Em alguns casos, quando as moléculas de dois líquidos apresentam interações bem diferentes, eles poderão não ser completamente miscíveis. Por exemplo, acetona em água são totalmente miscíveis, mas água e clorofórmio não. Justifique tais afirmações.

Passo 1

Beleza, então o exercício tá perguntando por que acetona e água são totalmente miscíveis (viram uma mistura única) enquanto água e clorofórmio não se misturam direito (ficam duas fases). A matéria envolvida é força intermolecular e miscibilidade: pra resolver a gente vai precisar entender os tipos de interação (ligações de hidrogênio, dipolo–dipolo e London) e o famoso “semelhante dissolve semelhante”.

Passo 2

Primeiro, o que é miscibilidade? É quando dois líquidos formam uma única fase, sem separação. Isso depende de como as moléculas “gostam” de interagir entre si.
• Se as interações A–A e B–B (moléculas do mesmo tipo) são parecidas em energia com A–B (entre molécu­las diferentes), eles se misturam.
• Se A–A e B–B são muito mais fortes que A–B, elas preferem ficar separadas.

Passo 3

Vamos olhar pra água e acetona:
• Água (H₂O) faz ligações de hidrogênio fortíssimas entre as próprias moléculas.
• Acetona (CH₃–CO–CH₃) tem um átomo de oxigênio com par de elétrons, aceite de H, e seu carbono ligado a oxigênios cria um dipolo forte.
Isso permite que cada molécula de água faça ligação de hidrogênio com o oxigênio da acetona:
HOH;cdots;O=C
Essas ligações H–O–C têm energia parecida com as H–O–H e com as dipolo–dipolo da acetona com ela mesma. Logo, A–B é tão bom quanto A–A e B–B, e mistura 100%.

Passo 4

Agora água e clorofórmio (CHCl₃):
• Água de novo faz ligações de hidrogênio fortíssimas (H₂O–H₂O).
• Clorofórmio tem um pequeno dipolo C–H (pois o H fica levemente positivo perto de 3 Cls), mas não tem par de elétrons pra formar H-bond de verdade.
Ou seja, a interação água–clorofórmio (dipolo–íon ou fraca dipolo–dipolo) é bem mais fraca do que H₂O–H₂O. As moléculas de água “se agarram” entre si, e as de clorofórmio também, formando duas fases.

Resposta

Acetona e água são totalmente miscíveis porque formam ligações de hidrogênio e interações dipolo–dipolo fortes, com energias semelhantes às interações puras de cada líquido. Já água e clorofórmio não se misturam bem porque a água faz ligações de hidrogênio muito fortes entre si, enquanto o clorofórmio só tem dipolo fraco e não consegue substituir essas ligações, gerando separação em duas fases.

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