UEFS Caderno 2 2016/1
A amônia, NH3(g), o sulfeto de hidrogênio, H2S(g), e o trióxido de enxofre, SO3(g) são substâncias químicas constituídas por moléculas de diferentes formas geométricas que interagem com moléculas de água e modificam o pH de sistemas aquáticos, como lagos, represas e rios.
Com base nas informações apresentadas, nos modelos das ligações químicas e nas propriedades das soluções aquosas, é correto afirmar:
A dissolução da amônia em água resulta em uma solução cuja concentração de íons H3O+ é superior a 1,0.10-7.
O SO3(g) apresenta moléculas de geometria piramidal porque sobre o átomo de enxofre existe um par de elétrons não ligantes.
O sulfeto de hidrogênio é constituído por moléculas lineares que interagem com a água por ligações dipolo induzido – dipolo permanente.
A interação química entre as moléculas de amônia e as moléculas de água envolve a formação do sólido iônico representado por NH4OH.
A reação química entre o trióxido de enxofre e a água forma um diácido em que o átomo de enxofre apresenta estado de oxidação +6.
Resolução
Solução detalhada
O enunciado menciona três substâncias gasosas — NH3, H2S e SO3 — e pede que relacionemos suas interações com a água e suas características estruturais para julgar as alternativas.
1. Estruturas e geometrias moleculares
- NH3: fórmula de VSEPR AX3E. Geometria molecular piramidal trigonal, com um par de elétrons não ligante no N.
- H2S: fórmula AX2E2. Geometria angular (semelhante à da água), portanto não é linear.
- SO3: fórmula AX3. Enxofre sem pares isolados; geometria trigonal plana.
2. Comportamento em solução aquosa
- NH3: base fraca de Brønsted-Lowry. Em água: \(\mathrm{NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-}\). O pH fica > 7, logo \([\mathrm{H_3O^+}] < 1{,}0\times10^{-7}\,\text{mol·L}^{-1}\).
- H2S: ácido fraco (diprótico), molécula polar que interage com água por dipolo-dipolo.
- SO3: óxido ácido. Reage completamente: \(\mathrm{SO_3(g) + H_2O(l) \rightarrow H_2SO_4(aq)}\). O ácido sulfúrico (H2SO4) possui dois hidrogênios ionizáveis (diácido) e enxofre em NOX +6.
3. Análise das alternativas
Depois de revisar conceitos, avaliemos cada item (ver seção “Explicação” abaixo). A única afirmativa correta é a alternativa E.
Portanto, resposta: E.
Dicas
Erros Comuns
Revisão dos conceitos-chave
- VSEPR (AXE): o número de pares ligantes (X) e não ligantes (E) em torno do átomo central determina a geometria molecular.
- Bases e ácidos em água: bases produzem OH−, reduzindo \([\mathrm{H_3O^+}]\); óxidos ácidos (como SO3) reagem com água formando ácidos.
- Interações intermoleculares: moléculas polares interagem por dipolo-dipolo; dipolo induzido-dipolo permanente ocorre quando uma molécula polar induz dipolo em outra apolar.
- Estado de oxidação (NOX): no ácido sulfúrico, \(\mathrm{S(+6)}\) porque \(2\times(+1) + x + 4\times(-2) = 0\).
