Explique, com base na polaridade, por que:
A água (polar) dissolve bem o sal de cozinha (NaCl, iônico) e o etanol (polar), mas não dissolve o óleo de cozinha (apolar).
A água (polar) dissolve bem o sal de cozinha (NaCl, iônico) e o etanol (polar), mas não dissolve o óleo de cozinha (apolar).
Passo 1
O que o enunciado pede: explicar, usando a ideia de polaridade, por que a água dissolve bem o sal de cozinha e o etanol, mas não dissolve o óleo de cozinha.
Informações dadas (retiradas do enunciado):
- A água é polar.
- O sal de cozinha é iônico (
). - O etanol é polar (tem um grupo
). - O óleo de cozinha é apolar.
Passo 2
O que é polaridade (explicação bem simples):
- Uma molécula é polar quando a distribuição de cargas elétricas nela não é uniforme; isto é, uma parte da molécula tem carga parcial negativa e outra parte tem carga parcial positiva. Essas cargas parciais criam um “dipolo”. Pense numa molécula polar como um pequeno ímã elétrico: um lado puxa elétrons com mais força que o outro.
- Exemplos visuais: na água, a região perto do oxigênio tem carga parcial negativa e as regiões perto dos hidrogênios têm carga parcial positiva; escrevemos isso como
com um dipolo O — H .
Passo 3
Que forças existem entre moléculas/íons (ideias-chave, sem jargão complicado):
- Forças iônicas: entre íons com cargas opostas (ex.:
e ). Essas forças são muito fortes e, em sólido, mantêm o cristal de unido. - Forças dipolo–íon: atração entre um íon (por exemplo
) e um dipolo (por exemplo uma molécula de água com região negativa). - Ligações de hidrogênio: tipo forte de interação dipolo–dipolo que ocorre quando há
ou — a água forma muitas dessas ligações entre si e com outras moléculas polares (como o etanol). - Forças de London (dispersion): interações fracas que existem entre todas as moléculas, mas dominam em substâncias apolares (como os componentes do óleo).
Passo 4
Mecanismo de dissolução do
em água (passo a passo e por que funciona):
- No cristal de
cada está cercado por e vice-versa; separar os íons exige energia (energia de rede cristalina). - Quando se coloca
na água, as moléculas de água orientam-se: o oxigênio (ponta negativa) aponta para e os hidrogênios (ponta positiva) apontam para . Dizemos que os íons ficam “hidratados” — formam uma capa de solvação. - A interação iono–dipolo água–íon libera energia suficiente para compensar (ou superar) a energia necessária para arrancar os íons da rede cristalina. Além disso, a mistura aumenta a desordem (entropia), o que também favorece a dissolução.
- Resultado:
se separa em e solvatados por água — ou seja, dissolve bem.
Passo 5
Por que o etanol (
) dissolve na água:
- O etanol tem duas partes: uma ponta polar (o grupo
) capaz de formar ligações de hidrogênio com água, e uma cauda apolar curta (o grupo etil). - As ligações de hidrogênio entre as moléculas de água e o grupo
do etanol são fortes o bastante para permitir que as moléculas se misturem bem. - Como resultado, as interações soluto–solvente (água–etanol) substituem favoravelmente as interações água–água e etanol–etanol. Pela regra prática “semelhante dissolve semelhante” (like dissolves like), duas espécies polares/multipolares tendem a se misturar.
- Na prova: ao ver uma molécula com
, pense instantaneamente em possibilidade de ligação de hidrogênio com água — isso indica boa solubilidade.
Passo 6
Por que o óleo (apolar) NÃO dissolve na água (explicação detalhada e física intuitiva):
- As moléculas de óleo são apolares; as forças relevantes entre elas são as fracas forças de London. Essas interações apolares não “conectam” bem com os dipolos da água.
- Para dissolver algo, é preciso que as interações soluto–solvente sejam competitivas com as interações soluto–soluto e solvente–solvente. No caso óleo–água:
- solvente–solvente (água–água) = muitas ligações de hidrogênio fortes;
- soluto–soluto (óleo–óleo) = interações de London;
- soluto–solvente (óleo–água) = fracas interações (água não forma ligações de hidrogênio com as cadeias apolares do óleo).
As interações óleo–água são bem mais fracas do que água–água, então não compensam romper a rede de ligações de hidrogênio da água.
- Além disso, quando uma molécula apolar entra numa “matriz” de água, as moléculas de água ao redor tendem a organizar-se em estruturas mais ordenadas (um “casulo” ou grega‑tipo clatrato) para minimizar contatos desfavoráveis. Essa organização reduz a entropia — outro fator que penaliza a mistura.
- Consequência prática: óleo e água se separam em fases (gotas de óleo) porque é energeticamente e termodinamicamente mais favorável para a água permanecer ligada à água do que misturar com o óleo. Esse é o que se chama efeito hidrofóbico.
Passo 7
Resumo prático que vale para a prova (receita rápida):
- Identifique o soluto e o solvente: são polares/iónicos ou apolares?
- Verifique que tipo de interação o solvente pode fazer (ácido/ânion, ligação de hidrogênio, dipolo–íon, etc.).
- Compare: as interações soluto–solvente são suficientemente fortes para substituir as interações soluto–soluto e solvente–solvente? Se sim → dissolve; se não → não dissolve.
- Regra simples: “semelhante dissolve semelhante”: polar/iónico dissolve em polar; apolar dissolve em apolar.
Resposta
A água dissolve bem
porque forma interações iono–dipolo que hidratam e estabilizam
e
, e dissolve etanol porque o grupo
do etanol faz ligações de hidrogênio com a água; já o óleo é apolar e não forma ligações fortes com a água, pelo que a água prefere manter suas ligações de hidrogênio (e a mistura seria termodinamicamente desfavorável), logo óleo e água se separam.