Questão 2 A. Os três critérios que obrigatoriamente devem ser atendidos descritos abaixo são relativos à:
I. Deve ser quimicamente inerte na substância a ser purificada;
II. Deve ter elevada capacidade de dissolução da substância em alta temperatura;
III. Baixo poder de dissolução em temperatura ambiente.
a) Seleção de um solvente ou mistura de solventes na realização da técnica de extração;
b) Seleção de um solvente ou mistura de solventes na realização da técnica de recristalização;
c) Seleção de um solvente ou mistura de solventes na realização da técnica de cromatografia;

Passo 1

O enunciado lista três critérios que devem ser atendidos obrigatoriamente:
I. Deve ser quimicamente inerte na substância a ser purificada;
II. Deve ter elevada capacidade de dissolução da substância em alta temperatura;
III. Baixo poder de dissolução em temperatura ambiente.
Pergunta: esses três critérios são relativos a qual das opções abaixo?
a) Seleção de um solvente ou mistura de solventes na realização da técnica de extração;
b) Seleção de um solvente ou mistura de solventes na realização da técnica de recristalização;
c) Seleção de um solvente ou mistura de solventes na realização da técnica de cromatografia.

Passo 2

Vamos entender claramente cada critério (sem resolver ainda), para sabermos o que cada um exige:
  • Critério I (inércia química): o solvente não deve reagir com o soluto (a substância que queremos purificar). Se o solvente reagir, forma-se produto novo e perdemos a substância pura.
  • Critério II (alta solubilidade a quente): precisa dissolver bem a substância quando aquecido, para que se consiga colocar toda a substância em solução numa etapa de “solução a quente”.
  • Critério III (baixa solubilidade a frio): quando a solução esfria, a substância deve precipitar/cristalizar para permitir a separação do sólido puro do solvente/impurezas.

Passo 3

Explicando por que o Critério I (inércia) é importante, com calma e exemplo:
  • O que significa “inerte”? Significa que o solvente não deve doar/receber grupos químicos da substância, nem promover hidrólise/oxidação/redução.
  • Exemplo simples: se você usar um solvente que reage com um grupo funcional (por ex., um solvente que cause esterificação), a substância original se altera e não há purificação — foi feita uma transformação química, não purificação.
  • Portanto, em todas as técnicas de separação é desejável que o solvente não reaja, mas a ênfase na inércia aparece especialmente onde se aquece a mistura para dissolver a substância (risco maior de reações).

Passo 4

Explicando o Critério II (elevada solubilidade a quente) de forma didática:
  • Solubilidade é a quantidade máxima de soluto que se dissolve em uma quantidade fixa de solvente a uma dada temperatura.
  • Muitas substâncias sólidas têm solubilidade que aumenta com a temperatura: por exemplo, açúcar se dissolve muito melhor em água quente do que em água fria.
  • Se você quer dissolver toda a amostra para depois recristalizar, precisa que a mesma seja muito solúvel quando o solvente está quente; caso contrário, parte ficará sem dissolver e a purificação será ineficiente.

Passo 5

Explicando o Critério III (baixa solubilidade em temperatura ambiente) com o objetivo prático:
  • Depois de ter a substância totalmente dissolvida a quente, o truque da recristalização é resfriar a solução para que o soluto volte a sair da solução formando cristais puros.
  • Se a solubilidade ao esfriar continuar alta, os cristais não se formam bem (ou formam poucos), e a recuperação do material puro falha. Portanto precisamos que a substância fique pouco solúvel no solvente frio.

Passo 6

Agora vou apresentar, de forma bem prática, o que é a técnica que corresponde exatamente a esses passos descritos: a recristalização. Passos típicos da recristalização (para você visualizar onde cada critério entra):
  • Passo A da técnica: Dissolver a amostra impura em uma pequena quantidade de solvente quente (aqui entra o Critério II: o solvente deve ter alta capacidade de dissolução a quente).
  • Passo B: Filtrar a solução quente para remover impurezas insolúveis (por isso o solvente deve ser inerte, Critério I, para não criar novas impurezas).
  • Passo C: Resfriar a solução lentamente para que o soluto puro cristalize (aqui entra o Critério III: baixa solubilidade à temperatura ambiente garante boa cristalização e boa recuperação).
  • Passo D: Separar os cristais e secá-los (produto puro).
Percebe? Os três critérios são exatamente os requisitos clássicos para selecionar um solvente de recristalização.

Passo 7

Comparando rapidamente com as outras técnicas para justificar por exclusão (didático e prático):
  • Extração (opção a): ao escolher solvente para extração nós nos preocupamos com imiscibilidade (dois líquidos não se misturam), diferença de polaridade e coeficiente de partição para transferir o soluto de uma fase para outra; a ideia de “alto solubilidade a quente e baixa a frio” não é um requisito típico. Inércia é desejável, mas não é o critério definidor.
  • Cromatografia (opção c): ao escolher eluente/móvel na cromatografia pensamos em polaridade, afinidade da substância pela fase estacionária, força de eluição e controle do tempo de retenção; também há preocupação com inércia, mas novamente não se exige que o solvente tenha baixa solubilidade à temperatura ambiente para “fazer cristalizar” — isso não faz sentido na cromatografia.
    Logo, os critérios I–III casam tipicamente com a lógica da recristalização.

Passo 8

Dicas práticas que você pode usar na prova ou no laboratório (como escolher na prática, passo a passo simples):
  • Fazer um teste rápido: pegar pequenas porções da substância em tubos e testar se dissolvem em pequeno volume do solvente à temperatura ambiente e em água quente. O solvente ideal dissolve pouco a frio e muito a quente.
  • Se nenhum solvente único serve, usa-se mistura de solventes (um “solvente bom” que dissolve bem a quente e um “anti-solvente” em que o soluto é pouco solúvel a frio) — por exemplo, dissolver em etanol quente e depois adicionar água fria como anti-solvente para induzir cristalização.
  • Verificar que o ponto de ebulição do solvente é adequado (não deve decompor o soluto quando aquecido) e que o solvente é realmente inerte frente aos grupos funcionais da substância.
  • Exemplos clássicos: benzoico (muito solúvel em água quente, pouco em água fria) — por isso água é bom solvente de recristalização para benzoato; acetanilida costuma recristalizar bem de água quente ou etanol dependendo da solubilidade.

Passo 9

Conclusão resumida do raciocínio: os três critérios listados descrevem exatamente as exigências para escolher um solvente (ou mistura) para a técnica de recristalização: solvente inerte, que dissolva bem o composto a quente e pouco a frio, para permitir dissolução e posterior formação de cristais puros ao esfriar.

Resposta

b) Seleção de um solvente ou mistura de solventes na realização da técnica de recristalização

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