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Exercícios sobre força intermolecular, temperatura e solubilidade

Estes exercícios abordam a determinação da força intermolecular, temperatura e solubilidade de alguns compostos inorgânicos.

Questão 1

(UNIFESP) A geometria molecular e a polaridade das moléculas são conceitos importantes para predizer o tipo de força de interação entre elas. Dentre os compostos moleculares nitrogênio, dióxido de enxofre, amônia, sulfeto de hidrogênio e água, aqueles que apresentam o menor e o maior ponto de ebulição são, respectivamente,

a) SO2 e H2S.

b) N2 e H2O.

c) NH3 e H2O.

d) N2 e H2S.

e) SO2 e NH3.

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Questão 2

(PUC-MG) Considere os pontos de ebulição (°C) dos hidretos:

HCl –––––––––– -85

HBr –––––––––– -67

HI –––––––––– -35

HF –––––––––– +20

O comportamento do HF, bastante diferente dos demais compostos, justifica-se porque, entre suas moléculas, ocorrem:

a) ligações iônicas.

b) ligações covalentes.

c) interações dipolo-dipolo.

d) interações pontes de hidrogênio.

e) interações por forças de Van der Waals.

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Questão 3

Marque a alternativa que apresenta a sequência correta do tipo de força intermolecular que une as moléculas destas substâncias: H2O, PCl3, HF e F2:

a) dipolo dipolo, dipolo dipolo, ligação de hidrogênio e dipolo induzido-dipolo induzido.

b) dipolo instantâneo-dipolo induzido, dipolo dipolo, ligação de hidrogênio, dipolo dipolo.

c) dipolo dipolo, ligação de hidrogênio, ligação de hidrogênio e dipolo dipolo

d) forças de London, dipolo dipolo, ligação de hidrogênio e dipolo induzido-dipolo induzido.

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Questão 4

Considere as seguintes substâncias: Cl2(g), CS2(l), NH3(g), HBr(l), H2S(g). Marque a alternativa que contém a(s) que apresenta(m) boa solubilidade em água:

a) Cl2(g)

b) CS2(l)

c) NH3(g) e Br2(l)

d) Br2(l) e HBr

e) NH3(g) e H2S(g)

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Respostas

Resposta Questão 1

Letra b). A substância de maior ponto de ebulição é aquela que apresenta a maior força entre suas moléculas. A de menor ponto de ebulição é a que apresenta a menor força entre suas moléculas. A ordem decrescente das forças intermoleculares é:

Ligações de Hidrogênio > Dipolo dipolo > Dipolo induzido

Para determinar qual é a substância de maior e a de menor ponto de ebulição, é fundamental conhecer a força intermolecular que une as moléculas da substância, força essa determinada pela geometria e polaridade de uma molécula. Assim:

  • H2O: Substância polar (triatômica e formada por dois ligantes iguais e quatro nuvens eletrônicas, das quais duas são ligações simples entre os átomos e as outras duas são dois pares de elétrons não ligantes no oxigênio) e Geometria angular (triatômica, tendo uma nuvem não ligante no átomo central). Como é polar e apresenta hidrogênio ligado diretamente ao oxigênio, suas moléculas interagem por Ligações de Hidrogênio.

  • NH3: Substância polar (tetratômica e formada por três ligantes iguais e quatro nuvens eletrônicas, das quais três são ligações simples entre os átomos, e a outra é um par de elétrons não ligantes no nitrogênio) e Geometria piramidal (tetratômica, apresentando uma nuvem não ligante no átomo central). Como apresenta hidrogênio ligado ao nitrogênio, suas moléculas interagem por Ligações de Hidrogênio.

  • N2 : Substância apolar (diatômica e formada por dois átomos do mesmo elemento químico) e geometria linear (molécula diatômica). Por essa razão, suas moléculas interagem por meio da força dipolo induzido.

