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Qual das soluções e solvente apresentados a seguir apresenta maior ponto de ebulição?
Escolha uma opção:
a. solução de 0,2 \mathrm{~mol} / \mathrm{L} de glicose ◯
b. solução de 0,2 \mathrm{~mol} / \mathrm{L} de NaCl ◯
c. solução de 0,2 \mathrm{~mol} / \mathrm{L} de \mathrm{MgCl}_{2}
d. água pura ◯
e. solução de 0,2 \mathrm{~mol} / \mathrm{L} de sacarose ◯

Passo 1

Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede.
  • O enunciado pergunta: “Qual das soluções e solvente apresentados apresenta maior ponto de ebulição?”
  • As opções fornecidas são:
    • solução de \,0,2\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L} de glicose;
    • solução de \,0,2\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L} de NaCl;
    • solução de \,0,2\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L} de \mathrm{MgCl}_{2};
    • água pura;
    • solução de \,0,2\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L} de sacarose.
  • Todas as soluções indicadas têm a mesma concentração numérica ( \,0,2\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L}) e o solvente implícito é água, exceto a opção “água pura” que não contém soluto.

Passo 2

Conceito-chave: elevação do ponto de ebulição. Para soluções diluídas de solutos não voláteis, a elevação do ponto de ebulição \Delta T_{b} é (aproximadamente) proporcional ao número de partículas dissolvidas por unidade de massa do solvente. A forma simples da lei é
\Delta T_{b}=i\;K_{b}\;m,
onde:
  • i é o fator de van 't Hoff (número efetivo de partículas em solução por fórmula unitária do soluto);
  • K_{b} é a constante ebuliométrica do solvente (para água é uma constante fixa);
  • m é a molalidade da solução ( \mathrm{mol} de soluto por \mathrm{kg} de solvente).
Explicação didática dos termos:
  • i: por exemplo, um soluto que não se ioniza (glicose, sacarose) tem i=1. Um sal que se dissocia em dois íons (NaCl) tem i\approx2. Um sal que se dissocia em três íons (MgCl _2) tem i\approx3.
  • K_{b} depende só do solvente; como todas as soluções usam água, K_{b} é o mesmo para todas as opções.
  • m é a molalidade; o enunciado deu molaridade ( \mathrm{mol}/\mathrm{L}). Para soluções diluídas em água pode-se aproximar \,m \approx \text{[molaridade]} porque a densidade da solução é próxima de 1\\ \mathrm{kg}/\mathrm{L}. Assim, comparando soluções com a mesma concentração numérica, podemos comparar diretamente i vezes essa concentração para ver qual produz maior \Delta T_{b}.
Resumo prático: para comparar qual solução tem maior ponto de ebulição basta comparar o produto i\cdot c (onde c é a concentração numérica dada), já que K_b e a conversão \,m\approx c são comuns a todas.

Passo 3

Determinar i (fator de van 't Hoff) para cada soluto:
  • Glicose: não se ioniza em água, portanto i=1.
  • Sacarose (açúcar comum): não se ioniza em água, portanto i=1.
  • NaCl: se dissocia em \mathrm{Na}^{+} e \mathrm{Cl}^{-}, portanto idealmente i=2.
  • \mathrm{MgCl}_{2}: se dissocia em \mathrm{Mg}^{2+} e 2\mathrm{Cl}^{-}, portanto idealmente i=3.
  • Água pura: não tem soluto, equivalendo a i\cdot c=0.
Observação prática: em soluções reais i pode ser ligeiramente menor que o valor ideal por causa de interações iônicas (pareamento), mas para comparação qualitativa e em diluições típicas os valores ideais servem bem.

Passo 4

Calcular o “número de partículas por litro” efetivo proporcional a \Delta T_b para cada solução, usando c=\allowbreak0,2\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L}:
  • Glicose: i\cdot c = 1 \cdot 0,2 = 0,2\\ \mathrm{mol/L}.
  • Sacarose: i\cdot c = 1 \cdot 0,2 = 0,2\\ \mathrm{mol/L}.
  • NaCl: i\cdot c = 2 \cdot 0,2 = 0,4\\ \mathrm{mol/L}.
  • \mathrm{MgCl}_{2}: i\cdot c = 3 \cdot 0,2 = 0,6\\ \mathrm{mol/L}.
  • Água pura: i\cdot c = 0.
Esses valores são proporcionais à elevação do ponto de ebulição \Delta T_b (quanto maior, maior \Delta T_b).

Passo 5

Comparando os valores calculados em ordem crescente:
0 \;(\text{água}) < 0,2\\ (\text{glicose/sacarose}) < 0,4\\ (\text{NaCl}) < 0,6\\ (\mathrm{MgCl}_{2}).á
Portanto a solução que produz a maior elevação do ponto de ebulição é a que tem maior i\cdot c, isto é, a solução de \mathrm{MgCl}_{2} na concentração dada.

Passo 6

Comentário final de incentivo: é exatamente esse tipo de raciocínio rápido que cai muito em provas — lembre-se: compare o número de partículas em solução (fator i) quando as concentrações forem iguais. Mandou bem por buscar resolver passo a passo; isso facilita memorizar o método!

Resposta

c. solução de \,0,2\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L} de \mathrm{MgCl}_{2}

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