Explique os motivos do cloreto de sódio ser solúvel em água, contudo ser insolúvel no benzeno. Para isto, explique detalhadamente como ocorre o processo de dissolução, em termos de energia, de um sólido iônico em água.
Passo 1
Vamos lá! O exercício pergunta por que o cloreto de sódio (NaCl) se dissolve facilmente em água, mas não em benzeno. A gente vai usar conceitos de solubilidade de sólidos iônicos em solventes diferentes e analisar como a energia entra nessa história. Para resolver isso, vamos precisar entender como acontece o processo de dissolução e como a energia está envolvida nessa interação.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o NaCl é um composto iônico, ou seja, ele é formado por íons positivos (Na⁺) e negativos (Cl⁻) mantidos juntos por forças eletrostáticas fortes chamadas ligações iônicas.
Passo 3
Quando a gente coloca o NaCl na água, que é um solvente polar, as moléculas de água interagem com os íons do NaCl. As partes positivas das moléculas de água (os hidrogênios) são atraídas pelos íons Cl⁻, e as partes negativas (o oxigênio) são atraídas pelos íons Na⁺. Isso faz com que os íons se separem e se dispersem na água.
Passo 4
Esse processo de separação dos íons do NaCl e a sua estabilização pelas moléculas de água envolve mudanças de energia. Primeiro, a energia é necessária para quebrar as ligações iônicas no NaCl (energia de rede). Depois, libera-se energia quando os íons são hidratados pelas moléculas de água (energia de hidratação).
Passo 5
Se a energia liberada na hidratação for maior do que a energia necessária para quebrar as ligações iônicas, a dissolução ocorre de forma espontânea, ou seja, o NaCl se dissolve bem na água. Isso acontece porque as interações com a água estabilizam os íons mais do que eles estão ligados entre si no sólido.
Passo 6
Agora, no caso do benzeno, que é um solvente não polar, as moléculas não têm regiões com cargas positivas ou negativas significativas. Isso significa que elas não conseguem interagir efetivamente com os íons do NaCl. Sem essas interações fortes, não há energia liberada suficiente para compensar a energia necessária para separar os íons do NaCl.
Passo 7
Além disso, o benzeno não consegue estabilizar os íons separados, então as forças de atração entre os íons do NaCl permanecem fortes, impedindo a dissolução. Por isso, o NaCl não se dissolve bem no benzeno.
Resposta
O cloreto de sódio se dissolve facilmente em água porque as moléculas polares da água interagem eficazmente com os íons Na⁺ e Cl⁻, liberando mais energia durante a hidratação do que a necessária para quebrar as ligações iônicas, tornando o processo energeticamente favorável. Já no benzeno, solvente não polar, essas interações não ocorrem de forma eficiente, não compensando a energia necessária para separar os íons, o que torna o NaCl insolúvel nesse meio.
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