Com relação aos compostos iônicos:
a- Por que são maus condutores no estado sólido, mas bons condutores quando dissolvidos?
b- Por que não se dissolvem em solventes que têm momento dipolar elétrico igual a zero?
c- Por que sua solubilidade diminui à medida que a energia de rede torna-se mais exotérmica?

Passo 1

Vamos resolver esse exercício sobre compostos iônicos! A questão tem três partes que perguntam sobre propriedades dos compostos iônicos relacionadas à condução elétrica no estado sólido e dissolvido, solubilidade em diferentes solventes e a relação com a energia de rede. Para isso, vamos precisar entender conceitos de estrutura cristalina, condução elétrica, polaridade dos solventes e energia de rede.

Passo 2

Parte a: Por que os compostos iônicos são maus condutores no estado sólido, mas bons condutores quando dissolvidos?
Os compostos iônicos são formados por íons positivos e negativos organizados em uma estrutura fixa chamada rede cristalina. No estado sólido, esses íons estão presos em posições fixas e não podem se mover livremente. A condução elétrica depende do movimento das cargas, então, no estado sólido, como os íons não se movem, os compostos iônicos não conduzem eletricidade bem.
Mas quando esses compostos se dissolvem em água ou outro solvente polar, a rede cristalina se desfaz, e os íons ficam livres na solução. Com os íons móveis, a solução pode conduzir eletricidade facilmente, já que as cargas podem se deslocar pelo líquido.
Teoria aplicada: Condução elétrica em sólidos versus soluções iônicas.

Passo 3

Parte b: Por que os compostos iônicos não se dissolvem em solventes que têm momento dipolar elétrico igual a zero?
Solventes com momento dipolar elétrico igual a zero, como o hexano, não têm regiões com carga positiva ou negativa. A dissolução de compostos iônicos depende da interação entre os íons e as moléculas do solvente. Solventes polares têm regiões positivas e negativas que podem interagir com os íons, ajudando a separá-los e mantê-los dissolvidos.
Se o solvente não tem dipolo (é apolar), ele não consegue interagir suficientemente com os íons para separá-los, então o composto iônico não se dissolve bem.
Teoria aplicada: Polaridade dos solventes e interação com íons.

Passo 4

Parte c: Por que a solubilidade dos compostos iônicos diminui à medida que a energia de rede torna-se mais exotérmica?
A energia de rede é a energia liberada quando os íons se organizam na estrutura cristalina. Quanto mais exotérmica (maior a liberação de energia), maior é a energia de rede. Para dissolver o composto, é necess��rio quebrar essa rede cristalina, o que requer energia. Se a energia de rede é muito alta, a quantidade de energia necessária para separar os íons não é compensada pela energia liberada na solvatação (interações com o solvente). Assim, compostos com alta energia de rede têm menor solubilidade porque é difícil quebrar sua estrutura sólida.
Teoria aplicada: Energia de rede e equilíbrio entre energia de dissolução e solvatação.

Resposta

Os compostos iônicos são maus condutores no estado sólido porque seus íons estão presos na rede cristalina e não podem se mover. Quando dissolvidos, os íons ficam livres para se deslocar, permitindo a condução elétrica. Além disso, eles não se dissolvem em solventes apolares porque esses solventes não conseguem interagir com os íons, e sua solubilidade diminui à medida que a energia de rede aumenta, tornando mais difícil separar os íons para a dissolução.

Exercícios relacionados

Faça o que se pede em cada item abaixo:
20.1. Considere as equações abaixo que representam a ionização de duas espécies.
Equação 1:
Equação 2:
JUSTIFIQUE a diferença observada nos valores da energia de ionização (EI).
20.2. A afinidade eletrônica (AE) é definida como a energia liberada quando um elétron é adicionado a um átomo na fase gasosa, em seu estado fundamental. Com base nos valores de , apresentados no Quadro 1 abaixo, explique:
Quadro 1. Afinidade eletrônica (em eV) para os elementos do 20 período da tabela periódica
Elemento Na Mg Al Si P S Cl Ar
- -
Raio atômico 154 160 143 117 110 104 99 174
a) POR QUE o alumínio tem menor AE que o sódio?
b) POR QUE o silício (Si) tem maior AE que o fósforo §?
Uma molécula possui quatro pares de elétrons em torno do átomo central.
a) Como a molécula pode ter uma estrutura piramidal? Explique.
b) Como a molécula pode ter uma estrutura angular? Explique.
c) Quais ângulos de ligação são previstos em cada caso?
a) Apresente o Ciclo de Born-Haber para a formação do cristal de óxido de alumínio, , a partir de Al no estado sólido e o oxigênio no estado gasoso.
b) Determine o valor da energia de rede para o sólido iônico citado. Para isso, considere os dados apresentados no quadro abaixo.
Espécie Química Dado Experimental )
1 a
2 a
3a
1a
2 a
Óxido de alumínio (s)
A concentração de um dado íon metálico em uma solução aquosa pode ser determinada condutometricamente? Justifique