O carvão ativado © é um material que possui elevado teor de carbono, sendo muito utilizado para a remoção de compostos orgânicos voláteis do meio, como o benzeno (C6H6). Para a remoção desses compostos, utiliza-se a adsorção. Esse fenômeno ocorre por meio de interações do tipo intermoleculares entre a superfície do carvão (adsorvente) e o benzeno (adsorvato, substância adsorvida). No caso apresentado, entre o adsorvente e a substância adsorvida ocorre a formação de:
A) Ligações dissulfeto.
B) Ligações covalentes.
C) Ligações de hidrogênio.
D) Interações dipolo induzido – dipolo induzido.
E) Interações dipolo permanente – dipolo permanente.
A) Ligações dissulfeto.
B) Ligações covalentes.
C) Ligações de hidrogênio.
D) Interações dipolo induzido – dipolo induzido.
E) Interações dipolo permanente – dipolo permanente.
Passo 1
Vamos resumir o que o exercício está perguntando. A questão fala sobre carvão ativado © usado para remover benzeno (C₆H₆) por meio da adsorção. Precisamos identificar que tipo de interação intermolecular ocorre entre o carvão ativado e o benzeno durante esse processo. Para resolver, vamos precisar entender os diferentes tipos de ligações intermoleculares.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é adsorção. Adsorção é quando uma substância (adsorvato) se fixa na superfície de outra (adsorvente) por meio de forças intermoleculares. No nosso caso, o benzeno é o adsorvato que se liga à superfície do carvão ativado.
Passo 3
Agora, vamos olhar para os tipos de interações intermoleculares listados nas alternativas:
- Ligações dissulfeto: São ligações químicas fortes entre átomos de enxofre, geralmente encontradas em proteínas. Não é o caso aqui.
- Ligações covalentes: São ligações fortes onde átomos compartilham elétrons. Na adsorção, não formamos ligações químicas fortes, então isso não se aplica.
- Ligações de hidrogênio: São interações fortes que ocorrem entre moléculas com hidrogênio ligado a átomos altamente eletronegativos (como O, N, F). O benzeno e o carvão ativado não têm esses grupos.
- Interações dipolo induzido – dipolo induzido: Também conhecidas como forças de dispersão de London, ocorrem entre moléculas não polares quando os elétrons criam dipolos temporários.
- Interações dipolo permanente – dipolo permanente: Ocorrem entre moléculas polares que têm dipolos permanentes.
Passo 4
O benzeno (C₆H₆) é uma molécula não polar porque a distribuição de elétrons é uniforme. O carvão ativado também é composto principalmente de carbono e é não polar. Portanto, as interações principais entre eles são as forças de dispersão de London, ou seja, interações dipolo induzido – dipolo induzido.
Resposta
A alternativa D) Interações dipolo induzido – dipolo induzido.