Admita que você recebeu uma amostra de um composto sólido. Descreva alguns procedimentos que você utilizaria para determinar se o composto é um sólido metálico, covalente ou iônico.

Passo 1

O enunciado pede uma sequência de passos experimentais para distinguir se um sólido é metálico, covalente em rede ou iônico. O conteúdo envolve propriedades físicas (brilho, dureza, densidade, ponto de fusão), condutividade elétrica e solubilidade, além de técnicas estruturais (DRX, espectroscopia). Vamos montar um fluxo de investigação que, passo a passo, classifica o composto.

Passo 2

Primeiro faça uma inspeção macroscópica e testes mecânicos simples. Observe o brilho e a maleabilidade:
– Metais têm brilho metálico e são maleáveis/ductéis.
– Sólidos covalentes em rede (como quartzo ou diamante) são transparentes ou vítreos e muito duros, porém frágeis.
– Compostos iônicos são geralmente brilhantes, mas frágeis e quebradiços.
Meça a densidade aproximada por deslocamento de líquido para ver se cai na faixa típica de metais ( \sim 2\,\text{–}\,20\;\text{g/cm}^3) ou de sólidos iônicos/ covalentes ( \sim 1\,\text{–}\,5\;\text{g/cm}^3).

Passo 3

Avalie a condutividade elétrica no estado sólido e fundido:
– Aplique uma diferença de potencial e meça corrente. Metais conduzêm bem no sólido.
– Iônicos são isolantes no sólido, mas, ao fundir (ou dissolver em água), os íons ficam livres e conduzem.
– Redes covalentes são isolantes tanto no sólido quanto na fusão.

Passo 4

Teste a solubilidade em água:
– Compostos iônicos geralmente se dissolvem em água e a solução conduz eletricidade. Meça a condutividade da solução com um condutivímetro.
– Metais e redes covalentes (quartzo, diamante, SiC) não se dissolvem nem conduzem em solução.

Passo 5

Determine o ponto de fusão (por método capilar ou DSC/TGA):
– Sólidos iônicos fundem em \sim 400\;^\circ\mathrm{C} a \sim 1500\;^\circ\mathrm{C}, mas a fase líquida é condutora.
– Redes covalentes em geral têm ponto de fusão muito alto ( >\!2000\;^\circ\mathrm{C}) e a fase líquida continua isolante.
– Metais fundem em faixas variadas ( \sim 100\;^\circ\mathrm{C} a \sim 2000\;^\circ\mathrm{C}) e a fase líquida ainda conduz.

Passo 6

Se houver dúvida, use técnicas estruturais:
– Difração de raios X (DRX) para identificar padrão cristalino metálico (rede cúbica centrada ou hexagonal), iônico (rede cúbica, etc.) ou covalente em rede (rede diamantina, quartzo).
– Espectroscopia de infravermelho (IV) para ver bandas de ligações covalentes (Si–O, C–C) ou ausência delas em metais.

Resposta

Os procedimentos para classificar o sólido são:
  • Inspeção de brilho, maleabilidade e densidade.
  • Medição de condutividade elétrica no sólido e no fundido.
  • Teste de solubilidade em água e condutividade da solução.
  • Determinação do ponto de fusão (capilar ou DSC/TGA).
  • Em caso de dúvida, análise estrutural por DRX e espectroscopia de IV.

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