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. 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 (adsorvente, 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.
📚 Matérias Necessárias para a Solução da Questão
✔️ Forças Intermoleculares – Tipos de interações intermoleculares
✔️ Química Orgânica – Estruturas de compostos orgânicos apolares
🎯 Nível da Questão: Médio.
✅ Gabarito: Alternativa D.
📖 Resolução Passo a Passo
🔹 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
Imagine que você coloca um pedaço de carvão dentro de um copo com água e algumas gotas de óleo. O que acontece? A água continua separada, mas o óleo desaparece aos poucos, ficando “preso” no carvão. Isso acontece porque certas substâncias possuem uma tendência natural de interagir melhor entre si.
Esse é o princípio por trás do carvão ativado, um material poroso que retém algumas moléculas específicas. No caso da questão, ele é usado para capturar benzeno, um hidrocarboneto volátil.
Agora, a pergunta essencial é: que tipo de força mantém o benzeno preso à superfície do carvão?
📌 Palavras-chave:
- Adsorção – Processo no qual moléculas aderem à superfície de um material.
- Carvão ativado – Material apolar constituído por carbono.
- Benzeno – Hidrocarboneto apolar.
- Interações intermoleculares – Tipos de forças que mantêm moléculas unidas.
🎯 Objetivo da questão: Identificar qual tipo de interação intermolecular ocorre entre a superfície do carvão ativado e o benzeno durante a adsorção.
🔹 Passo 2: Explicação de Conceitos Necessários
A todo momento, diferentes forças atuam sobre as moléculas ao nosso redor. Algumas moléculas são como ímãs, atraindo outras com carga oposta; outras, por sua vez, precisam estar muito próximas para sentirem qualquer tipo de influência.
As forças intermoleculares são classificadas conforme sua intensidade e o tipo de moléculas envolvidas:
✔️ Dipolo permanente – dipolo permanente: Ocorre entre moléculas polares, que possuem cargas permanentes (como a água e a acetona).
✔️ Ligação de hidrogênio: Um tipo forte de dipolo permanente, envolvendo hidrogênio ligado a F, O ou N.
✔️ Dipolo induzido – dipolo induzido (Forças de London/Van der Waals): Acontecem em todas as substâncias, mas são predominantes entre moléculas apolares, como hidrocarbonetos.
✔️ Íon-dipolo: Ocorre entre íons dissolvidos e moléculas polares, como NaCl na água.
Agora, vamos pensar nos protagonistas da questão: o carvão ativado e o benzeno. Ambos são apolares. Isso significa que não têm uma separação permanente de cargas e, por isso, só podem interagir através das forças de London (dipolo induzido – dipolo induzido).
🔹 Passo 3: radução e Interpretação do Texto
O enunciado informa que:
✔️ O carvão ativado atua como adsorvente, capturando moléculas de benzeno.
✔️ O processo ocorre por interações intermoleculares entre o carvão e o benzeno.
✔️ Ambos os compostos são apolares.
Podemos agora nos perguntar: Quais interações existem entre moléculas apolares? A única resposta possível são as forças de London (dipolo induzido – dipolo induzido).
🔹 Passo 4: Desenvolvimento do raciocínio e calculos
1️⃣ O carvão ativado é apolar e não pode formar interações como dipolo permanente – dipolo permanente ou ligações de hidrogênio.
2️⃣ O benzeno, sendo um hidrocarboneto apolar, também não estabelece interações polares.
3️⃣ A única força intermolecular possível entre o carvão ativado e o benzeno é dipolo induzido – dipolo induzido, pois ocorre sempre que moléculas apolares interagem.
🔹 Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução
🔹 Alternativa A) Ligações dissulfeto ❌
As ligações dissulfeto (S−S) ocorrem entre átomos de enxofre, tipicamente em proteínas. Não há enxofre envolvido aqui.
🔹 Alternativa B) Ligações covalentes ❌
Ligações covalentes são ligações fortes que formam moléculas, e não forças intermoleculares. A adsorção ocorre devido a interações fracas, como as forças de London.
🔹 Alternativa C) Ligações de hidrogênio ❌
Essas ligações ocorrem quando o hidrogênio está ligado a F, O ou N, o que não é o caso do benzeno ou do carvão ativado.
🔹 Alternativa D) Interações dipolo induzido – dipolo induzido ✅ (CORRETA!)
Esse tipo de interação ocorre entre moléculas apolares, como o carvão ativado e o benzeno.
🔹 Alternativa E) Interações dipolo permanente – dipolo permanente ❌
Esse tipo de interação exige moléculas polares, o que não se aplica ao carvão ativado nem ao benzeno.
🏆 Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
Se pensarmos na questão como um quebra-cabeça, a peça-chave para resolvê-la era perceber que ambos os compostos envolvidos são apolares. Isso eliminava de cara interações como ligações de hidrogênio e dipolo permanente.
📌 Saber identificar corretamente a polaridade das substâncias é essencial para responder questões desse tipo no ENEM! ⚛️
