Explique o significado da frase “semelhante dissolve semelhante”. Descreva como essa frase está relacionada com interações intermoleculares e com a solubilidade química.
Passo 1
Você pediu para eu explicar o significado da frase “semelhante dissolve semelhante” e descrever como essa frase se relaciona com interações intermoleculares e com a solubilidade química.
Informações relevantes do enunciado: você quer uma explicação do que a frase significa e uma conexão clara com os tipos de interações entre moléculas que determinam se uma substância se dissolve em outra.
Informações relevantes do enunciado: você quer uma explicação do que a frase significa e uma conexão clara com os tipos de interações entre moléculas que determinam se uma substância se dissolve em outra.
Passo 2
Significado básico e intuitivo da frase.
“Semelhante dissolve semelhante” é uma regra prática que diz: substâncias com naturezas intermoleculares parecidas tendem a se dissolver umas nas outras. Em palavras mais diretas: se o soluto e o solvente têm tipos e forças de interação intermolecular parecidas, a dissolução é favorecida; se são muito diferentes, a dissolução é desfavorecida. Não é uma lei absoluta, é uma regra de bolso muito útil.
“Semelhante dissolve semelhante” é uma regra prática que diz: substâncias com naturezas intermoleculares parecidas tendem a se dissolver umas nas outras. Em palavras mais diretas: se o soluto e o solvente têm tipos e forças de interação intermolecular parecidas, a dissolução é favorecida; se são muito diferentes, a dissolução é desfavorecida. Não é uma lei absoluta, é uma regra de bolso muito útil.
Passo 3
O que entendemos por “semelhante” — polaridade e capacidade de formar ligações.
- Polaridade: moléculas polares têm separação permanente de cargas (polo positivo e polo negativo) e podem interagir por forças dipolo–dipolo.
- Capacidade de formar ligação de hidrogênio: moléculas com
, (doadores) e pares de elétrons em , (aceptores) podem fazer ligações de hidrogênio fortes. - Não polar: moléculas apolares não têm dipolo permanente; interagem principalmente por forças de dispersão de London (forças de indução por flutuação de elétrons).
Resumo prático: “semelhante” = mesmo tipo dominante de interação intermolecular (polares/H‑ligação com polares; apolares/dispersion com apolares).
Passo 4
Principio energético por trás da solubilidade (visão termodinâmica).
A dissolução só acontece espontaneamente se houver ganho termodinâmico global, avaliado pela energia livre de Gibbs:
A dissolução só acontece espontaneamente se houver ganho termodinâmico global, avaliado pela energia livre de Gibbs:
Expliquei os termos:
-
é a variação da energia livre (se , o processo é espontâneo). -
é a variação de entalpia: envolve romper as interações soluto–soluto e solvente–solvente e formar interações solvente–soluto. Se as novas interações solvente–soluto forem fortes, tende a ser negativo (favorável). -
é a variação de entropia: geralmente a mistura aumenta a desordem (favorável), mas nem sempre (por exemplo, ordenação de solvente ao redor de um íon reduz entropia local).
Consequência prática: para dissolução favorável precisamos que a combinação dee torne negativo. Quando solvente e soluto têm forças parecidas, a formação de interações solvente–soluto substitui bem as interações rompidas, portanto não fica muito desfavorável e a dissolução tende a ocorrer.
Passo 5
Tipos de interações intermoleculares relevantes (com exemplos simples).
- Forças de dispersão de London: presentes em todas as moléculas, dominantes em apolares (ex.:
, hexano). Moléculas apolares se dissolvem bem em solventes apolares devido a compatibilidade dessas forças. - Dipolo–dipolo: entre moléculas polares (ex.: clorofórmio).
- Ligações de hidrogênio: muito fortes entre espécies que têm
ou (ex.: água , álcool ). Moléculas que fazem H‑ligação com água tendem a ser solúveis em água. - Interações íon‑dipolo: importantes para sais em solventes polares (ex.:
em água, interação entre / e os polos da água).
