O etilenoglicol líquido (
) é um dos principais ingredientes anticongelantes comerciais. Sua viscosidade é maior ou menor que a do etanol (
)? 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:
(etilenoglicol) e
(etanol).
A tarefa é comparar as viscosidades e explicar por que uma é maior que a outra.
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 mede a resistência interna de um fluido ao escoamento; formalmente
Definição física: a viscosidade dinâmica
onde
é a tensão de cisalhamento (força por unidade de área) e
é o gradiente de velocidade perpendicular ao escoamento. Em linguagem de prova: quanto maior
, 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 : 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.
Fatores moleculares que aumentam
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 ,
,
para facilitar a conta):
Calcule massa molar aproximada de cada composto (usando
Conclusão desta etapa:
, 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
forma ligações de hidrogênio: cada pode doar um próton (H) para H-bond e o oxigênio pode aceitar H-bond. - Etanol (
) tem um único grupo : cada molécula pode formar tipicamente um doador e um aceitador primário de H-bond com vizinhas. - Etilenoglicol (
) tem dois grupos : 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
).
Passo 5
Observe possíveis objeções e resolva: e se parte das H-bonds em etilenoglicol forem intramoleculares?
É verdade que moléculas com dois 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.
É verdade que moléculas com dois
Passo 6
Junte tudo: efeito combinado
- Maior massa molar do etilenoglicol → maior arrasto molecular.
- Dois grupos
no etilenoglicol → muito mais H-bonds intermoleculares possíveis → rede de interações mais extensa. - Estrutura com dois
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
(apenas para ter uma ideia numérica):
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.