Que substância, em cada um dos seguintes pares, tem maior viscosidade: (a) etanol
ou dimetil-éter
, ambos a
; (b); benzeno
a
ou benzeno a
.
Passo 1
Beleza, então o enunciado pede pra gente comparar viscosidades em dois casos:
a) Etanol (CH₃CH₂OH) vs. dimetil-éter (CH₃OCH₃), ambos a 0 °C
b) Benzeno (C₆H₆) a 20 °C vs. benzeno a 60 °C
a) Etanol (CH₃CH₂OH) vs. dimetil-éter (CH₃OCH₃), ambos a 0 °C
b) Benzeno (C₆H₆) a 20 °C vs. benzeno a 60 °C
Conteúdo: é química física (propriedade de líquidos). Vamos precisar entender o que é viscosidade, como as forças entre moléculas influenciam e como a temperatura altera essa propriedade.
Passo 2
Primeiro, o que é viscosidade?
Viscosidade é uma medida de “resistência ao escoamento” de um líquido. Quanto mais viscoso, mais difícil fazer o líquido fluir. Em nível molecular, isso vem de como as moléculas “se agarram” umas às outras. Quanto mais fortes essas interações, maior a viscosidade.
Viscosidade é uma medida de “resistência ao escoamento” de um líquido. Quanto mais viscoso, mais difícil fazer o líquido fluir. Em nível molecular, isso vem de como as moléculas “se agarram” umas às outras. Quanto mais fortes essas interações, maior a viscosidade.
Passo 3
Caso (a): etanol vs. dimetil-éter, ambos a 0 °C
- Etanol (CH₃CH₂OH) tem grupo –OH: gera ligações de hidrogênio fortíssimas entre as moléculas.
- Dimetil-éter (CH₃OCH₃) tem oxigênio, mas não tem hidrogênio ligado ao O, então não faz ligação de hidrogênio consigo mesmo, só interações dipolo-dipolo mais fracas.
Como a ligação de hidrogênio é mais forte que dipolo-dipolo comum, as moléculas de etanol “grudam” mais. Logo, etanol é mais viscoso que dimetil-éter a 0 °C.
Passo 4
Caso (b): benzeno a 20 °C vs. benzeno a 60 °C
Aqui a substância é a mesma, só muda a temperatura. Em geral, a viscosidade cai quando a temperatura sobe, porque as moléculas ganham mais energia para “escapulir” umas das outras. Uma forma de ver isso é pela dependência aproximada
Aqui a substância é a mesma, só muda a temperatura. Em geral, a viscosidade cai quando a temperatura sobe, porque as moléculas ganham mais energia para “escapulir” umas das outras. Uma forma de ver isso é pela dependência aproximada
onde η é viscosidade, E é uma “energia de ativação” para fluxo, R a constante dos gases e T a temperatura absoluta. Mais T → expoente menor → η menor.
Portanto, benzeno a 60 °C é menos viscoso que benzeno a 20 °C.
Resposta
a) Etanol tem maior viscosidade que dimetil-éter a 0 °C.
b) Benzeno a 20 °C tem maior viscosidade que benzeno a 60 °C.
b) Benzeno a 20 °C tem maior viscosidade que benzeno a 60 °C.