□ Água e etanol são substâncias que dissolvem entre si em qualquer proporção, pois ambas apresentação interação intermolecular do tipo ligação de hidrogênio, ao interagirem entre si.
Passo 1
O enunciado afirma que “Água e etanol são substâncias que dissolvem entre si em qualquer proporção, pois ambas apresentam interação intermolecular do tipo ligação de hidrogênio ao interagirem entre si.”
O que ele pede (implícito): decidir se essa afirmativa é correta e justificar por quê.
Informações dadas pelo enunciado:
O que ele pede (implícito): decidir se essa afirmativa é correta e justificar por quê.
Informações dadas pelo enunciado:
- Há duas substâncias: água e etanol.
- A justificativa apresentada é a existência de ligações de hidrogênio entre elas.
Passo 2
Entender o que cada substância é quimicamente (isso já ajuda muito na prova). As fórmulas químicas são:
(água) e
(etanol).
Explicando de forma bem clara e sem jargão:
Explicando de forma bem clara e sem jargão:
- A água tem um átomo de oxigênio com pares de elétrons não ligados e hidrogênios ligados ao oxigênio — isto permite que moléculas de água formem fortes interações chamadas ligações de hidrogênio entre si.
- O etanol tem o grupo funcional hidroxila
. Esse grupo também tem um hidrogênio ligado a oxigênio (doador de H) e pares de elétrons no oxigênio (aceitador de H). Logo, etanol pode tanto doar quanto aceitar ligações de hidrogênio.
Logo, tanto a água quanto o etanol têm capacidade de formar ligações de hidrogênio entre si:do do etanol pode ligar ao par livre do da água, e vice‑versa.
Passo 3
Conceito de miscibilidade e por que ligações de hidrogênio ajudam, explicado passo a passo e didaticamente:
- “Miscibilidade” quer dizer que duas substâncias formam uma solução homogênea em qualquer proporção. Em termos termodinâmicos, a mistura espontânea (miscibilidade) ocorre quando a variação de energia livre é favorável.
- A energia livre de Gibbs da mistura é dada por
, onde: -
é a variação da energia livre (mistura espontânea se ); -
é a variação de entalpia (energia associada a quebrar e formar interações intermoleculares); -
é a temperatura absoluta; -
é a variação de entropia (ordem/desordem; normalmente mistura aumenta entropia).
-
- Para água + etanol:
- É necessário quebrar algumas ligações de hidrogênio entre moléculas de água e entre moléculas de etanol (custa energia, contribui para
). - Mas formam-se muitas ligações de hidrogênio água–etanol novas (isso libera energia, contribui para
). - Na prática, as novas interações água–etanol compensam bem as que foram quebradas, de modo que
fica pequeno (ligeiramente negativo ou pouco positivo) e é positivo (mistura aumenta desordem). - Assim,
tende a ficar negativo à temperatura ambiente, favorecendo miscibilidade total.
Esse raciocínio físico-químico explica por que a presença de ligações de hidrogênio entre as duas espécies favorece a miscibilidade completa.
- É necessário quebrar algumas ligações de hidrogênio entre moléculas de água e entre moléculas de etanol (custa energia, contribui para
Passo 4
Por que a justificativa do enunciado é suficiente aqui (e quando ela não seria suficiente): regras práticas para a prova
- A presença de ligação de hidrogênio entre as duas substâncias é uma explicação direta e poderosa para a miscibilidade. No caso específico de
e , o grupo do etanol é pequeno o bastante para que a porção apolar ( ) não impeça a solubilidade: a fração polar domina e permite mistura em todas as proporções. - Atenção à armadilha: “ter ligação de hidrogênio” não garante miscibilidade total com água para qualquer álcool. Exemplos:
-
(metanol) é miscível com água (sem surpresa). -
(etanol) é miscível com água (é o caso do enunciado). - Mas álcooles com cadeias muito mais longas, por exemplo
(1‑pentanol) ou (1‑butanol), apesar de terem , tornam‑se parcialmente imiscíveis porque a grande parte apolar (cadeia alquila) domina e a entropia/entalpia resultante não garante para todas as proporções.
Portanto: ligação de hidrogênio entre as espécies é uma condição importante e aqui é suficiente, mas não é uma condição universal para qualquer molécula que contenha.
-
Passo 5
Como responder rápido numa prova (fluxograma mental):
- Identifique grupos: água
, etanol → ambos têm capacidade de H‑bond. - Verifique tamanho da porção apolar: etanol tem apenas 2 carbonos → porção apolar pequena.
- Conclua: polaridade + H‑bond predominam → miscibilidade completa em todas as proporções (à temperatura ambiente).
Se fosse outro álcool, compare o comprimento da cadeia; se a parte apolar for grande, desconfie de miscibilidade total.
Passo 6
Resposta final do raciocínio (não repito a palavra “verdadeiro” aqui em justificativa, pois a regra da prova pede a resposta no campo específico).
Resposta
Verdadeiro.