O etilenoglicol líquido ( \mathrm{HOCH}_{2} \mathrm{CH}_{2} \mathrm{OH} ) é um dos principais ingredientes anticongelantes comerciais. Sua viscosidade é maior ou menor que a do etanol ( \mathrm{CH}_{3} \mathrm{CH}_{2} \mathrm{OH} )? Justifique [2].

Passo 1

O enunciado pergunta qual líquido tem maior viscosidade entre etilenoglicol e etanol e pede que eu justifique. As informações dadas são apenas as fórmulas das moléculas:
\mathrm{HOCH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{OH} (etilenoglicol) e \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{OH} (etanol).
A tarefa é comparar as viscosidades e explicar por que uma é maior que a outra.

Passo 2

O que é viscosidade e como ela se relaciona com moléculas?
Definição física: a viscosidade dinâmica \eta mede a resistência interna de um fluido ao escoamento; formalmente
\eta=\frac{\tau}{\partial v/\partial y},
onde \tau é a tensão de cisalhamento (força por unidade de área) e \partial v/\partial y é o gradiente de velocidade perpendicular ao escoamento. Em linguagem de prova: quanto maior \eta, mais “pegajoso” é o líquido e maior a força necessária para fazer camadas adjacentes se deslocarem umas em relação às outras.
Fatores moleculares que aumentam \eta: forças intermoleculares mais fortes (ligações de hidrogênio, dipolo–dipolo), maior massa/momento de inércia molecular e estrutura que favorece entrelaçamento ou empacotamento que dificulta o movimento relativo.

Passo 3

Compare os pesos moleculares — moléculas maiores normalmente tornam o líquido mais viscoso (tudo o mais igual):
Calcule massa molar aproximada de cada composto (usando C=12,0, H=1,0, O=16,0 para facilitar a conta):
\text{MM}_{\text{etanol}} = 2\cdot 12,0 + 6\cdot 1,0 + 16,0 = 46,0\\ \text{g·mol}^{-1}\\ (\text{aprox. }46,07).
\text{MM}_{\text{etilenoglicol}} = 2\cdot 12,0 + 6\cdot 1,0 + 2\cdot 16,0 = 62,0\\ \text{g·mol}^{-1}\\ (\text{aprox. }62,07).
Conclusão desta etapa: \text{MM}_{\text{etilenoglicol}}>\text{MM}_{\text{etanol}}, o que favorece maior viscosidade no etilenoglicol por causa de maior massa e maior arrasto molecular.

Passo 4

Compare as forças intermoleculares — foco em ligações de hidrogénio:
  • O grupo -\mathrm{OH} forma ligações de hidrogênio: cada -\mathrm{OH} pode doar um próton (H) para H-bond e o oxigênio pode aceitar H-bond.
  • Etanol ( \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{OH}) tem um único grupo -\mathrm{OH}: cada molécula pode formar tipicamente um doador e um aceitador primário de H-bond com vizinhas.
  • Etilenoglicol ( \mathrm{HOCH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{OH}) tem dois grupos -\mathrm{OH}: cada molécula pode oferecer até dois doadores e dois sítios de aceitação, aumentando muito o número possível de H-bonds intermoleculares por molécula.
Explique didaticamente: mais pontos de interação = mais “ligações” inter‑moleculares que prendem as moléculas umas às outras, o que aumenta a resistência ao deslizamento entre camadas (ou seja, aumenta \eta).

Passo 5

Observe possíveis objeções e resolva: e se parte das H-bonds em etilenoglicol forem intramoleculares?
É verdade que moléculas com dois -\mathrm{OH} próximas podem formar alguma H-bond intramolecular, reduzindo o número disponível para ligações entre moléculas. Mas no etilenoglicol a geometria favorece majoritariamente H-bonds intermoleculares (formando uma rede), e além disso o simples aumento de sítios de H-bond e a maior massa já garantem um aumento significativo da viscosidade em comparação com o etanol. Portanto, a hipótese intramolecular não inverte a conclusão.

Passo 6

Junte tudo: efeito combinado
  • Maior massa molar do etilenoglicol → maior arrasto molecular.
  • Dois grupos -\mathrm{OH} no etilenoglicol → muito mais H-bonds intermoleculares possíveis → rede de interações mais extensa.
  • Estrutura com dois -\mathrm{OH} em vértices opostos da cadeia favorece ligação entre moléculas vizinhas, aumentando “pegajosidade” e resistência ao fluxo.
    Conclusão qualitativa: etilenoglicol deve ter viscosidade muito maior que etanol.

Passo 7

Confirmação experimental (opcional, útil para prova): valores típicos a 20^\circ\mathrm{C} (apenas para ter uma ideia numérica):
\eta_{\text{etanol}}\approx 1,07\\ \text{mPa·s},\qquad \eta_{\text{etilenoglicol}}\approx 16,1\\ \text{mPa·s}.
Esses números mostram empiricamente o efeito discutido: etilenoglicol é muito mais viscoso que etanol.

Resposta

A viscosidade do etilenoglicol é maior que a do etanol.

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