Em um experimento, determinadas massas de ácido maleico e acetona foram misturadas a 0 °C, preparando-se duas misturas idênticas. Uma delas (X) foi resfriada a -78 °C, enquanto a outra (M) foi mantida a 0 °C. A seguir, ambas as misturas (M e X) foram filtradas, resultando nas misturas N e Y. Finalmente, um dos componentes de cada mistura foi totalmente retirado por destilação. Os recipientes (marcados pelas letras O e Z) representam o que restou de cada mistura após a destilação. Nas figuras, as moléculas de cada componente estão representadas por retângulos ou triângulos.
Tanto no recipiente M como no recipiente X, estão representadas soluções ___I___ de ___II___, cuja solubilidade ___III___ com a diminuição da temperatura. A uma determinada temperatura, as concentrações em M e N e em X e Y são ___IV___. Em diferentes instantes, as moléculas representadas por um retângulo pertencem a um composto que pode estar ___V___ ou no estado ___VI___.
As lacunas que correspondem aos números de I a VI devem ser corretamente preenchidas por:
Note e adote:
| Composto | Ponto de fusão (°C) | Ponto de ebulição (°C) |
| Ácido maleico | 138 | 202 |
| Acetona | -95 | 56 |
Considere que não houve perda do solvente durante a filtração.
| I | saturadas |
| II | acetona |
| III | aumenta |
| IV | diferentes |
| V | sólido |
| VI | líquido |
| I | homogêneas |
| II | ácido maleico |
| III | diminui |
| IV | iguais |
| V | dissolvido |
| VI | líquido |
| I | saturadas |
| II | ácido maleico |
| III | diminui |
| IV | iguais |
| V | dissolvido |
| VI | sólido |
| I | heterogêneas |
| II | acetona |
| III | aumenta |
| IV | diferentes |
| V | sólido |
| VI | sólido |
| I | saturadas |
| II | ácido maleico |
| III | diminui |
| IV | iguais |
| V | sólido |
| VI | líquido |
Resolução
A acetona é o solvente, e o ácido maleico é o soluto, isto é, a substância que se dissolve nela. A acetona permanece líquida tanto a 0 °C quanto a −78 °C, pois essas temperaturas são superiores ao seu ponto de fusão, −95 °C.
Na destilação, a acetona é retirada porque apresenta menor ponto de ebulição: 56 °C, contra 202 °C do ácido maleico. Assim, os retângulos que restam nos recipientes O e Z representam o ácido maleico, enquanto os triângulos representam a acetona.
Em M e X, há retângulos dispersos no líquido e também acumulados no fundo. Isso indica ácido maleico dissolvido e ácido maleico sólido em excesso. Uma solução que já contém a quantidade máxima de soluto que consegue dissolver naquela temperatura é chamada de saturada. Portanto, I deve ser preenchida com “saturadas” e II, com “ácido maleico”. Os recipientes contêm soluções saturadas em contato com sólido não dissolvido.
Ao comparar M e X, vemos que o resfriamento aumenta a quantidade de ácido maleico sólido no fundo e diminui a quantidade dissolvida. Isso significa que a acetona consegue dissolver menos ácido maleico na temperatura mais baixa. Logo, a solubilidade diminui com a diminuição da temperatura, preenchendo III.
A filtração retém o sólido não dissolvido, mas deixa passar o solvente com o soluto dissolvido. Como não houve perda de solvente, a concentração da solução não se altera: a solução em M tem a mesma concentração que N, e a solução em X tem a mesma concentração que Y. Portanto, IV é “iguais”. Essa igualdade vale dentro de cada par, na mesma temperatura, e não entre as soluções a 0 °C e a −78 °C.
Os retângulos dispersos na acetona representam ácido maleico dissolvido. Já os retângulos acumulados no fundo ou presentes após a destilação representam ácido maleico no estado sólido. Nas temperaturas indicadas, o ácido maleico não dissolvido é sólido, pois está abaixo de seu ponto de fusão, 138 °C. Assim, V é “dissolvido” e VI é “sólido”.