Explique porque:
o tetracloreto de carbono (
\mathrm{CCl}_{4}
) não se mistura com a água.
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,
, não se mistura com a água,
. 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,
, 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,
, 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,
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
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
, para formar novas interações água–
. 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
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.