Em artigo na revista “Nature”, pesquisadores da Universidade de Delaware, noticiam que o enxofre “aprisiona” metais tóxicos, como o cobre (45%) e o zinco (20%), em água na forma de ligações dativas, evitando a entrada destes metais tóxicos na cadeia alimentar dos seres vivos. Analise as afirmativas a seguir e marque a opção correta:
a) a relação
- Cu e 20% - Zn é uma expressão de concentração volume/volume.
b) esses metais são “aprisionados” porque as ligações dativas são estáveis quimicamente.
c) a presença desses metais, em água, aumenta a basicidade do meio ambiente.
d) a estabilidade da ligação dativa é determinada pelas forças de van der Waals.
a) a relação
b) esses metais são “aprisionados” porque as ligações dativas são estáveis quimicamente.
c) a presença desses metais, em água, aumenta a basicidade do meio ambiente.
d) a estabilidade da ligação dativa é determinada pelas forças de van der Waals.
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede.
- O enunciado informa que o enxofre “aprisiona” metais tóxicos na água e cita números:
para cobre e para zinco. - Apresenta quatro afirmativas (a, b, c, d) e pede que eu marque a opção correta entre elas.
Informações úteis do enunciado a considerar:
- Há percentuais
e associados a metais ( e ). - Fala-se de “ligações dativas” envolvendo enxofre e metais.
- Há menções implícitas sobre estabilidade química, efeito sobre a basicidade do meio e forças que determinam estabilidade.
O que é pedido: analisar cada afirmativa e escolher qual está correta.
Passo 2
Analisando a afirmativa (a): “a relação
- Cu e
- Zn é uma expressão de concentração volume/volume.”
Primeiro, o que é porcentagem volume/volume (
)?
-
significa “volume de soluto por volume de solução”, por exemplo = de soluto por de solução. É usada quando o soluto e a solução são líquidos miscíveis (ex.: álcool em água).
Por que a porcentagem de um metal dissolvido não costuma ser v/v?
- Metais na água aparecem como íons ou complexos (quantidades em massa ou em mols), não como um volume bem definido de metal líquido. Portanto se alguém reporta que
do metal foi “aprisionado”, isso normalmente refere-se a fração percentual (massa, mols ou porcentagem de ocorrência relativa), não a uma porcentagem volume/volume. - Conclusão: a afirmativa (a) está errada: não faz sentido interpretar automaticamente esses números como
.
Passo 3
Afirmativa (b): “esses metais são ‘aprisionados’ porque as ligações dativas são estáveis quimicamente.”
O que é ligação dativa (ligação coordenada)?
- É um tipo de ligação covalente em que ambos os elétrons compartilhados na ligação vêm do mesmo átomo (o doador). Escrevendo de forma simples: o átomo doador (com par de elétrons não-ligantes) doa esse par para um átomo aceitador (normalmente um cátion metálico) formando uma ligação coordenada.
- Notação comum:
— aqui é o ligante (doa par de elétrons) e é o metal.
Por que o enxofre “aprisiona” metais?
- O enxofre em compostos orgânicos ou em sulfetos tem pares de elétrons livres (lone pairs) que podem doar para cátions metálicos formando complexos coordenados com caráter covalente/eletrostático.
- Esses complexos reduzem a concentração de íons metálicos livres na água (a forma mais biodisponível e tóxica), pois o metal fica ligado ao enxofre em um complexo relativamente estável. Menos íon livre = menos entrada na cadeia alimentar.
- Além disso, existe um princípio prático chamado HSAB (Hard and Soft Acids and Bases): o enxofre é uma base “macia” (soft) e tende a formar complexos fortes com ácidos metálicos “macios” (soft) ou “borderline” — cobre e, em parte, zinco têm afinidade por enxofre. Isso aumenta a estabilidade do complexo.
Portanto, afirmar que a aprisionamento ocorre porque as ligações dativas são quimicamente estáveis é uma boa descrição prática e está correta em essência.
Passo 4
Afirmativa (c): “a presença desses metais, em água, aumenta a basicidade do meio ambiente.”
O que acontece na água quando cátions metálicos estão presentes?
- Muitos cátions metálicos formam complexos aquosos
. Esses complexos podem sofrer hidrólise, doando um próton da molécula de água coordenada:
- Essa reação libera
na solução, o que tende a diminuir o pH (ou seja, tornar o meio mais ácido), não mais básico.
Logo, a presença de cátions metálicos solúveis em geral tende a acidificar ligeiramente, e não a aumentar a basicidade. A afirmativa (c) é falsa.
Passo 5
Afirmativa (d): “a estabilidade da ligação dativa é determinada pelas forças de van der Waals.”
O que são forças de van der Waals?
- Forças de van der Waals são interações fracas (dipolo-induzido, dispersão de London, dipolo-dipolo) entre moléculas ou átomos. São importantes para atrações físicas fracas entre moléculas neutras.
O que determina a estabilidade de uma ligação dativa?
- A estabilidade de uma ligação coordenada depende principalmente da interação eletrônica entre o ligante e o metal: compartilhamento de par de elétrons, atração eletrostática entre o cátion e o ligante, energia de coordenação, efeitos químicos específicos (como o caráter covalente parcial, teoria do campo de ligantes, e princípios HSAB). Essas são interações químicas relativamente fortes e específicas, muito além das fracas forças de van der Waals.
- Portanto, afirmar que a estabilidade é determinada pelas forças de van der Waals é incorreto. Van der Waals contribuem pouco para a estabilidade de um complexo coordenado em comparação com a ligação dativa em si.
Conclusão sobre (d): falsa.
Passo 6
Resumo lógico dos quatro itens (sem repetir a resposta final em letra):
- (a) incorreta — porcentagens não representam
no contexto dado. - (b) correta — ligação dativa/coordenação com enxofre gera complexos estáveis que reduzem a disponibilidade dos metais.
- (c) incorreta — metais em solução tendem a acidificar (liberam
via hidrólise), não aumentar a basicidade. - (d) incorreta — estabilidade da ligação coordenada não é controlada por van der Waals, e sim por interações químicas (compartilhamento de elétrons, força eletrostática, afinidade ligante-metal, HSAB, etc.).
Resposta
b