2010 - volume 3 - caderno do aluno - ensino médio - 2ª série - química

GABARITO Caderno do Aluno Química 2a série – Volume 3

1

Respostas às questões

As respostas são indicações do que pode ser esperado das reflexões dos alunos. De

maneira nenhuma são “gabaritos” para ser seguidos em eventuais correções de tarefas

ou discussões em sala de aula. Deve-se chamar a atenção para o fato de se procurar

utilizar de maneira adequada a linguagem que envolve termos científicos, o que,

certamente, não corresponde ao modo pelo qual os alunos se expressam. Muitas vezes,

eles expressam ideias pertinentes, porém sem a devida apropriação da terminologia

química.


2

SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 1

FORÇAS DE INTERAÇÃO ENTRE PARTÍCULAS NOS ESTADOS SÓLIDO, LÍQUIDO E GASOSO

Páginas 3 - 4

1. Desenho feito pelo aluno sobre o ciclo hidrológico. Abaixo, veja um exemplo.

2. Não se espera que os alunos deem respostas completas, citando interações

intermoleculares. Espera-se que percebam que devem existir forças de diferentes

magnitudes. Assim, auxiliados por você, professor, poderão apresentar respostas

como a que segue: “No estado sólido, as partículas de H2O se mantêm muito

próximas, com pequena liberdade de movimentação. No estado líquido, as interações

entre as partículas são mais fracas; a energia recebida permite maior distanciamento

entre as moléculas, maior liberdade de movimentação, o suficiente para que a água se

mantenha líquida. No estado gasoso, as interações tornam-se mais fracas, as

partículas mantêm-se muito afastadas, desorganizadas e com grande mobilidade, o

suficiente para que a água permaneça nesse estado.


3

Atividade 2 – Forças de interação entre íons: explicando propriedades

de sólidos iônicos

Uma possível organização dos dados é dada a seguir.

SSuubbssttâânncciiaa EEssttaaddoo ffííssiiccoo aa 2255 ººCC

TTeemmppeerraattuurraa ddee ffuussããoo ((ººCC))

TTeemmppeerraattuurraa ddee eebbuulliiççããoo ((ººCC)) aa 11 aattmm

CCoonndduuttiibbiilliiddaaddee eellééttrriiccaa

SSóólliiddoo LLííqquuiiddoo

SSoolluubbiilliiddaaddee eemm áágguuaa**

CCaarráátteerr pprreeddoommiinnaannttee

ddaa lliiggaaççããoo

Cloreto de sódio

(NaCl) Sólido 801 1 413 Isolante Condutor Solúvel Iônica

Brometo de sódio (NaBr)

Sólido 747 1 390 Isolante Condutor Solúvel Iônica

Cloreto de magnésio (MgCl2)

Sólido 714 1 412 Isolante Condutor Solúvel Iônica

Cloreto de bário

(BaCl2) Sólido 962 1 560 Isolante Condutor Solúvel Iônica

Óxido de sódio

(Na2O) Sólido

1275 (sublima)

decompõe-se

Isolante Condutor Solúvel

(forma o hidróxido)

Iônica

Óxido de cálcio (CaO)

Sólido 2 614 2 850 Isolante Condutor Solúvel


Iônica

Óxido de bário (BaO)

Sólido 1 918 2 000 Isolante Condutor Solúvel


Iônica

Óxido de magnésio

(MgO) Sólido 2 852 3 600 Isolante Condutor

pouco solúvel

Iônica

Butano (C4H10)

Gasoso -135 0,48 Isolante Isolante Pouco solúvel

Covalente

Octano (C8H18)

Líquido -57 126 Isolante Isolante Pouco solúvel

Covalente

* Os óxidos dos metais alcalinos e alcalinoterrosos reagem com água, formando hidróxidos.

