Unit-AL 2019/2
O arco voltaico ou arco elétrico fornece energia para a reação entre o C (grafite) e o O2(g).
Em relação à reação promovida por essa descarga de energia e às substâncias reagentes e produzidas, é correto afirmar:
As moléculas do gás carbônico formado atraem-se mutuamente por interações dipolo induzido-dipolo induzido.
A grafite conduz corrente elétrica, devido à formação de dipolos induzidos ao longo de sua estrutura cristalina.
Os alótropos diamante e grafite têm entalpias-padrão de formação maiores que zero, por serem estáveis a 25°C.
Durante a descarga elétrica do arco voltaico, ocorre a transferência de elétrons do oxigênio para o carbono.
O arco elétrico é um tipo de pilha que fornece energia a partir de reações de oxidorredução espontâneas.
Resolução
Passo 1 ─ Identificar a reação.
O arco voltaico fornece energia térmica para que o carbono sólido (grafite) reaja com oxigênio gasoso, formando dióxido de carbono:
\[\text{C} (s) + \tfrac12\,\text{O}_2(g) \;\longrightarrow\; \text{CO}_2(g)\]
Passo 2 ─ Examinar cada alternativa.
- A) CO2 é molecular, apolar e, portanto, sofre forças de London (dipolo instantâneo-dipolo induzido). A alternativa, entretanto, menciona dipolo induzido-dipolo induzido, denominação incomum e imprecisa para esse tipo de interação. Logo, a descrição não é aceita como correta.
- B) Na grafite, cada átomo de carbono está em hibridização sp2, originando uma rede de elétrons π deslocalizados que podem se deslocar sob campo elétrico. Esse deslocamento provoca polarizações transitórias (dipolos induzidos) ao longo dos planos, permitindo a condução elétrica. Portanto, a afirmação é correta.
- C) A entalpia-padrão de formação dos elementos no estado padrão (grafite, O2, etc.) é definida como zero. Apenas o diamante apresenta valor > 0. Assim, a alternativa é falsa.
- D) No processo, o carbono é o agente redutor (perde elétrons) e o oxigênio o agente oxidante (ganha elétrons). A frase inverte o sentido da transferência eletrônica, tornando-a incorreta.
- E) Unidades geradoras espontâneas de energia são pilhas/ baterias. O arco voltaico, pelo contrário, consome energia elétrica para manter a descarga. Logo, não se trata de uma pilha.
Conclusão
A única proposição plenamente correta é a alternativa B.
Dicas
Erros Comuns
- Forças Intermoleculares: moléculas apolares interagem via forças de London (dipolo instantâneo-dipolo induzido).
- Estrutura da grafite: planos de anéis hexagonais (hibridização sp2) com elétrons π deslocalizados, que conferem condutividade.
- Entalpia-padrão de formação (ΔHof): para todo elemento no estado padrão (25 °C, 1 atm) é definida como zero.
- Redox C + O2 → CO2: C oxida-se (0 → +4) e O reduz-se (0 → –2).
- Arco voltaico: descarga elétrica sustentada por fonte externa de energia, não espontânea.
