Partículas microscópicas existentes na atmosfera funcionam como…

Partículas microscópicas existentes na atmosfera funcionam como núcleos de condensação de vapor de água que, sob condições adequadas de temperatura e pressão, propiciam a formação das nuvens e consequentemente das chuvas. No ar atmosférico, tais partículas são formadas pela reação de ácidos ($HX$) com a base $NH_3$ , de forma natural ou antropogênica, dando origem a sais de amônio ($NH_4X$) , de acordo com a equação química genérica: $HX (g) + NH_3 (g) \to NH_4X (s)$ FELIX,E.P.; CARDOSO, A.A. Fatores ambientais que afetam a precipitação úmida. Química Nova na Escola, n. 21, maio 2005 (adaptado). A fixação de moléculas de vapor de água pelos núcleos de condensação ocorre por

GABARITO: D

A questão aborda o mecanismo físico-químico de formação de nuvens a partir de núcleos de condensação. O enunciado descreve a formação de sais de amônio $(NH_4X)$ a partir da reação entre um ácido e uma base. Sais de amônio são compostos iônicos, ou seja, são formados por íons $NH_4^+$ e $X^-$ que se organizam em um retículo cristalino sólido. A água $(H_2O)$, por sua vez, é uma molécula polar (um dipolo elétrico) devido à diferença de eletronegatividade entre o oxigênio e o hidrogênio e à sua geometria angular.

Quando o vapor de água se aproxima dessas partículas sólidas de sal (núcleos de condensação), ocorre uma atração eletrostática entre as cargas permanentes dos íons do sal e os polos opostos da molécula de água. Esse tipo de interação é classificado como interação íon-dipolo. É o mesmo processo que ocorre na hidratação de íons durante a dissolução de um sal em água.

Análise das alternativas:

• Incorreta. O aluno confunde a força intramolecular que mantém a integridade do cristal de sal com a força intermolecular de superfície. Por exemplo: o aluno considera que a fixação da água envolve transferência definitiva de elétrons para formar um novo retículo iônico $(NH_4X \cdot H_2O)$ em vez de uma atração de superfície.
• Incorreta. O aluno ignora a natureza iônica do núcleo de condensação, tratando o sal de amônio como se fosse uma substância puramente molecular. Por exemplo: o aluno calcula a interação entre dois dipolos de água $(1{,}85 \text{ D})$ em vez de considerar a carga líquida unitária $(z = 1)$ do íon amônio.
• Incorreta. O aluno assume que um dos componentes é apolar e precisa ser induzido. Por exemplo: o aluno aplica o modelo de forças de dispersão de London para gases nobres, considerando erroneamente que o momento de dipolo da água é $μ = 0$ quando na verdade é aproximadamente $1{,}85 \text{ D}$.
• Correta. Conforme explicado, a interação ocorre entre os íons do sal e o dipolo da água.
• Incorreta. O aluno supõe a formação de novas moléculas através do compartilhamento de pares de elétrons. Por exemplo: o aluno confunde a coordenação da água em um hidrato com uma ligação covalente, tratando a energia de interação (tipicamente $40 \text{ a } 600 \text{ kJ/mol}$ para íon-dipolo) como uma ligação sigma de $400 \text{ kJ/mol}$.