1. Analisando essas propriedades, pode-se observar que tais substâncias, com exceção

do butano e do octano, são sólidas à temperatura ambiente, solúveis em água (com

exceção do MgO, os óxidos reagem com água formando hidróxidos; ver Caderno do

Professor, 2a série, volume 2), apresentam temperaturas de fusão e ebulição elevadas


4

e não conduzem corrente elétrica no estado sólido, mas são condutoras quando

líquidas. Pode-se supor que tais substâncias sejam formadas por ligações iônicas.

2. As altas temperaturas de fusão e de ebulição podem ser explicadas se considerarmos

que as interações entre as partículas que constituem a substância são fortes, podendo-

se admitir que são íons de cargas opostas. As temperaturas baixas de fusão e de

ebulição do butano e do octano podem ser explicadas considerando-se ligações

covalentes, ou seja, compartilhamento de elétrons.

Páginas 6 - 7

O experimento proposto tem a intenção de fazer que os alunos utilizem o modelo de

interações eletrostáticas e percebam a existência de interações entre os íons de cargas

opostas.

Questões para análise do experimento

Páginas 7 - 8

1. Tratando-se de íons de cargas opostas, existem interações eletrostáticas entre eles e,

devido a essas interações, eles se dispõem alternadamente no cristal.

2. O cristal, com estrutura tridimensional, assemelha-se a um cubo.

3. No cristal, cada cátion Na+ é rodeado por seis ânions Cl– e cada ânion cloreto, por

sua vez, é rodeado por seis cátions Na+.

4. Sim, as faces do cristal formam entre si ângulos de 90º à semelhança com um cubo.

5. Sugestão de desenho:


5

©C

laud

io R

ipin

skas

6. Os íons se atraem e se mantêm unidos porque as interações entre eles são fortes.

Desafio!

Páginas 8 - 9

1. No cloreto de sódio sólido, os íons não apresentam mobilidade. As cargas elétricas,

por estarem “presas”, formando um edifício de íons no cristal, ficam impedidas de se

movimentar livremente, o que impede a condução de corrente elétrica.

2. As altas temperaturas de fusão podem ser explicadas considerando-se a intensidade

das forças que mantêm os íons unidos no sólido. Assim, deve ser fornecida energia

suficiente para superar as forças atrativas entre partículas (íons) a fim de alcançarem

a mobilidade característica da fase líquida. As altas temperaturas de ebulição podem

ser explicadas da mesma forma.

Página 9

Mesmo sem conhecer as fórmulas estruturais dos compostos orgânicos, o aluno pode

resolver a questão baseando-se nas propriedades das substâncias iônicas que já aprendeu

e em alguns conhecimentos que já tem sobre as propriedades de alguns compostos

orgânicos. Dessa maneira, pode responder: o sólido I tem as características de um sólido

iônico: muito solúvel em água e elevada temperatura de fusão, indicando fortes

interações entre os íons que o constituem. Assim, o nitrato de sódio deve ser o sólido I.

Analisando as propriedades dos outros sólidos (II e III), o aluno pode inferir que, por


6

apresentarem temperaturas de fusão relativamente baixas, devem ser formados por

ligações covalentes.

Questões para a sala de aula

Páginas 9 - 11

1. Como os valores de eletronegatividade dos átomos de C e H são bem próximos, o

butano deve ser formado por ligações covalentes. É provável que as ligações sejam

apolares, pois a diferença de eletronegatividade entre C e H é pequena.

2. O aluno podem fazer desenhos que mostrem que as moléculas no estado líquido

estão mais próximas do que no estado gasoso. Podem explicar que no estado líquido

elas permanecem mais próximas umas das outras por causa das forças de atração

entre elas. No estado gasoso, ficam afastadas umas das outras, desorganizadas,

considerando-se que as forças de atração entre elas praticamente inexistem.

3. A molécula do butano (C4H10) é apolar. Assim, para que o butano se mantenha

líquido, pode-se admitir que existem forças atrativas fracas entre as moléculas e que,

embora fracas, são suficientemente intensas de modo a favorecer sua permanência

nesse estado.

