Explique porque:
o tetracloreto de carbono (
\mathrm{CCl}_{4}
) não se mistura com a água.

Passo 1

O enunciado pede para explicar por que o tetracloreto de carbono, \mathrm{CCl}_4, não se mistura com a água, \mathrm{H_2O}. O conteúdo envolvido é solubilidade e forças intermoleculares, mais especificamente a relação entre polaridade molecular e afinidade entre solvente e soluto.

Passo 2

A água, \mathrm{H_2O}, é uma molécula polar e estabelece fortes ligações de hidrogênio entre suas próprias moléculas. Cada molécula de água tem um momento de dipolo permanente relativamente grande, resultante da geometria angular e da diferença de eletronegatividade entre oxigênio e hidrogênio. Essas interações tornam a água um solvente adequado para substâncias polares ou iônicas.

Passo 3

O tetracloreto de carbono, \mathrm{CCl}_4, tem geometria tetraédrica simétrica. Cada ligação C–Cl é polarizada, mas, devido à simetria, os vetores de dipolo se cancelam, resultando em momento de dipolo líquido igual a zero. Assim, \mathrm{CCl}_4 é uma molécula essencialmente apolar e só interage por forças de dispersão de London (forças de van der Waals), bem mais fracas que as ligações de hidrogênio da água.

Passo 4

O princípio geral de solubilidade é “semelhante dissolve semelhante”: solventes polares dissolvem solutos polares ou iônicos, enquanto solventes apolares dissolvem solutos apolares. Para que ocorra mistura, devem-se formar interações solvente-soluto de intensidade comparável às que existem entre as moléculas do solvente puro e do soluto puro.

Passo 5

Ao tentar misturar \mathrm{CCl}_4 com água, seria preciso romper ligações de hidrogênio fortes entre as moléculas de água e, ao mesmo tempo, romper as interações de dispersão entre moléculas de \mathrm{CCl}_4, para formar novas interações água– \mathrm{CCl}_4. Essas novas interações são muito fracas e não compensam a energia necessária para separar as fases originais. Consequentemente, a mistura não é energeticamente favorecida e as duas substâncias permanecem imiscíveis.

Resposta

O tetracloreto de carbono não se mistura com a água porque \mathrm{CCl}_4 é apolar e interage apenas por forças de dispersão, enquanto a água é polar e forma ligações de hidrogênio fortes; não há interação suficiente entre elas para permitir a miscibilidade.

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