Albert Einstein 2016/2
O gráfico a seguir representa a pressão de vapor de quatro solventes em função da temperatura.
Ao analisar o gráfico foram feitas as seguintes observações:
I. Apesar de metanol e etanol apresentarem ligações de hidrogênio entre suas moléculas, o etanol tem maior temperatura de ebulição, pois sua massa molecular é maior do que a do metanol.
II. É possível ferver a água a 60 °C, caso essa substância esteja submetida uma pressão de 20 kPa.
III. Pode-se encontrar o dissulfeto de carbono no estado líquido a 50 °C, caso esteja submetido a uma pressão de 120 kPa.
Pode-se afirmar que
somente as afirmações I e II estão corretas.
somente as afirmações I e III estão corretas.
somente as afirmações II e III estão corretas.
todas as afirmações estão corretas.
Resolução
Passo 1 — Interpretar o gráfico
As curvas mostram a pressão de vapor (eixo y) em função da temperatura (eixo x) para água, etanol, metanol e dissulfeto de carbono (CS2). Quando a pressão de vapor de uma substância se iguala à pressão externa, ocorre a ebulição.
Passo 2 — Analisar cada afirmação
Afirmação I: “Apesar de metanol e etanol apresentarem ligações de hidrogênio, o etanol tem maior temperatura de ebulição, pois sua massa molecular é maior”.
- Massa molar: metanol ≈ 32 g mol−1; etanol ≈ 46 g mol−1.
- Ambos formam ligações de hidrogênio de intensidade semelhante → o fator que diferencia as Teb é, sobretudo, a força de dispersão (quanto maior a massa, maior a superfície polarizável).
- No gráfico, o ponto onde a curva corta 101,3 kPa (1 atm) indica a ebulição normal: etanol ≅ 78 °C > metanol ≅ 64 °C. Logo, a afirmação I é verdadeira.
Afirmação II: “É possível ferver a água a 60 °C se a pressão for 20 kPa”.
- Na curva da água, localize T = 60 °C. A ordenada correspondente é praticamente 20 kPa.
- Assim, se o ambiente estiver a 20 kPa (bem abaixo de 1 atm), a pressão de vapor da água iguala-se à externa aos 60 °C, permitindo a ebulição. A afirmação II é verdadeira.
Afirmação III: “Pode-se encontrar CS2 líquido a 50 °C se a pressão for 120 kPa”.
- Na curva do CS2, em T = 50 °C a pressão de vapor é ligeiramente inferior a 120 kPa (≈ 110–115 kPa).
- Se a pressão externa for 120 kPa, que é maior do que a pressão de vapor, a substância permanece no estado líquido (não ferve). Portanto, a afirmação III é verdadeira.
Conclusão: As três afirmações são corretas. Logo, a alternativa escolhida deve ser a que indica que todas estão corretas: opção D.
Dicas
Erros Comuns
- Pressão de vapor: pressão exercida pelo vapor de uma substância em equilíbrio com o líquido à determinada temperatura.
- Ponto de ebulição: temperatura na qual a pressão de vapor iguala-se à pressão externa.
- Fatores que afetam Teb: intensidade das forças intermoleculares (pontes de H, dipolo-dipolo, dispersão); maior massa molar tende a aumentar as forças de dispersão.
- Ligações de hidrogênio: interações fortes que elevam Teb; presentes em metanol e etanol.
- Influência da pressão externa: reduzir a pressão ambiente diminui a Teb; aumentar a pressão eleva a Teb.
