Que tipo de interação intermolecular o sal de césio faz com a água que o torna muito solúvel nela?
Soluções para a tarefa
Resposta:
Ensinar e aprender conceitos científicos têm sido um dos desafios para docentes e estudantes e uma preocupação central na área de ensino de ciências. Dentre os conteúdos conceituais fundamentais para o aprendizado da Química destaca-se o de interações intermoleculares, que pode ser considerado como um dos conceitos centrais e estruturais dessa Ciência, por permitir a explicação e entendimento da natureza da matéria, suas transformações e propriedades, objeto que define a própria ciência Química.1 O conhecimento de como se dão as interações entre moléculas é fundamental para a compreensão de diversos fenômenos, pois explica propriedades como solubilidade, volatilidade, ponto de fusão e ponto de ebulição, entre outras. Por consequência, o tema é transversal no currículo de um curso de química, estando presente de maneira explícita ou implícita nas diversas disciplinas que o compõem, constituindo-se num conceito mais geral ou um verdadeiro princípio que estrutura o conhecimento químico.2 Assim, sua profunda e correta compreensão é fundamental na formação do químico, seja para a atuação deste como docente na educação básica ou superior, em indústrias ou pesquisas acadêmicas.
Ao pensar em interações intermoleculares, logo ocorre a associação às forças de atração e repulsão entre as moléculas que compõem um determinado sistema. Todavia, o que acontece, frequentemente, é que os estudantes confundem as interações intermoleculares com as ligações químicas, também conhecidas como interações intramoleculares.3,4 Assim, um passo fundamental na diferenciação desses conceitos é a compreensão de que enquanto as ligações químicas unem os átomos em uma molécula e constituem a base para a definição das propriedades químicas, as interações intermoleculares influenciam as propriedades físicas da matéria.5
Na literatura há um número expressivo de pesquisas sobre concepções alternativas para ligações iônica, covalente e metálica, entretanto, os estudos sobre estas concepções para interações intermoleculares ainda não são tão expressivos, como para outros temas de ensino de química.6,7 No entanto, alguns estudos apontam que muitos estudantes da educação básica possuem a ideia de que as interações intermoleculares são mais fortes do que as intramoleculares, e apresentam grande dificuldade na compreensão da relação entre as interações intermoleculares e as propriedades físicas.3,8 Peterson mostrou que até mesmo no ensino universitário são encontradas concepções de que as interações intramoleculares são rompidas durante mudanças de estado, ao invés das interações intermoleculares.9 Em outra investigação, Coll e Taylor relataram que estudantes dos diferentes níveis de escolaridade imaginavam que as interações intermoleculares eram influenciadas pela gravidade.10
Nesse contexto, destacamos a formação de uma solução, fenômeno no qual ocorre a interação entre um soluto e um solvente. Quantitativamente a solubilidade pode ser definida como a quantidade de soluto que pode ser dissolvido em uma determinada quantidade de solvente, em condições de equilíbrio.11 Qualitativamente esse fenômeno pode ser explicado em nível submicroscópico considerando-se as intensidades relativas de interações atrativas entre as partículas de soluto e solvente. Inicialmente devem-se levar em conta as interações atrativas entre as partículas do próprio soluto e interações atrativas entre as partículas do próprio solvente que, durante o processo de dissolução, vão se romper e originar interações entre moléculas do soluto e do solvente. Além da determinação dos tipos de interações é necessário fazer um balanço do gasto energético para determinar se o processo é favorecido de maneira que o ganho energético obtido nas interações soluto-solvente deve sobrepor ao consumo necessário para romper as interações soluto-soluto e solvente-solvente.11 Para isso, o conhecimento dos tipos de interações intermoleculares envolvidos, bem como o valor energético relativo das mesmas, permite fazer previsões ou explicar diferenças de solubilidade de maneira qualitativa.
Estudos que investigam as concepções ou dificuldades sobre o tema interações intermoleculares e especificamente como graduandos em química utilizam os conhecimentos conceituais presentes nessa temática para explicar diferentes fenômenos ainda são escassos, especialmente no cenário brasileiro. Tendo em vista essa carência, o presente trabalho investigou o uso das interações intermoleculares envolvidas no fenômeno da solubilidade por graduandos em química cursando uma disciplina de Química Geral, com o objetivo de elencar as principais características das explicações destes graduandos e, a partir daí, obter subsídios para uma reflexão sobre o processo de ensino desse tema.