Para as substâncias apresentada no problema 5 diga quais seriam solúveis em água? E quais seriam solúveis em benzeno? Justifique.

Passo 1

O enunciado pede: “Para as substâncias apresentadas no problema 5 diga quais seriam solúveis em água? E quais seriam solúveis em benzeno? Justifique.”
Informações relevantes dadas: o enunciado refere-se a “substâncias apresentadas no problema 5”.
Problema: as substâncias do “problema 5” não foram enviadas aqui. Sem a lista concreta de compostos não dá para dizer, caso a caso, quais são solúveis em água ou em benzeno. Portanto não posso dar uma lista definitiva de solubilidades específicas para esse conjunto faltante.

Passo 2

Mesmo sem as substâncias, eu vou te ensinar um método passo a passo que você usa na prova para decidir rápido se um composto é solúvel em água ou em benzeno. A regra-prática fundamental é a famosa “semelhante dissolve semelhante” (like dissolves like): solventes polares dissolvem solutos polares ou iônicos; solventes apolares dissolvem solutos apolares. Vou explicar o que isso significa e como aplicar.

Passo 3

Entendendo água como solvente: água é polar e forma ligações de hidrogênio.
  • Água favorece interações elétricas fortes: ligações iônicas (íon-dipolo) e ligações de hidrogênio.
  • Portanto, compostos iônicos (por exemplo \text{NaCl}, sais orgânicos) são geralmente solúveis em água.
  • Compostos polares com capacidade de doar ou aceitar ligações de hidrogênio (álcoois, aminas, ácidos carboxílicos, cetonas pequenas) tendem a ser solúveis se forem pequenos o bastante ou houver interação suficiente com água.
    Exemplo ilustrativo: \text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH} (etanol) é miscível/altamente solúvel em água porque é pequeno e tem grupo -\text{OH} que faz H‑bond. Já \text{CH}_3(\text{CH}_2)_6\text{OH} (álcool de cadeia longa) tem grande parte apolar e tende a ser pouco solúvel.

Passo 4

Entendendo benzeno como solvente: benzeno ( \text{C}_6\text{H}_6) é apolar e aromático.
  • Benzeno dissolve bem composto apolares, hidrocarbonetos e moléculas com grandes superfícies aromáticas (interações π–π).
  • Compostos polares e iônicos têm baixa solubilidade em benzeno, porque não há meios de formar interações fortes com o solvente apolar.
    Exemplo ilustrativo: \text{n-hexano} é bem solúvel em benzeno; um sal inorgânico como \text{NaCl} é praticamente insolúvel em benzeno.

Passo 5

Regras práticas por grupos funcionais (como aplicar rápido na prova):
  • Sais iônicos (cloretos de sódio, acetatos metálicos): solúveis em água; insolúveis em benzeno.
  • Ácidos carboxílicos ( -\text{COOH}): na forma neutra têm solubilidade moderada em água se a cadeia for curta; se forem desprotonados (em pH básico) viram carboxilatos iônicos e ficam muito solúveis em água. Em benzeno: ácidos aromáticos (ex.: ácido benzóico) têm boa afinidade por benzeno por similaridade aromática, mas em presença de água e pH alto saem para a fase aquosa.
  • Álcoois ( -\text{OH}): álcoois pequenos ( \text{C}_1 a aproximadamente \text{C}_4 \text{C}_5) solúveis em água; conforme aumenta a cadeia carbônica, a solubilidade em água diminui e a solubilidade em benzeno aumenta.
  • Aminas: aminas básicas (primárias/secundárias) são solúveis em água quando protonadas (em meio ácido) — viram sais solúveis; aminas aromáticas (anilina) têm solubilidade diferente (menor) por causa da aromaticidade. Em benzeno, aminas apolares/aromáticas dissolvem-se melhor que aminas muito polares.
  • Cetona/aldeído/éster (polares, sem íon): pequenos são solúveis em água (ex.: acetona é miscível); ésteres e cetonas maiores tendem a ser menos solúveis e mais solúveis em solventes orgânicos apolares como benzeno.
  • Hidrocarbonetos (alcanos, cicloalcanos, aromáticos): insolúveis em água; solúveis em benzeno.
  • Compostos com grupos polares múltiplos (glicóis, açúcares): geralmente solúveis em água por muitas ligações de H; pouco solúveis em benzeno.

Passo 6

Como decidir na prova — um procedimento em 4 passos fáceis:
  1. Verifique se a substância é iônica (tem sal, metal ligado a um ânion orgânico). Se sim → solúvel em água.
  2. Conte os grupos polares e a extensão da cadeia apolar: se há muitos grupos capazes de H‑bond (OH, NH, COO−) e a parte apolar é pequena → prefere água. Se a parte apolar é grande → prefere benzeno.
  3. Pense em protonação/desprotonação: um amina básica pode virar sal (solúvel em água) se o meio for ácido; um ácido carboxílico fica muito solúvel se desprotonado.
  4. Procure anéis aromáticos e grande superfície apolar → favorece benzeno (π–π e dispersão). Para moléculas muito pequenas e polares (acetona, metanol) água quase sempre vence.

Passo 7

Reforço com exemplos práticos (faça exatamente esse raciocínio na prova):
  • \text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH} (etanol): muitos grupos polares relativos ao tamanho → solúvel em água; pouco interesse por benzeno.
  • \text{C}_6\text{H}_{14} (hexano): apolar → insolúvel em água; solúvel em benzeno.
  • \text{CH}_3\text{COCH}_3 (acetona): polar, sem íon → miscível em água.
  • \text{C}_6\text{H}_5\text{OH} (fenol): tem anel aromático + -\text{OH}. Fenol é moderadamente solúvel em água (tem H‑bond) e também tem afinidade por benzeno por causa do anel; na prova diga “parcialmente solúvel em água; solúvel em solventes orgânicos como benzeno” e justifique citando os dois efeitos.
  • Ácido benzóico \text{C}_6\text{H}_5\text{COOH}: pouco solúvel em água na forma neutra (cadeia aromática causa apolaridade), mas muito solúvel quando desprotonado (formando \text{C}_6\text{H}_5\text{COO}^-) — então especifique pH se necessário.

Passo 8

Dicas finais e exceções a ter em mente na prova:
  • Sempre mencione se a solubilidade depende do pH (ácidos/aminas).
  • Diferencie “miscível” (duas fases não se formam) de “solúvel” (quantidade limitada dissolvida). Para a prova, explique qualitativamente.
  • Se o composto tem mistura de características (ex.: um anel aromático com vários grupos polares), explique que há competição de interações e diga qual predomina segundo o tamanho relativo do segmento apolar vs. polar.
  • Se precisar justificar com termos técnicos, use “polaridade”, “ligações de hidrogênio”, “ionização no pH dado” e “interações π–π” — isso mostra domínio do raciocínio.

Resposta

Não é possível determinar quais substâncias do “problema 5” são solúveis em água ou em benzeno porque a lista de substâncias não foi enviada. Aplicando as regras dadas acima você mesmo pode decidir, composto por composto.

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