Considere os seguintes compostos, todos à pressão ambiente:
I. \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}
II. \mathrm{CH}_{4}
III. \mathrm{CH}_{3} \mathrm{OH}
IV. HCl
Assinale a alternativa que classifica corretamente os compostos em ordem crescente de ponto de ebulição:
a) I < III < IV < II
b) II < IV < III < I
c) II < IV < I < III
d) IV < II < III < I
e) III < II < I < IV

Passo 1

O enunciado pede para ordenar, em ordem crescente de ponto de ebulição, quatro compostos à pressão ambiente:
I. \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}
II. \mathrm{CH}_{4}
III. \mathrm{CH}_{3}\mathrm{OH}
IV. \mathrm{HCl}
O conteúdo envolvido é a comparação das forças intermoleculares: dispersion (forças de London), dipolo–dipolo e ligações de hidrogênio.

Passo 2

Analisando o metano, \mathrm{CH}_{4}, ele é completamente apolar e só apresenta forças de London. Essas são as mais fracas, então ele terá o menor ponto de ebulição (aprox. -162\,^\circ\mathrm{C}).

Passo 3

O cloreto de hidrogênio, \mathrm{HCl}, é uma molécula polar e interage por dipolo–dipolo, que são mais fortes que as forças de London. Seu ponto de ebulição (aprox. -85\,^\circ\mathrm{C}) é maior que o do \mathrm{CH}_{4} mas ainda bem baixo.

Passo 4

O metanol, \mathrm{CH}_{3}\mathrm{OH}, possui grupo –OH capaz de formar ligações de hidrogênio entre moléculas, bem mais fortes que dipolo–dipolo. Por isso seu ponto de ebulição (aprox. 65\,^\circ\mathrm{C}) fica acima do de \mathrm{HCl}.

Passo 5

A água, \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}, também forma ligações de hidrogênio, mas cada molécula pode fazer mais conexões (duas ligações por molécula em média), resultando em rede muito estável e ponto de ebulição mais alto (aprox. 100\,^\circ\mathrm{C}).

Passo 6

Comparando todos:
\mathrm{CH}_{4} < \mathrm{HCl} < \mathrm{CH}_{3}\mathrm{OH} < \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}
Ou em termos de índice: II < IV < III < I.

Resposta

b) II < IV < III < I

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