UNESP 2012/1

Análise Detalhada das Afirmações:

Vamos analisar cada uma das afirmações sobre as substâncias presentes nos gases vulcânicos (CO, CO₂, SO₂, SO₃, HCl e H₂O):

1. Afirmação I:

   "Quando dissolvidos em água, os gases CO₂, SO₂, SO₃ e HCl geram soluções eletrolíticas cujo pH é menor que 7."

   • CO₂ (Dióxido de Carbono): Reage com a água formando ácido carbônico (H₂CO₃), um ácido fraco: \( CO_2(g) + H_2O(l) \rightleftharpoons H_2CO_3(aq) \). O H₂CO₃ ioniza-se parcialmente em água ( \( H_2CO_3 \rightleftharpoons H^+ + HCO_3^- \) ), liberando íons H⁺ e tornando a solução ácida (pH < 7). Soluções com íons são eletrolíticas.
   • SO₂ (Dióxido de Enxofre): Reage com a água formando ácido sulfuroso (H₂SO₃), um ácido fraco: \( SO_2(g) + H_2O(l) \rightleftharpoons H_2SO_3(aq) \). O H₂SO₃ também se ioniza em água, liberando H⁺ e tornando a solução ácida (pH < 7) e eletrolítica.
   • SO₃ (Trióxido de Enxofre): Reage vigorosamente com a água formando ácido sulfúrico (H₂SO₄), um ácido forte: \( SO_3(g) + H_2O(l) \rightarrow H_2SO_4(aq) \). O H₂SO₄ ioniza-se completamente em água ( \( H_2SO_4 \rightarrow 2H^+ + SO_4^{2-} \) ), resultando em uma solução fortemente ácida (pH < 7) e fortemente eletrolítica.
   • HCl (Cloreto de Hidrogênio): É um gás que, dissolvido em água, forma ácido clorídrico (HCl(aq)), um ácido forte: \( HCl(g) + H_2O(l) \rightarrow H_3O^+(aq) + Cl^-(aq) \). A ionização completa libera muitos íons H₃O⁺ (equivalente a H⁺), tornando a solução fortemente ácida (pH < 7) e eletrolítica.

   Conclusão para I: Todos os gases mencionados (CO₂, SO₂, SO₃, HCl), ao se dissolverem em água, formam ácidos, liberam íons e, portanto, geram soluções eletrolíticas com pH < 7. A afirmação I está correta.

2. Afirmação II:

   "As moléculas de CO₂, SO₂ e H₂O apresentam geometria linear."

   Para determinar a geometria molecular, usamos a Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (VSEPR):

   • CO₂: O átomo central é o Carbono (C), que faz duas duplas ligações com os átomos de Oxigênio (O=C=O). Não há pares de elétrons não ligantes no carbono. A repulsão entre as duas regiões de densidade eletrônica (as duplas ligações) é minimizada quando elas estão o mais afastadas possível, resultando em uma geometria linear (ângulo de 180°).
   • SO₂: O átomo central é o Enxofre (S), que pertence à mesma família do Oxigênio (grupo 16), possuindo 6 elétrons na camada de valência. Ele forma ligações com dois átomos de Oxigênio e possui um par de elétrons não ligante. A fórmula VSEPR é AX₂E₁. A presença do par não ligante causa repulsão, empurrando as ligações S-O para mais perto uma da outra. A geometria molecular é angular (ou em forma de V), com um ângulo de ligação de aproximadamente 119°. Não é linear.
   • H₂O: O átomo central é o Oxigênio (O), que faz duas ligações simples com átomos de Hidrogênio (H) e possui dois pares de elétrons não ligantes. A fórmula VSEPR é AX₂E₂. Os dois pares não ligantes causam uma repulsão ainda maior, resultando em uma geometria molecular angular (ou em forma de V), com um ângulo de ligação de aproximadamente 104,5°. Não é linear.

   Conclusão para II: Apenas o CO₂ tem geometria linear. SO₂ e H₂O têm geometria angular. A afirmação II está incorreta.

3. Afirmação III:

   "No estado sólido, as moléculas de CO₂ encontram-se atraídas entre si por ligações de hidrogênio muito intensas."

   Vamos analisar as forças intermoleculares no CO₂ sólido (gelo seco):

   • Polaridade do CO₂: Embora as ligações C=O sejam polares, a molécula de CO₂ é linear. Os momentos dipolares das duas ligações C=O se cancelam, tornando a molécula apolar.
   • Forças Intermoleculares: As forças intermoleculares predominantes entre moléculas apolares são as forças de dispersão de London (também chamadas de forças de van der Waals do tipo dipolo induzido-dipolo induzido). Estas são forças relativamente fracas, resultantes de flutuações temporárias na distribuição eletrônica.
   • Ligações de Hidrogênio: As ligações de hidrogênio são um tipo especial de interação dipolo-dipolo, significativamente mais forte, que ocorre quando o hidrogênio está ligado a um átomo muito eletronegativo (F, O ou N) e interage com um par de elétrons não ligante de outro átomo de F, O ou N em uma molécula vizinha. A molécula de CO₂ não possui átomos de hidrogênio ligados a F, O ou N.

   Conclusão para III: As moléculas de CO₂ no estado sólido são mantidas unidas por forças de dispersão de London, não por ligações de hidrogênio. A afirmação III está incorreta.

Conclusão Final:

Apenas a afirmação I está correta.

Portanto, a alternativa correta é a A.