2.42 Qual dos seguintes solventes seria capaz de dissolver compostos iônicos?
(a)
líquido
(b)
líquido
(c) Benzeno
(a)
(b)
(c) Benzeno
Passo 1
O enunciado pergunta qual dos seguintes solventes seria capaz de dissolver compostos iônicos:
(a) líquido
(b) líquido
(c) Benzeno
(a)
(b)
(c) Benzeno
Informações relevantes fornecidas pelo enunciado:
- Temos três solventes distintos listados.
- A pergunta é qualitativa: identificar qual deles “seria capaz de dissolver compostos iônicos”.
- Não há figura nem dados numéricos adicionais no enunciado.
Passo 2
Entendendo, de forma didática, o que faz um solvente dissolver um composto iônico.
Quando um sólido iônico (como um sal) se dissolve, há duas energias em jogo principais:
- A energia de rede (lattice energy) do sal, que é a energia que mantém os íons unidos no cristal — quanto maior, mais difícil separar os íons.
- A energia de solvatação (ou solvatacao), que é a energia liberada quando o solvente envolve e estabiliza os íons separados.
Para que o sal dissolva, a soma das energias (principalmente a energia de solvatação) precisa compensar a energia de rede. Uma maneira física de ver por que solventes polares ajudam: a força de atração eletrostática entre dois íons
e
separados por distância
num meio com constante dielétrica
é dada (qualitativamente) pela forma da Lei de Coulomb:
Aqui:
-
são as cargas dos íons, -
é a distância entre eles, -
é a constante dielétrica do meio (um número que mede quanto o meio “reduce” a interação elétrica).
Quanto maior
, menor a atração entre íons no solvente e mais fácil separá‑los. Além disso, solventes que podem formar ligações ou interações específicas com íons (por exemplo, doando pares de elétrons para um cátion ou formando ligações de hidrogênio com um ânion) aumentam muito a energia de solvatação.
Resumo didático curto:
- Solventes polares com alta constante dielétrica e/ou boa capacidade de solvatación são bons para dissolver sais iônicos.
- Solventes apolares não conseguem estabilizar íons separados e, portanto, normalmente não dissolvem sais iônicos.
Passo 3
Analisando cada solvente qualitativamente, usando os conceitos acima.
(a)
líquido:
é uma molécula polar (tem dipolo), então tem alguma capacidade de reduzir as interações iônicas. Porém,
não é um solvente protico (não doa hidrogênios ligados a átomos eletronegativos) e sua habilidade de solvatación por ligações específicas é limitada. Em consequência,
pode dissolver algumas substâncias iônicas moderadamente, mas, em geral, não é tão eficaz como solventes que podem coordenar fortemente íons ou doar pares de elétrons fortemente ao cátion. Para efeito de provas e raciocínio simples, devemos considerá‑la pouco adequada para dissolver uma ampla gama de sais iônicos comuns.
(b)
líquido:
é uma molécula polar e, além disso, tem um par eletrônico não ligado no nitrogênio. Isso permite que
coordene cátions (por exemplo, envolvendo um cátion com a ponta do par eletrônico) e forme interações por ligação de hidrogênio com ânions quando possível. Ou seja, tem boa capacidade de solvatar tanto cátions quanto ânions. Historicamente,
líquida é conhecida por dissolver muitos compostos iônicos e por dissolver metais alcalinos formando soluções azuladas (elétrons solvados) e também por dissolver sais que geram espécies solvatadas — portanto é um solvente clássico para íons.
(c) Benzeno: benzeno é um solvente apolar (molécula simétrica, sem dipolo relevante). Solventes apolares não estabilizam íons livres porque sua constante dielétrica é baixa e não formam interações fortes com íons. Portanto benzeno não dissolve compostos iônicos (salvo casos muito especiais com agentes que “envolvem” o íon, como surfactantes ou fase supercrítica etc., mas isso foge do escopo básico).
Passo 4
Conectando tudo para responder de forma segura na prova.
- A regra prática que podemos levar para a prova: escolha solventes polares e/ou que possuam pares de elétrons livres (capazes de coordenar cátions) ou hidrogênios ionizáveis (capazes de formar ligações de hidrogênio) quando queremos dissolver sais iônicos.
-
líquido satisfaz esses critérios: é polar e tem par eletrônico no nitrogênio que solva cátions; portanto é capaz de dissolver compostos iônicos. - Benzeno falha claramente por ser apolar.
-
é polar, mas sua capacidade de solvatar íons é limitada comparada à ; na maioria dos contextos básicos de prova não é a resposta esperada como solvente eficaz para compostos iônicos comuns.
Resposta
(b)
líquido