Baseado nas Interações Intermoleculares discuta por que algumas substâncias são mais voláteis que outras.
Passo 1
O enunciado nos pede para explicar, à luz das interações intermoleculares, por que algumas substâncias são mais voláteis que outras. O conteúdo envolve os conceitos de volatividade, pressão de vapor e os diferentes tipos de forças intermoleculares que atuam numa substância.
Passo 2
Primeiro, vamos definir volatividade: uma substância é mais volátil quando ela tende a passar do estado líquido para o gasoso com mais facilidade. Em outras palavras, substâncias mais voláteis têm maior pressão de vapor a uma dada temperatura.
Passo 3
Existe uma relação termodinâmica entre a pressão de vapor
e a entalpia de vaporização
, dada aproximadamente pela equação de Clausius–Clapeyron em forma integrada:
onde
é a constante dos gases ideais,
a temperatura absoluta e
uma constante. Quanto maior
, menor será
para a mesma
, indicando menor volatividade.
Passo 4
As diferentes interações intermoleculares determinam o valor de
. Da mais fraca para a mais forte, temos:
- Forças de London (dipolo induzido – dipolo induzido)
- Dipolo–dipolo permanente
- Ligação de hidrogênio
Substâncias que interagem apenas por forças de London (por exemplo, gases nobres ou hidrocarbonetos apolares) apresentam
pequeno, pois essas forças são fracas e fáceis de superar.
Passo 5
Por outro lado, moléculas polares ou capazes de formar ligações de hidrogênio (como água, álcoois ou ácidos carboxílicos) têm
maior, pois é preciso gastar mais energia para romper essas interações fortes e permitir a vaporização.
Passo 6
Concluímos que a volatividade de uma substância é inversamente relacionada à intensidade das suas interações intermoleculares: quanto mais fracas as forças que mantêm as moléculas juntas, menor
e maior a pressão de vapor, ou seja, maior a volatividade.
Resposta
Substâncias com forças intermoleculares fracas (como forças de London) são mais voláteis porque requerem menos energia (
menor) para vaporizar, resultando em maior pressão de vapor a uma dada temperatura.