4. O aluno vai elaborar um texto próprio. É importante que contenha ideias sobre a

molécula ser apolar e que cite que as interações podem se dar por meio da formação

de dipolos instantâneos e das interações entre eles. Tais interações são fracas, o que

pode explicar o estado físico do butano em temperatura ambiente.


7

5. As interações eletrostáticas que dão origem à ligação covalente são mais fortes do

que as interações por dipolos instantâneos. Pode-se justificar considerando a

mudança de estado líquido para gasoso, em que são superadas as forças de interação

entre as moléculas, embora não sejam rompidas as ligações covalentes entre os

átomos que as constituem.

6. Com o aquecimento, a energia cinética das moléculas aumenta o suficiente para

superar as forças de interação entre elas e levar o butano líquido ao estado gasoso.

Desafio!

Página 12

À temperatura ambiente, o hidrogênio se encontra no estado gasoso, o que mostra

que as interações entre suas moléculas são fracas. A –255 ºC, o hidrogênio se encontra

no estado líquido; como essa temperatura é muito baixa, pode-se supor que as

interações entre as moléculas sejam muito fracas, do tipo dipolo instantâneo. O desenho

é pessoal.


Página 13

7. Considerando que as moléculas de HCl são polares, pode-se prever que as forças de

atração que as mantêm unidas ocorrem entre dipolos; por isso, são chamadas ligações

dipolo-dipolo.

Representação da formação da molécula de HCl


8

8. A temperatura de ebulição (–85 ºC) do HCl mostra que ele é um gás nas condições

ambientes. As interações intermoleculares são mais fracas do que as interações entre

os átomos para formar a ligação covalente, pois estas não se rompem quando, por

exemplo, ocorre mudança de estado físico.

Páginas 13 - 14

As possíveis ligações intermoleculares e interatômicas de cada uma das espécies

químicas listadas estão apresentadas a seguir:

SSuubbssttâânncciiaa TTeemmppeerraattuurraa ddee eebbuulliiççããoo aa

11 aattmm ((ººCC))

DDiiffeerreennççaa ddee eelleettrroonneeggaattiivviiddaa

ddee

LLiiggaaççõõeess iinntteerraattôômmiiccaass

LLiiggaaççõõeess iinntteerrmmoolleeccuullaarreess

Fluoreto de

hidrogênio (HF)

19 1,8 Covalente polar Ligação de hidrogênio

Cloreto de hidrogênio

( HCl) – 85 1,3 Covalente polar Dipolo-dipolo

Metano (CH4)

– 164 0,3 Covalente apolar Forças de London

Neônio (Ne) – 196 0 − Forças de London

Argônio (Ar)

– 186 0 − Forças de London

Amônia (NH3)

– 33 0,8 Covalente apolar Ligações de

hidrogênio


9

Páginas 14 - 17

1.

a) São gases à temperatura ambiente o metano (CH4), o etano (C2H6), o propano

(C3H8) e o butano (C4H10). (Temperaturas de ebulição abaixo da temperatura

ambiente (25 ºC) a 1 atm de pressão.)

b) O aluno pode construir gráficos com diferentes escalas. Um exemplo é mostrado

a seguir.

c) Sim: quanto maior a massa molar, mais elevada a temperatura de ebulição.

