1. (20 pontos) Soluções aquosas de ácido fluoridrico ( HF ) não podem ser armazenadas em recipientes de vidro, pois reagem com o dióxido de silicio ( \mathrm{SiO}_{2}, principal componente dos vidros comuns) para gerar um ânion solúvel, \mathrm{SiF}_{6(\mathrm{aq})}^{2-}, conforme a equação quimica abaixo:
\mathrm{SiO}_{2(\mathrm{~s})}+6 \mathrm{HF}_{(\mathrm{aq})} \rightarrow \mathrm{SiF}_{6(\mathrm{aq})}^{2-}+2 \mathrm{H}_{(\mathrm{aq})}^{+}+2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{a})} \quad \Delta \mathrm{H}_{f}=?
Com base nas entalpias de dissociação das ligações (D) e eletronegatividades ( x ) fornecidas, responda:
a. Nas espécíes acima, a ligação com maior caráter iónico é
\mathrm{Si}-\mathrm{O}
\mathrm{H}-\mathrm{F}
\mathrm{Si}-\mathrm{F}
\mathrm{H}-\mathrm{O}

Passo 1

O enunciado pergunta qual, entre as ligações dadas, tem o maior caráter iônico. As opções são:
  • \mathrm{Si}-\mathrm{O}
  • \mathrm{H}-\mathrm{F}
  • \mathrm{Si}-\mathrm{F}
  • \mathrm{H}-\mathrm{O}
Informações relevantes fornecidas (peguei estes valores da imagem/tabela do enunciado):
  • Entalpias de dissociação (ligações), D (kJ/mol):
    • D_{\mathrm{Si}-\mathrm{O}} = 368
    • D_{\mathrm{H}-\mathrm{O}} = 463
    • D_{\mathrm{Si}-\mathrm{F}} = 565
    • D_{\mathrm{H}-\mathrm{F}} = 567
  • Eletronegatividades de Pauling, \chi:
    • \chi(\mathrm{Si}) = 1{,}8
    • \chi(\mathrm{H}) = 2{,}1
    • \chi(\mathrm{O}) = 3{,}5
    • \chi(\mathrm{F}) = 4{,}0
A pergunta (a) pede apenas identificar qual ligação tem maior caráter iônico entre as listadas.

Passo 2

Conceito e método: eletronegatividade e caráter iônico.
  • Eletronegatividade ( \chi) é uma medida de tendência de um átomo atrair elétrons numa ligação. Quanto maior a diferença de eletronegatividade entre dois átomos, mais polar (e mais “iônico”) tende a ser a ligação.
  • Uma medida simples e usual do caráter iônico relativo é a diferença absoluta de eletronegatividade: \Delta\chi = \left|\chi_A - \chi_B\right|.Quanto maior \Delta\chi, maior o caráter iônico (mais separação de carga na ligação).
  • Vou calcular \Delta\chi para cada ligação usando as eletronegatividades fornecidas e comparar os resultados.

Passo 3

Cálculo para \mathrm{Si}-\mathrm{O}:
\Delta\chi_{\mathrm{Si}-\mathrm{O}} = \left|\chi(\mathrm{Si}) - \chi(\mathrm{O})\right| = \left|1{,}8 - 3{,}5\right| = 1{,}7.

Passo 4

Cálculo para \mathrm{H}-\mathrm{O}:
\Delta\chi_{\mathrm{H}-\mathrm{O}} = \left|\chi(\mathrm{H}) - \chi(\mathrm{O})\right| = \left|2{,}1 - 3{,}5\right| = 1{,}4.

Passo 5

Cálculo para \mathrm{Si}-\mathrm{F}:
\Delta\chi_{\mathrm{Si}-\mathrm{F}} = \left|\chi(\mathrm{Si}) - \chi(\mathrm{F})\right| = \left|1{,}8 - 4{,}0\right| = 2{,}2.

Passo 6

Cálculo para \mathrm{H}-\mathrm{F}:
\Delta\chi_{\mathrm{H}-\mathrm{F}} = \left|\chi(\mathrm{H}) - \chi(\mathrm{F})\right| = \left|2{,}1 - 4{,}0\right| = 1{,}9.

Passo 7

Comparação e conclusão: os valores obtidos são
  • \Delta\chi_{\mathrm{Si}-\mathrm{O}} = 1{,}7
  • \Delta\chi_{\mathrm{H}-\mathrm{O}} = 1{,}4
  • \Delta\chi_{\mathrm{Si}-\mathrm{F}} = 2{,}2
  • \Delta\chi_{\mathrm{H}-\mathrm{F}} = 1{,}9
Como \Delta\chi_{\mathrm{Si}-\mathrm{F}} é o maior ( 2{,}2), a ligação \mathrm{Si}-\mathrm{F} apresenta o maior caráter iônico entre as opções. Intuição curta: flúor é muito eletronegativo e silício relativamente pouco, então essa diferença é a maior.

Resposta

\mathrm{Si}-\mathrm{F}

Exercícios relacionados