Passo 6
Exemplos clássicos que mostram a regra na prática.
- Sais iônicos em água:
dissolve em porque a água forma interações íon‑dipolo fortes e envolve íons em “casquinhas” de solvatação (hidratação). Essas interações superam a atração iônica do cristal, tornando e favoráveis. - Compostos polares com solventes polares:
(etanol) é miscível com água porque pode formar ligações de hidrogênio e interagir via dipolo. - Compostos apolares com solventes apolares:
(octano) dissolve bem em hexano — forças de dispersão compatíveis. - Compostos apolares em água: óleo e água não se misturam porque as moléculas de água perdem ligações H‑ligação ao tentar acomodar moléculas apolares — isso torna
desfavorável (além de efeitos entrópicos locais que ordenam a água em torno do apolar).
Passo 7
Casos intermediários e estratégias para “quebrar” a regra: co‑solventes, surfactantes e solubilização.
- Co‑solventes: um solvente intermediário (ex.: etanol) pode dissolver tanto espécies polares quanto apolares parcialmente, atuando como ponte.
- Surfactantes/amfifílicos: moléculas com cabeça polar e cauda apolar (detergentes) formam micelas na água; a parte apolar fica no interior da micela, solubilizando óleos — assim conseguimos misturar óleo (apolar) em água (polar).
- Solubilidade de gases: gases apolares (O2, N2) têm alguma solubilidade em água por forças de dispersão induzidas; a solubilidade é baixa, mas não zero — isso mostra que “semelhante dissolve semelhante” é uma simplificação.
Passo 8
Medidas e parâmetros quantitativos que refinam a regra.
- Constante dielétrica
: solventes com alto (ex.: água) estabilizam cargas/íons melhor e são mais polares. - Parâmetro de solubilidade de Hildebrand / Hansen (mais técnico): quantificam a afinidade entre soluto e solvente com base em contribuições dispersivas, polar e de H‑ligação. Solutos e solventes com parâmetros próximos tendem a ser solúveis entre si. Esses são detalhes mais avançados que dão uma previsão quantitativa além da regra qualitativa.
Passo 9
Limitações práticas e sinais de alerta (o que observar numa prova).
- A regra é uma heurística: sempre verifique presença de grupos capazes de formar H‑ligação, carga (íon), tamanho molecular e polarizabilidade.
- Moléculas grandes apolares podem ter solubilidade alterada pelo tamanho (forças de dispersão aumentadas).
- Temperatura e pressão influenciam solubilidade (ex.: gases dissolvem menos em água com aumento de temperatura).
- Procure por interações específicas (complexação, reações químicas) que podem tornar algo solúvel mesmo com polaridades diferentes.
Passo 10
Como aplicar isso rapidamente numa prova (checklist prático).
- Identifique se a molécula é iônica, polar com H‑doadores/aceptores, ou apolar.
- Identifique o solvente (água = muito polar e formadora de H‑ligação; hexano = apolar).
- Se ambos forem do mesmo “tipo” dominante (íon/polar/apolar), espere solubilidade.
- Se forem diferentes, pense em co‑solvente, surfactante ou interações específicas como possíveis exceções.
Dica de amigo: responda com exemplos concretos (NaCl+água → solúvel; óleo+água → não miscível) para justificar sua resposta na prova.
Resposta
“Semelhante dissolve semelhante” significa que substâncias com tipos semelhantes de interações intermoleculares (polares e capazes de H‑ligação entre si, ou apolares interagindo por dispersion entre si) tendem a se dissolver mutuamente; a solubilidade resulta do balanço energético entre romper interações soluto–soluto e solvente–solvente e formar interações solvente–soluto (avaliado por
), portanto compatibilidade das forças intermoleculares (dipolo, H‑ligação, íon‑dipolo, dispersão) determina se a dissolução é favorecida.