Moléculas constituídas dos mesmos elementos, com massas moleculares maiores,

têm maior número de átomos e apresentam maior tamanho. Moléculas pequenas,

como já mencionado, formam dipolos instantâneos com menor facilidade do que as

maiores formadas pelos mesmos elementos. Pode-se afirmar, ainda, que as forças de

London são mais fracas no metano.

d) De acordo com o texto, “[....] quanto maior for o número de átomos de carbono

de um alcano, maior será sua temperatura de ebulição e menor sua tendência a

vaporizar-se a uma dada temperatura” e “[...] gasolinas destinadas às condições

quentes do verão são formuladas com menores quantidades de alcanos”. Butano e

pentano têm maior facilidade de vaporizar, quando comparados a outros

componentes da gasolina, pois apresentam menores temperaturas de ebulição. As

interações entre suas moléculas devem ser mais fracas do que nas demais. Em clima


10

quente é mais conveniente utilizar os componentes de maior temperatura de ebulição,

pois não evaporam tão facilmente.

2. A ideia é que o aluno se foque na espacialidade, uma vez que esses alcanos

apresentam a mesma composição e o mesmo tipo de forças atrativas entre as

moléculas. Os alunos podem argumentar que as diferenças nas temperaturas de

ebulição se devem a forças de interação intermoleculares de diferentes intensidades.

Podem, ao procurar justificar a menor temperatura de ebulição do dimetilpropano e a

maior do n-pentano, recorrer ao formato (arranjo espacial) dessas moléculas. Podem,

assim, argumentar que moléculas mais alongadas, como o n-pentano, apresentam

uma área superficial maior, o que poderia facilitar as interações entre as moléculas,

gerando forças de interação mais fortes.


Páginas 17 - 19

1.

a) Na tabela periódica, os elementos do grupo do carbono correspondem ao grupo

14 e os elementos do grupo do oxigênio correspondem ao grupo 16.

b) Sim, as ligações entre os átomos que formam essas substâncias são do mesmo

tipo. Pode-se fazer essa afirmação considerando sua localização na tabela periódica.

2. Sim, existe uma regularidade: com exceção da água, cuja temperatura de ebulição é

de cerca de 100 ºC, muito elevada em relação à das outras substâncias, as

temperaturas de ebulição aumentam com o aumento da massa molar. No grupo do

carbono, observa-se a mesma regularidade: também as temperaturas de ebulição

crescem com o aumento da massa molar.

3. Não, a temperatura de ebulição da água é mais alta do que se poderia esperar

considerando-se a sua massa molar e comparando-se sua temperatura de ebulição

com a de outras substâncias.

4. A resposta do aluno deve se basear nos valores das temperaturas de ebulição. Assim,

o aluno pode responder que as forças de interação entre as moléculas de água devem

ser mais fortes do que entre as moléculas das demais substâncias.


11

5. Sendo a água um dipolo, pode-se imaginar que as regiões mais positivas de sua

molécula (os átomos de H) interagem com as mais negativas de outras moléculas (os

átomos de O), formando ligações fortes conhecidas como ligações de hidrogênio.

O aluno pode fazer diferentes representações. O importante é que a região positiva da

molécula (átomos de H) interaja com a região negativa de outra molécula (átomos de

O).

6. Os alunos podem representar de várias maneiras. O importante é que mostrem, no

desenho, as interações entre um átomo de H de uma molécula com o O de outra.

7. Uma possível representação dos estados líquido e sólido poderia ser:

Para explicar a menor densidade do estado sólido, o aluno pode recorrer à

representação feita, apontando que o espaçamento entre as moléculas no sólido é

maior do que entre as moléculas na água líquida. A mesma massa de água sólida

ocupa maior volume do que o mesmo tanto de água líquida. Dessa forma, quando a

água congela, seu volume aumenta e, consequentemente, sua densidade diminui.

Como ,V

md quando o volume aumenta, a densidade diminui para determinada

quantidade de material.

Desafio!

Páginas 19 - 20

Os alunos devem relacionar as cargas dos íons com os polos da molécula de água.

Assim, devem propor a interação do cátion com a região negativa da molécula de água

(átomo de O) e entre o ânion e a região positiva (átomo de H). Ocorrerá dissolução se as

forças de atração que a água exerce sobre os íons superarem as forças de atração entre


12

as moléculas de água (ligações de hidrogênio) acrescidas das forças de atração entre os

próprios íons (interações iônicas). Na dissolução, as ligações de hidrogênio são

superadas e as moléculas de água rodeiam os íons, diminuindo a força de atração entre

eles, separando-os.

