Racionalize a diferença em pontos de ebulição entre os membros dos seguintes pares de substâncias: a)
e
; b)
e
; c)
e
.
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos pares de substâncias com seus pontos de ebulição e precisamos explicar por que esses pontos são diferentes. Isso envolve entender as forças intermoleculares que atuam em cada substância, como ligações de hidrogênio, forças de London (dispersão), dipolo-dipolo, etc. Vamos analisar cada par separadamente para ver qual força está predominando e causando a diferença nos pontos de ebulição.
Passo 2
a) HF (20°C) e HCl (-85°C)
Primeiro, vamos observar que o HF tem um ponto de ebulição muito mais alto que o HCl. Isso acontece porque o HF forma ligações de hidrogênio muito fortes. As ligações de hidrogênio ocorrem quando há um átomo de hidrogênio ligado a um átomo altamente eletronegativo, como o flúor no HF. Essas ligações fazem com que as moléculas de HF fiquem mais presas umas às outras, precisando de mais energia (calor) para se separarem e evaporarem.
Já o HCl também tem dipolos, mas as ligações de hidrogênio são menos intensas porque o cloro é menos eletronegativo que o flúor. Assim, as forças intermoleculares no HCl são mais fracas, resultando em um ponto de ebulição muito mais baixo.
Passo 3
b) CHCl₃ (61°C) e CHBr₃ (150°C)
Aqui, o CHBr₃ tem um ponto de ebulição muito mais alto que o CHCl₃. Isso se deve principalmente ao aumento da massa molecular e das forças de dispersão de London. O bromo (Br) é maior e mais pesado que o cloro (Cl), o que aumenta as forças de dispersão entre as moléculas do CHBr₃. Essas forças mais fortes exigem mais energia para que as moléculas se separem, elevando o ponto de ebulição.
No CHCl₃, mesmo tendo elétrons que também causam forças de dispersão, como o Br é maior, as forças no CHBr₃ são mais intensas, resultando no ponto de ebulição mais alto.
Passo 4
c) Br₂ (59°C) e ICl (97°C)
Neste par, o ICl tem um ponto de ebulição significativamente mais alto que o Br₂. O ICl é uma molécula polar devido à diferença de eletronegatividade entre o iodo (I) e o cloro (Cl), o que gera forças dipolo-dipolo além das forças de dispersão. Essas forças adicionais fazem com que as moléculas de ICl se atraiam mais fortemente umas às outras comparado ao Br₂, que é uma molécula não polar e depende apenas das forças de dispersão.
Resposta
A diferença nos pontos de ebulição ocorre devido às diferentes forças intermoleculares presentes em cada par de substâncias:
a) HF tem ligações de hidrogênio mais fortes que HCl, resultando em ponto de ebulição mais alto.
b) CHBr₃ possui forças de dispersão mais intensas que CHCl₃ devido à maior massa molecular do bromo.
c) ICl é polar e possui forças dipolo-dipolo adicionais, elevando seu ponto de ebulição em comparação com Br₂.
a) HF tem ligações de hidrogênio mais fortes que HCl, resultando em ponto de ebulição mais alto.
b) CHBr₃ possui forças de dispersão mais intensas que CHCl₃ devido à maior massa molecular do bromo.
c) ICl é polar e possui forças dipolo-dipolo adicionais, elevando seu ponto de ebulição em comparação com Br₂.
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.
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.
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