluções = 1\ \text{mol}\cdot\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. [\text{X}] = concentração da espécie química \text{X} em \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}
\ln \text{X} = 2{,}3 \log \text{X}
EPH = eletrodo padrão de hidrogênio

Massas Molares

Elemento Químico Número Atômico Massa Molar (\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}) Elemento Químico Número Atômico Massa Molar (\text{g}\cdot\text{mol}^{-1})
H 1 1,01 K 19 39,10
C 6 12,01 Ca 20 40,08
N 7 14,01 Cr 24 52,00
O 8 16,00 Mn 25 54,94
F 9 19,00 Fe 26 55,85
Na 11 22,99 Ga 31 69,72
Al 13 26,98 Br 35 79,90
S 16 32,06 Xe 54 131,29
Cl 17 35,45 Ce 58 140,12
Ar 18 39,95 Pb 82 207,19

Considerando substâncias comparadas nas mesmas condições de pressão e temperatura, assinale a opção que apresenta a afirmação ERRADA sobre interações intermoleculares na fase líquida.

  1. A
    Cis-1,2-dicloroeteno tem maior tensão superficial que trans-1,2-dicloroeteno.
  2. B
    Benzeno tem maior tensão superficial que hexano.
  3. C
    Propanona tem maior viscosidade que butano.
  4. D
    Tiofenol tem maior viscosidade que fenol.
  5. E
    A capilaridade da água em um tubo de vidro é maior que a do etanol.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

Tensão superficial e viscosidade crescem com a intensidade das interações intermoleculares. A capilaridade (altura da subida no tubo) depende da adesão ao vidro e da coesão do líquido. Vamos testar cada afirmação.

A) O cis-dicloroeteno é polar, pois os momentos de dipolo não se cancelam. O trans é apolar. Mais interações dipolo-dipolo dão maior tensão superficial ao cis. Afirmação correta.

B) O benzeno tem 6 C e é aromático, com nuvem \pi polarizável. O hexano tem dispersão London um pouco mais fraca. Dados: tensão do benzeno ≈ 28 mN/m e do hexano ≈ 18 mN/m. Afirmação correta.

C) A propanona é polar (dipolo-dipolo) e tem massa molar semelhante à do butano, que é apolar. Por isso é mais viscosa. Afirmação correta.

D) O fenol faz ligações de hidrogênio fortes pelo grupo \ce{-OH}. O tiofenol (\ce{C6H5SH}) faz ligações de hidrogênio muito fracas, pois o enxofre é pouco eletronegativo. Logo o fenol é mais viscoso que o tiofenol, e a afirmação de que o tiofenol é mais viscoso está errada, mesmo com massa molar maior.

E) A água tem forte adesão ao vidro e grande coesão, e sobe mais que o etanol no tubo, o que é coerente com a tensão superficial muito maior da água. Afirmação correta.

A afirmação errada é a D.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa D engana quem se guia pela massa molar maior do tiofenol e esquece que a ligação de hidrogênio do fenol é bem mais forte que a do tiofenol.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ACorreta: o cis é polar e tem interações dipolo-dipolo, enquanto o trans é apolar, então a tensão superficial do cis é maior.
  • BCorreta: o benzeno, com elétrons \pi polarizáveis, tem maior tensão superficial que o hexano.
  • CCorreta: a propanona é polar e mais viscosa que o butano, apolar e de massa semelhante.
  • ECorreta: a água tem maior coesão e adesão ao vidro, então sobe mais que o etanol no tubo.

Assuntos: interações intermoleculares, viscosidade e tensão superficial, ligação de hidrogênio.

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Fonte: ITA 2021 · 1ª fase. Prova oficial ↗