Moléculas de água rodeando os íons Na+ e Cl-.


13

Páginas 20 - 22

1.

a) O aluno pode responder de várias maneiras. O importante é que perceba o

seguinte: cada curva se refere a um grupo da tabela periódica (14, 15, 16 e 17); o

grupo dos halogênios e o do nitrogênio apresentam comportamento parecido com o

grupo do oxigênio, em que as substâncias formadas entre H e F e entre H e N (HF e

NH3) apresentam temperaturas mais altas do que os demais elementos do grupo; o

grupo do carbono não apresenta esse comportamento.

b) H2O, NH3 e HF são moléculas formadas pelos elementos mais eletronegativos

(flúor, oxigênio e nitrogênio) com o hidrogênio, que é fracamente eletronegativo.

Nessas moléculas, as forças intermoleculares são anormalmente fortes. Como as

ligações entre as moléculas de água são ligações de hidrogênio, pode-se admitir que

tais ligações também estão presentes no HF e no NH3.

O desenho é pessoal.

2. O aluno vai tentar explicar com as próprias palavras. É importante que mencione que

é preciso fornecer energia à água no estado líquido para que ocorra a vaporização. As

forças de interação intermoleculares (ligações de hidrogênio) precisam ser superadas,

mantendo, entretanto, as ligações covalentes entre os átomos de H e O. O aluno

também pode explicar que, na condensação, as moléculas gasosas perdem uma

quantidade de energia suficiente para que a água se mantenha no estado líquido.

Assim, deverá ocorrer a formação de ligações de hidrogênio entre as moléculas. Para

formar o estado sólido, mais energia é perdida, e as moléculas se rearranjam,

formando uma estrutura hexagonal em que elas se mantêm por interações do tipo

ligação de hidrogênio. Deve-se lembrar que as ligações covalentes entre os átomos

de H e O na molécula de água se mantêm em todo o ciclo.


14


Páginas 23 - 24

1. O aluno deve elaborar um texto próprio. É importante que manifeste ideias relativas

às interações entre as regiões de carga positiva de uma molécula de dada substância e

as regiões de carga negativa da molécula de água e vice-versa. Também deve

mencionar que essas interações precisam superar as interações existentes entre as

moléculas de água (ligações de hidrogênio) e as interações existentes entre as

moléculas da substância em questão.

2. O aluno deve elaborar um texto próprio. É importante que manifeste ideias sobre a

não existência de regiões de carga na molécula de substâncias apolares, o que impede

a interação com as regiões de carga da molécula de água.

3. As moléculas de hexano apresentam interações intermoleculares fracas (forças de

dispersão de London), não ocorrendo a formação de dipolos permanentes. No etanol,

as interações entre as moléculas são do tipo ligações de hidrogênio. Assim, pode-se

dizer que praticamente não ocorrem interações entre as moléculas de hexano e de

etanol, o que justificaria a pouca solubilidade do etanol no hexano.

Página 24

É possível ocorrer a dissolução da glicose, da glicerina e do ácido fórmico em água

porque existem ligações de hidrogênio entre as moléculas de cada uma dessas

substâncias e as moléculas da água. Já o ácido láurico (componente do óleo de coco)

não se dissolve em água, pois, embora contenha um grupo OH-, apresenta uma cadeia

carbônica longa, apolar. Seria necessário uma grande quantidade de energia para romper

a estrutura da água. No ácido láurico não há forças de atração compensadoras, capazes

de quebrar as ligações de hidrogênio entre as moléculas de água.


