O ponto de ebulição do hidrogênio é -259^circ C, ao passo que o do oxigênio é de -219^circ C. Dê a explicação para esta diferença.

Passo 1

Vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. A gente tem dois gases, hidrogênio e oxigênio, e cada um tem um ponto de ebulição diferente: o hidrogênio em -259^circ C e o oxigênio em -219^circ C. A matéria que vamos usar para explicar isso é a química física, mais especificamente, as forças intermoleculares que influenciam o ponto de ebulição das substâncias.

Passo 2

Primeiro, precisamos saber o que é ponto de ebulição. É a temperatura na qual uma substância muda do estado líquido para o gasoso. Quanto maior o ponto de ebulição, mais energia (calor) é necessária para fazer essa mudança.

Passo 3

Agora, vamos falar sobre forças intermoleculares, que são as atrações entre as moléculas. Existem diferentes tipos, como as forças de Van der Waals (incluindo as forças de dispersão de London) e as ligações de hidrogênio. Essas forças determinam quanta energia é necessária para separar as moléculas e fazer a substância evaporar.

Passo 4

No caso do hidrogênio ( H2) e do oxigênio ( O2), ambos são moléculas diatômicas e não polares, ou seja, não têm uma carga positiva ou negativa significativa. Então, o principal tipo de força que temos aqui são as forças de dispersão de London. Essas forças dependem da massa molecular e do número de elétrons: quanto maior a massa e mais elétrons, mais fortes são as forças de dispersão.

Passo 5

O hidrogênio ( H2) tem uma massa molecular de aproximadamente 2 g/mol e apenas 2 elétrons por molécula. Já o oxigênio ( O2) tem uma massa molecular de cerca de 32 g/mol e 16 elétrons por molécula. Isso significa que as moléculas de oxigênio têm forças de dispersão mais fortes do que as de hidrogênio.

Passo 6

Devido às forças de dispersão mais fortes, o oxigênio precisa de mais energia (ou seja, uma temperatura mais alta) para que suas moléculas se separem e passem do estado líquido para o gasoso. É por isso que o ponto de ebulição do oxigênio ( -219^circ C) é mais alto do que o do hidrogênio ( -259^circ C).

Resposta

A diferença no ponto de ebulição entre hidrogênio e oxigênio ocorre porque o oxigênio possui forças de dispersão de London mais fortes devido à sua maior massa molecular e número de elétrons, exigindo uma temperatura mais alta para a vaporização.

Exercícios relacionados