  • H2S: Substância polar (triatômica e formada por dois ligantes iguais e quatro nuvens eletrônicas, das quais duas são ligações simples entre os átomos, e as outras duas são dois pares de elétrons não ligantes no enxofre) e Geometria angular (triatômica, tendo uma nuvem não ligante no átomo central). Por essa razão, suas moléculas interagem por força dipolo dipolo.

  • SO2: Substância polar (triatômica e formada por dois ligantes iguais e três nuvens eletrônicas, das quais uma é uma ligação dupla, a outra é uma ligação covalente dativa entre os átomos e a outra é um par de elétrons não ligantes no enxofre) e Geometria angular (triatômica, tendo uma nuvem não ligante no átomo central). Por essa razão, suas moléculas interagem por força dipolo dipolo.

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Resposta Questão 2

Letra d). Todas as moléculas apresentadas pelo exercício (HF, HCl. HBr, HI) são polares por serem diatômicas e apresentarem átomos de diferentes elementos químicos. Assim, o comportamento diferente do HF deve-se, então, à força intermolecular que une suas moléculas.

As moléculas de HF interagem por Ligações de Hidrogênio, uma vez que o composto apresenta hidrogênio ligado ao flúor. Já as moléculas das outras substâncias (HBr, HI, HCl) unem-se por dipolo dipolo por serem polares e não apresentarem hidrogênio ligado a oxigênio, flúor ou nitrogênio.

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Resposta Questão 3

Letra a). A determinação da força intermolecular ocorre pelo conhecimento da polaridade da molécula da substância. A letra a) é a correta porque:

  • H2O: Como essa substância é polar (triatômica e formada por dois ligantes iguais e quatro nuvens eletrônicas, das quais duas são ligações simples entre os átomos e as outras duas são dois pares de elétrons não ligantes no Oxigênio) e apresenta hidrogênio ligado diretamente ao oxigênio, suas moléculas interagem por Ligações de Hidrogênio.

  • PCl3: Como essa substância é polar (tetratômica e formada por três ligantes iguais e quatro nuvens eletrônicas, das quais três são ligações simples entre os átomos, e a outra é um par de elétrons não ligantes no fósforo), suas moléculas interagem por dipolo dipolo.

  • HF: Como essa substância é polar (diatômica e formada por dois átomos de elementos químicos diferentes) e apresenta hidrogênio ligado ao flúor, suas moléculas interagem por Ligações de Hidrogênio.

  • F2: Como essa substância é apolar (diatômica e formada por dois átomos do mesmo elemento químico), suas moléculas interagem por força dipolo induzido.

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Resposta Questão 4

Letra e). Para moléculas apresentarem boa solubilidade em água (molécula polar e que realiza ligações de hidrogênio entre suas moléculas), elas devem apresentar força intermolecular do tipo dipolo dipolo (molécula polar) ou do tipo Ligações de Hidrogênio (molécula que apresenta Hidrogênio ligado ao Flúor, Nitrogênio ou Oxigênio). Assim, a resposta é a letra e) porque:

  • Cl2: Como essa substância é apolar (diatômica e formada por dois átomos do mesmo elemento químico), suas moléculas interagem por meio da força dipolo induzido.

  • CS2: Como essa substância é apolar (triatômica e formada por dois ligantes iguais e duas nuvens eletrônicas, que são as duas ligações duplas entre os átomos), suas moléculas interagem por meio da força dipolo induzido.

  • NH3: Substância que apresenta Hidrogênio ligado ao Nitrogênio, por isso, suas moléculas interagem por ligações de Hidrogênio.

  • HBr: Como essa substância é polar (diatômica e formada por dois átomos de elementos químicos diferentes), suas moléculas interagem por dipolo dipolo.

  • H2S: Como essa substância é polar (triatômica e formada por dois ligantes iguais e quatro nuvens eletrônicas, das quais duas são ligações simples entre os átomos e as outras duas são dois pares de elétrons não ligantes no enxofre), suas moléculas interagem por dipolo dipolo.

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