15


FORÇAS DE INTERAÇÃO ENTRE PARTÍCULAS E SUBSTÂNCIAS MACROMOLECULARES

Página 25

Apresenta-se a seguir um possível quadro-síntese das interações entre átomos que

resultam em ligação química, das interações intermoleculares resultantes e das

propriedades gerais.

TTiippooss ddee ssuubbssttâânncciiaass ddee aaccoorrddoo ccoomm aa nnaattuurreezzaa ddaass ffoorrççaass ddee lliiggaaççããoo interpartículas e propriedades relacionadas com a estrutura

TTiippooss ddee ssuubbssttâânncciiaass

PPaarrttííccuullaass qquuee ccoommppõõeemm aa ssuubbssttâânncciiaa

TTiippoo ddee lliiggaaççããoo

FFoorrççaass iinntteerrppaarrttííccuullaass

PPrroopprriieeddaaddeess rreellaacciioonnaaddaass àà

eessttrruuttuurraa EExxeemmppllooss

Iônicas Cátions e ânions Iônica

Ligação

iônica

(interações

eletrostáticas

entre íons)

Sólidos de elevada

temperatura de

fusão; maus

condutores de

corrente elétrica no

estado sólido, porém

condutores quando

fundidos

NaCl;

MgCl2

Moleculares Moléculas

não polares Covalente

Dispersão

de London

Baixas temperaturas

de fusão e de

ebulição;

geralmente gasosos

ou líquidos a 25 ºC;

não condutores de

corrente elétrica;

insolúveis em água,

mas solúveis em

solventes orgânicos

H2;

CCl4;

butano

Moleculares Moléculas polares Covalente

Dipolo-dipolo

e ligações

de hidrogênio

Semelhantes aos não

polares, porém com

temperaturas de

fusão e de ebulição

H2O;

HCl;

NH3


16

mais elevadas;

podem apresentar

solubilidade em

água

Sólidos

de rede

covalente

Átomos ligados

em arranjos

tridimensionais

(macromoléculas)

Covalente

Ligações

covalentes

em rede

Sólidos duros com

elevadas

temperaturas de

fusão (geralmente

acima de

1000 ºC); não

condutores de

corrente elétrica e

insolúveis em

solventes comuns

SiO2

(quartzo);

diamante;

grafite

(conduz

corrente

elétrica);

fulerenos

Metálicas

Cátions

em nuvens

eletrônicas

(elétrons com

mobilidade;

“mar de elétrons”)

Metálica Ligação

metálica

Temperaturas de

fusão variáveis;

bons condutores de

calor e de

eletricidade; de

modo geral, são

maleáveis e dúcteis

Todos os

metais,

como Zn,

Cu, Sn,

Pb, Ni, Ag

etc.


17


A PRESSÃO ATMOSFÉRICA E SUA INFLUÊNCIA NA TEMPERATURA DE EBULIÇÃO DAS SUBSTÂNCIAS


Páginas 26 - 28

1. À medida que aumenta a altitude, a pressão atmosférica decresce e a temperatura de

ebulição da água também decresce.

Diferentes valores da pressão atmosférica em diferentes altitudes

Valores da temperatura de ebulição da água em diferentes pressões atmosféricas

2. O aluno deve localizar em um mapa os montes e cidades citados e comparar os

valores da pressão (P) e da temperatura de ebulição (TE) em função da altitude.

Deverá perceber que a pressão atmosférica decresce com a altitude. O mesmo ocorre


18

com a temperatura de ebulição da água. (A análise da própria tabela permite essa

observação).

3. O aluno vai redigir seu próprio texto. É importante que manifeste ideias relativas ao

equilíbrio estabelecido, em um sistema fechado, entre a evaporação de um líquido e a

condensação do vapor em dada temperatura, e que perceba que a pressão de vapor

está associada à pressão que o vapor exerce sobre a superfície do líquido. Pode

relacionar, também, a pressão de vapor com a facilidade de evaporação. Assim,

quanto maior a pressão de vapor, mais facilmente o líquido evapora em dada

temperatura.

