Questão 36. Comparando-se as pressões máximas de vapor dos halogenidretos no estado líquido à mesma temperatura, obtemos a ordem crescente:
A( ) \mathrm{HF}<\mathrm{HCl}<\mathrm{HBr}<\mathrm{HI}
C( ) \mathrm{HF}<\mathrm{HI}<\mathrm{HBr}<\mathrm{HCl}
E ( ) \mathrm{HI}<\mathrm{HF}<\mathrm{HCl}<\mathrm{HBr}
B( ) \mathrm{HI}<\mathrm{HBr}<\mathrm{HCl}<\mathrm{HF}
D( ) \mathrm{HCl}<\mathrm{HBr}<\mathrm{HI}<\mathrm{HF}

Passo 1

O enunciado pede: comparar as pressões máximas de vapor (pressões de vapor de equilíbrio) dos halogenidretos líquidos à mesma temperatura e escolher a ordem crescente (do menor para o maior). As espécies envolvidas são \mathrm{HF}, \mathrm{HCl}, \mathrm{HBr} e \mathrm{HI}. Ou seja, precisamos ordenar essas quatro substâncias segundo a magnitude de P_{\text{vap}} (pressão de vapor) em crescimento.

Passo 2

O que é pressão de vapor e como ela se relaciona com forças intermoleculares (explicação didática):
  • A pressão de vapor \,P_{\text{vap}}\, é a pressão exercida pelo vapor quando líquido e vapor estão em equilíbrio à mesma temperatura. É uma medida da tendência das moléculas saírem do líquido para a fase gasosa.
  • Regra prática: quanto mais fortes forem as forças intermoleculares entre moléculas do líquido, mais difícil é para as moléculas escaparem para o vapor, logo menor será \,P_{\text{vap}}\,.
  • Em forma de relação qualitativa:
\text{Forças intermoleculares maiores}\quad\Longrightarrow\quad P_{\text{vap}}\\ \text{menor}.ç
Portanto, para ordenar P_{\text{vap}} precisamos primeiro avaliar quão fortes são as forças intermoleculares em cada substância.

Passo 3

Identificar as forças intermoleculares relevantes para \mathrm{HF}, \mathrm{HCl}, \mathrm{HBr}, \mathrm{HI} e explicar por que:
  • \mathrm{HF}: contém ligação \mathrm{H-F}. Como F é muito eletronegativo, existe ligação de hidrogênio (hydrogen bonding) entre moléculas \mathrm{HF}. Ligação de hidrogênio é uma força intermolecular fortíssima (bem maior que dipolo–dipolo comum ou dispersão de mesma massa). Logo \mathrm{HF} tem forças intermoleculares particularmente fortes.
  • \mathrm{HCl}, \mathrm{HBr}, \mathrm{HI}: não formam ligação de hidrogênio (porque o átomo ligado ao H não é F, O ou N). Nessas moléculas as forças dominantes são:
    • forças de dispersão (London), que aumentam com a polarizabilidade (ou seja, com o tamanho/massa do halogênio),
    • e um dipolo permanente fraco (pois a polaridade diminui ao aumentar o halogênio).
  • A polarizabilidade cresce na ordem \mathrm{Cl}<\mathrm{Br}<\mathrm{I}, portanto as forças de dispersão seguem
\mathrm{HCl}<\mathrm{HBr}<\mathrm{HI}\quad\text{(forças de dispersão)}.çã

Passo 4

Ordenando as forças intermoleculares totais (juntando os argumentos acima):
  • \mathrm{HF} tem ligação de hidrogênio forte, portanto é a mais forte entre as quatro.
  • Entre os demais, \mathrm{HI} é o mais polarizável (maior massa), logo tem as maiores forças de dispersão; depois vem \mathrm{HBr}; \mathrm{HCl} tem as menores forças de dispersão.
    Assim:
\text{Forças intermoleculares (maior \(\to\) menor)}:\quad \mathrm{HF} > \mathrm{HI} > \mathrm{HBr} > \mathrm{HCl}.ç

Passo 5

Transformar a ordem de forças intermoleculares na ordem de pressões de vapor (inverso das forças):
  • Como forças maiores ⇒ P_{\text{vap}} menor, invertemos a ordem do passo anterior:
P_{\text{vap}}\\ \text{(menor}\to\text{maior)}:\quad \mathrm{HF} < \mathrm{HI} < \mathrm{HBr} < \mathrm{HCl}.
Isto é: \mathrm{HF} tem a menor pressão de vapor (mais “retido” no líquido) e \mathrm{HCl} a maior pressão de vapor (mais volátil) dentre as quatro.

Passo 6

Comparar com as alternativas fornecidas: a ordem encontrada \mathrm{HF}<\mathrm{HI}<\mathrm{HBr}<\mathrm{HCl} corresponde exatamente à alternativa marcada como C.

Passo 7

Resumo final e motivação curta para lembrar na prova:
  • Procure primeiro forças intermoleculares: presença de hydrogen bond (sinaliza P_{\text{vap}} baixo).
  • Se nenhum hydrogen bond, compare massas/polarizabilidades: maior massa ⇒ maior dispersão ⇒ menor P_{\text{vap}}.
  • Aplicando isso aqui deu \mathrm{HF}<\mathrm{HI}<\mathrm{HBr}<\mathrm{HCl}, alternativa C — guarda esse raciocínio, funciona para muitos problemas semelhantes.

Resposta

C

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