Esclareça estes fatos:
(b) Ao misturar 50 mL de etanol com 50 mL de água, teremos uma solução com um volume ligeiramente menor que 100 mL .
(b) Ao misturar 50 mL de etanol com 50 mL de água, teremos uma solução com um volume ligeiramente menor que 100 mL .
Passo 1
O enunciado pede para explicar por que, ao misturar
de etanol com
de água, o volume final da solução fica ligeiramente menor que
. Vamos usar conceitos de interações intermoleculares (ligações de hidrogênio) e de volume molar parcial para entender essa contração de volume.
Passo 2
Água e etanol formam fortes ligações de hidrogênio entre si. Quando misturamos as duas substâncias, as moléculas de etanol “se encaixam” nos espaços da rede de água (e vice-versa), reduzindo o espaço vazio que existia nos líquidos puros. Essa reorganização molecular faz com que o volume total da mistura seja menor que a soma dos volumes iniciais.
Passo 3
Usamos o conceito de volume molar parcial
: se
e
são os mols de etanol e água, então o volume total da solução é
Em geral, para etanol-água temos
de modo que
Passo 4
Portanto, devido à contração volumétrica provocada pelas ligações de hidrogênio e pelo preenchimento dos espaços intermoleculares, o volume final da solução será sempre um pouco menor que
.
Resposta
Devido às fortes interações por ligação de hidrogênio e ao encaixe molecular que reduzem o volume parcial de cada componente, a mistura de
de etanol com
de água resulta num volume total ligeiramente inferior a
.