Em cada par de compostos a seguir, escolha aquele com a maior viscosidade. Explique sua resposta baseando-se nas forças intermoleculares.
acetone eálcool etílico
acetone eálcool etílico
Passo 1
O enunciado pede: entre os dois compostos dados, escolher aquele que tem maior viscosidade e justificar pela comparação das forças intermoleculares. Os compostos fornecidos são:
- acetona;
- álcool etílico.
Passo 2
Identificar as fórmulas e os grupos funcionais de cada composto (vou colocar as fórmulas em notação clara):
- acetona:
— grupo funcional carbonila ( ), é uma cetona. - álcool etílico (etanol):
— grupo funcional hidroxila ( ), é um álcool.
Passo 3
Listar as forças intermoleculares possíveis em ambos:
- forças de dispersão de London (presentes em todos os líquidos);
- dipolo–dipolo (quando a molécula é polar);
- ligações de hidrogénio (quando há
ligado a , ou — podem ser doadoras e/ou aceitadoras).
Agora, atribuir quais forças cada composto pode apresentar:
- acetona (
): tem dipolo por causa da carbonila e pode ser aceitadora de ligações de hidrogénio (o oxigénio da carbonila aceita H‑pontes), mas não tem para ser doadora. Logo: dispersão + dipolo–dipolo + aceitação fraca de H‑ligação (apenas como aceitadora). - etanol (
): tem dipolo e, crucialmente, tem o grupo , portanto pode doar e aceitar ligações de hidrogénio. Logo: dispersão + dipolo–dipolo + ligações de hidrogénio fortes e recíprocas.
Passo 4
Explicar didaticamente o papel das ligações de hidrogénio na viscosidade
- Viscosidade é resistência ao escoamento; depende de quão fortemente as moléculas “se agarram” umas às outras. Quanto mais fortes e numerosas as interações intermoleculares, mais difícil as camadas moleculares deslizam umas sobre as outras → maior viscosidade.
- Ligações de hidrogénio são interações relativamente fortes e direcionais entre um átomo de
ligado a e um par de electrões não ligantes num átomo electronegativo vizinho. São muito eficazes em aumentar coesão no líquido porque permitem formar uma rede de interações entre moléculas. - Etanol pode formar cadeias e redes de H‑ligações (cada molécula pode doar um
e aceitar através do par livre do ), criando uma estrutura associada mais persistente. Acetona só aceita H‑ligações, não doa; portanto, entre moléculas puras de acetona não há H‑ligações recíprocas fortes—apenas interações menos intensas (dipolo–dipolo e dispersão).
Passo 5
Comparar outros fatores (massa molar, forma, polaridade) e ver se mudam a conclusão
- Massa molar: acetona (
) é mais pesada que etanol ( ). Massa maior tende a aumentar forças de dispersão e pode aumentar viscosidade, mas esse efeito aqui é secundário. - Polaridade/dipolo: acetona é bastante polar (carbonila), então tem dipolo–dipolo relativamente forte. Contudo, a presença de H‑ligação em etanol é uma diferença qualitativa maior do que a simples diferença de massa ou de dipolo: H‑ligações aumentam muito a coesão comparado a dipolo–dipolo puro.
- Forma molecular: acetona é mais simétrica e menos capaz de formar uma rede de interações diretas entre moléculas do mesmo tipo.
Passo 6
Evidência experimental qualitativa (proxy): pontos de ebulição
- O ponto de ebulição do etanol é maior (
) do que o da acetona ( ). Ponto de ebulição mais alto indica forças intermoleculares maiores no líquido (é necessário mais energia para separar moléculas), o que é consistente com maior viscosidade do etanol.
Passo 7
Conclusão racional e dica de prova
- Como etanol forma ligações de hidrogénio recíprocas e essas interações aumentam bastante a coesão e, portanto, a viscosidade, o álcool etílico tem maior viscosidade que a acetona, apesar da acetona ter massa molar um pouco maior.
- Dica rápida na prova: quando um dos compostos tem
(ou ) e o outro não, escolha o que tem como mais viscoso — as H‑ligações costumam dominar.
Resposta
álcool etílico (etanol)