Dois alunos devem estudar dois compostos puros. Eles observam que o composto A ferve a
e o composto B , em
. Eles, porém, não têm mais tempo para outras análises. Examine as afirmações sobre os dois compostos. Em cada caso, indique se a suposição pode ser justificada pelos dados, estão erradas ou poderiam ser verdadeiras ou falsas. Justifique suas respostas.
O composto
tem a tensão superficial mais alta.
O composto
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem dois compostos puros A e B, e só sabemos o ponto de ebulição de cada um:
- A ferve a 37 °C
- B ferve a 126 °C
O assunto é interação intermolecular – tudo que faz as moléculas ficarem “grudadas” umas nas outras. Pra resolver, vamos precisar:
- Entender por que o ponto de ebulição está ligado à força das interações entre moléculas;
- Ver como essa mesma força influência a tensão superficial;
- Avaliar se dá pra garantir que B tem tensão superficial maior só a partir dos pontos de ebulição.
Passo 2
Teoria do ponto de ebulição e forças intermoleculares
Quando um líquido ferve, as moléculas precisam vencer as atrações umas pelas outras pra virar vapor. Quanto mais fortes forem essas forças (ligação de hidrogênio, dipolo–dipolo, forças de London etc.), maior a temperatura necessária para elas escaparem.
Em geral, ponto de ebulição alto ⇒ interações fortes.
Quando um líquido ferve, as moléculas precisam vencer as atrações umas pelas outras pra virar vapor. Quanto mais fortes forem essas forças (ligação de hidrogênio, dipolo–dipolo, forças de London etc.), maior a temperatura necessária para elas escaparem.
Em geral, ponto de ebulição alto ⇒ interações fortes.
Passo 3
Tensão superficial e interações intermoleculares
A tensão superficial é a “costura” que mantém a superfície do líquido unida. Ela mede, em essência, o esforço (força por comprimento) que as moléculas da superfície fazem pra não se separarem:
A tensão superficial é a “costura” que mantém a superfície do líquido unida. Ela mede, em essência, o esforço (força por comprimento) que as moléculas da superfície fazem pra não se separarem:
onde γ é a tensão superficial, F a força e L o comprimento em que essa força atua. Quanto mais fortes forem as atrações no interior do líquido, mais difícil é “esticar” essa superfície ⇒ maior γ.
Passo 4
Ligando tudo
- B ferve mais alto que A → B tem interações intermoleculares mais fortes que A.
- Em princípio, forças mais fortes tendem a dar tensão superficial maior.
Mas! O ponto de ebulição depende do tipo e da quantidade de interações específicas, e a tensão superficial também. Dois líquidos podem ter forças semelhantes no bulk e, ainda assim, comportamentos de superfície ligeiramente diferentes por causa de fatores como forma molecular, polaridade local, etc.
Passo 5
Conclusão sobre a afirmação
A gente NÃO pode afirmar com certeza absoluta que B tem tensão superficial maior só com o dado do ponto de ebulição. Provavelmente sim, mas também podem existir exceções.
A gente NÃO pode afirmar com certeza absoluta que B tem tensão superficial maior só com o dado do ponto de ebulição. Provavelmente sim, mas também podem existir exceções.
Resposta
A suposição de que o composto B tem tensão superficial mais alta não pode ser garantida apenas pelos pontos de ebulição – ela poderia ser verdadeira ou falsa.