Questão 3 Fuvest 2026 - 2ª fase - dia 2 - Elite Colégio e Pré-Vestibular

Questão 3

Substituição (Aminas)

Produtos que contêm íons hipoclorito ( $C l O^{-}$ ) e ácido hipocloroso ( $H C l O$ ) podem ser utilizados para desinfetar ambientes. Para o tratamento de piscinas também pode ser utilizado o dicloroisocianurato de sódio (estrutura representada na folha de respostas), um sal que, ao ser solubilizado em água, produz ácido hipocloroso e um outro produto.

a) Escreva a estrutura do outro produto formado nessa reação no quadro da folha de respostas.

Folha de resposta

Água sanitária é uma solução diluída de íons hipoclorito, gerada a partir da reação de gás cloro com íons hidróxido, formando também íons cloreto e água. Apesar de o gás cloro ser tóxico, usar a água sanitária para limpeza é seguro, porém deve-se tomar cuidado para não a misturar com outros agentes de limpeza, como desinfetantes a base de amoníaco ou vinagre. A mistura com desinfetantes a base de amônia pode gerar cloroaminas tóxicas solúveis em água, como $N C l_{3}$

b) Escreva o equilíbrio de formação do íon hipoclorito a partir do gás cloro em meio básico e explique, a partir desse equilíbrio, por que a adição de vinagre à água sanitária pode ser nociva à saúde.

c) Desenhe a estrutura de Lewis da molécula de $N C l_{3}$ e justifique sua solubilidade em água com base na sua geometria.

Note e adote:
Distribuição eletrônica para
N: $1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{3}$
Cℓ: $1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{6} 3 s^{2} 3 p^{5}$

Resolução

a) O dicloroisocianurato de sódio é um sal que ao se solubilizar em água, ocorre a hidrólise, formando como um dos produtoso $H C l O$ :

Ocorre substituição dos átomos de cloro por hidrogênio na molécula orgânica.

b) O equilíbrio de formação do íon hipoclorito ( $C l O^{-}$ ) a partir do gás cloro ( $C l_{2}$ ) em meio básico ( $O H^{-}$ ) pode ser equacionado como:

$C l_{2} (g) + 2 O H^{-} (a q) ⇌ C l O^{-} (a q) + C l^{-} (a q) + H_{2} O (l)$

O vinagre é uma solução aquosa de ácido acético ( $C H_{3} C O O H$ ), que é um ácido fraco. A adição de vinagre à água sanitária (que é básica devido à presença de $O H^{-}$ e tem íons hipoclorito $C l O^{-}$ ) resulta na reação de H⁺ do ácido com OH^- do equilíbrio. Assim, a concentração de $O H^{-}$ diminui e o equilíbrio de formação do íon hipoclorito ( $C l O^{-}$ ) é deslocado para a esquerda (sentido dos reagentes) pela diminuição da concentração de $O H^{-}$ (Princípio de Le Chatelier), formando gás cloro ( $C l_{2}$ ) que é tóxico.

Portanto, a adição de vinagre (ácido) à água sanitária libera gás cloro ( $C l_{2}$ ), um gás tóxico.

c) A estrutura de Lewis da molécula de $N C l_{3}$ é:

O N central faz 3 ligações com os 3 Cℓ e há um par de elétrons livres, sendo a geometria da molecula piramidal. Devido a essa geometria, os vetores de dipolo das ligações polares N-Cℓ não se anulam, portanto, a molécula é polar.

A água ( $H_{2} O$ ) é uma molécula também polar (devido à diferença de eletronegatividade entre O e H e sua geometria angular). Como o $N C l_{3}$ é uma molécula polar, ela interage com as moléculas polares de água, o que justifica a solubilidade em água.