4. O aluno vai elaborar seu próprio texto. Algumas ideias importantes podem ser

ressaltadas: a ebulição acontece quando a pressão máxima de vapor se torna igual à

pressão atmosférica. Assim, a temperatura de ebulição depende da pressão em que o

líquido se encontra. Os alunos podem explicar em termos microscópicos, citando,

por exemplo, que, com o aumento da temperatura, as moléculas adquirem mais

energia para vencer as forças atrativas que as mantêm no estado líquido, passando

assim ao estado gasoso.

Páginas 28 - 29

1. Quanto maior a pressão de vapor de um líquido, em dada temperatura, maior a

facilidade de evaporação, maior a volatilidade desse líquido. Os dados mostram que

a 20 ºC o álcool etílico é mais volátil do que a água, pois, na temperatura em que

ambos se encontram, ele é o que apresenta maior pressão de vapor.

2.

a) Analisando o gráfico, pode-se inferir que a pressão de vapor de um líquido

cresce com a temperatura em que ele se encontra. Pode-se observar, também, que,

em uma mesma temperatura, a pressão de vapor do álcool é maior do que a da água

e, em determinada pressão, a temperatura de ebulição do álcool é inferior à da água.

Verifica-se ainda que o etanol entra em ebulição a 78 ºC no nível do mar

(760 mmHg) e a água em 100 ºC.


19

b) Pode-se generalizar que a temperatura de ebulição de um líquido é aquela em

que a pressão de seu vapor se iguala à pressão ambiente. Portanto, pode-se

generalizar, também, que um líquido pode entrar em ebulição a qualquer

temperatura, desde que sua pressão de vapor se iguale à pressão ambiente.

Páginas 29 - 30

a) Sim, pois como as atrações entre as moléculas do dimetilpropano são muito fracas,

comparadas com as atrações entre as moléculas de etanol, que se dão por ligações de

hidrogênio, elas serão mais facilmente superadas, necessitando de menor energia

para que o líquido entre em ebulição.

b) O dimetilpropano é a substância mais volátil; sua temperatura de ebulição (9,5 ºC) é

menor do que a do etanol (78,5 ºC), tendo, portanto, maior facilidade de vaporização.

Páginas 30 - 32

1. Embora apresentem a mesma composição química, o arranjo dos átomos é diferente.

No etanol existe o grupo OH, que indica a presença de ligações de hidrogênio entre

suas moléculas, no estado líquido, o que lhe confere a maior temperatura de ebulição

à pressão de 760 mmHg. No éter, são forças de interação mais fracas (dipolos

instantâneos) que mantêm suas moléculas próximas, no estado líquido, o que lhe

confere a menor temperatura de ebulição à mesma pressão de 760 mmHg. Então, a

curva 1 refere-se ao éter e a curva 2 ao etanol.

2. Como foi visto, a pressão atmosférica decresce com o aumento da altitude e quanto

maior a altitude de uma localidade menor a temperatura de ebulição. Assim, a água

vai ferver em temperatura mais baixa em São Carlos, que apresenta maior altitude e

menor pressão atmosférica entre todas as cidades citadas.

3. A resposta vai depender da cidade em questão. Para prever a temperatura em que a

água vai entrar em ebulição, o gráfico da pressão atmosférica em função da altitude

pode ser reelaborado, limitando a escala para altitudes até aproximadamente

1 800 m, como mostrado a seguir. Dessa maneira, fica mais fácil a interpolação de


20

dados. O gráfico da temperatura de ebulição em função da pressão pode ser

diretamente utilizado (os dois gráficos foram feitos no Caderno do Aluno, “Questões

para a sala de aula”, exercício 1, p. 27).

Por exemplo, a cidade de Lorena está a 524 m acima do nível do mar, o que

corresponde a uma pressão de aproximadamente 720 mmHg e uma temperatura de

ebulição próxima a 96 ºC.

4.

a) A acetona, que apresenta maior pressão de vapor, é mais volátil (maior

facilidade de evaporação) .

b) O que apresenta maior temperatura de ebulição, à mesma pressão, é a água

(menor pressão de vapor).

c) As forças de atração entre as moléculas de acetona são menos intensas do que as

que atuam entre as moléculas de água.

Desafio!

Páginas 32 - 33

1. Sabe-se que, quanto maior a pressão ambiente, maior a temperatura de ebulição de

um líquido. Observando a estrutura da glicerina, verifica-se a existência de três

grupos OH, o que leva a pensar na quantidade de ligações de hidrogênio que a

mantém no estado líquido e na consequente elevada temperatura de ebulição, na

pressão de 760 mmHg. Portanto, a vantagem de realizar a destilação reduzindo-se a

pressão externa (60 mmHg) é que a glicerina entrará em ebulição numa temperatura

bem mais baixa. Isso representa economia da energia térmica que seria necessário

fornecer em condições normais. Além disso, evita-se a decomposição da glicerina,

que poderá ocorrer em temperaturas mais elevadas.


21

2. A temperatura de ebulição da glicerina a 60 mmHg será aproximadamente 200 °C.

3. Entre as informações que o aluno poderá buscar, é importante que verifique que a

destilação à pressão reduzida é recomendada para destilar líquidos que sofrem

decomposição a temperaturas próximas de sua temperatura de ebulição à pressão de

760 mmHg e também para líquidos que apresentam altas temperaturas de ebulição.

Poderá encontrar, também, explicações já dadas anteriormente, relacionando a

pressão de vapor de um líquido com a temperatura de ebulição. Em termos da

operação em si, o aluno deve observar que a pressão do sistema é diminuída por

meio de uma bomba de vácuo, que retira o ar do sistema, reduzindo a pressão

interna.


22


SÍNTESE DE IDEIAS SOBRE A TRANSFORMAÇÃO QUÍMICA

Questão para a sala de aula

Página 34

Os alunos poderão apresentar diferentes diagramas. O importante é que sejam

estabelecidas relações adequadas entre as ideias e os conceitos. Por exemplo, você,

professor, pode auxiliá-los informando que o estado físico (sólido, líquido ou gasoso)

das substâncias se relaciona com as interações interpartículas. Um possível modelo de

organização é apresentado a seguir. Deve ser enfatizado que este é apenas um exemplo

de relações que podem ser estabelecidas entre os conceitos.


23

Página 35

Os conceitos apresentados se referem aos diferentes aspectos da transformação

química tratados nos Cadernos da 1a série. Professor, espera-se que o aluno seja capaz,

com o exemplo da questão anterior e com sua orientação, de elaborar um diagrama

conforme solicitado. Já há um esquema possível proposto no Caderno do Professor, na

página 41.

Páginas 36 - 39

1. Alternativa b.

2. Alternativa e.

3. Alternativa e.

4. Como o Pico da Neblina está a uma altitude maior que Campos do Jordão, a pressão

atmosférica é menor e, assim, a temperatura de ebulição é menor. Errou o estudante

que afirmou que a água apresenta maior temperatura de ebulição no Pico da Neblina

do que em Campos do Jordão. Como a altitude de Natal é menor do que a de Campos

do Jordão, está correto o estudante que considerou que a temperatura de ebulição da

água é maior em Natal do que em Campos do Jordão.

5. Alternativa a.

6. S1 – sólido metálico: conduz no estado sólido, o que pressupõe cargas elétricas em

movimento.

S2 – sólido covalente: as partículas não são dotadas de cargas elétricas livres.

S3 – sólido iônico: constituído por partículas carregadas; as forças que mantêm essas

partículas unidas no estado sólido são superadas com a fusão.

2010 - volume 3 - caderno do aluno - ensino médio - 2ª série - química

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