Unicamp 2027 (Vestibular 2027 · 1ª fase) · questão 11

Questão 11 Unicamp 2027 · Vestibular 2027 · 1ª fase: Ligações e forças intermoleculares

Química › Ligações e forças intermolecularesVestibulares

Os MOFs (Metal–Organic Frameworks, ou Estruturas Metal–Orgânicas) são materiais porosos formados por centros metálicos e ligantes orgânicos, cujas propriedades — como acidez, interação molecular e polaridade — dependem diretamente da natureza desses ligantes. O impacto dessa classe de materiais foi reconhecido com o Prêmio Nobel de Química de 2025. Os laureados mostraram que esses materiais podem ser aplicados na captação de água do ar em regiões áridas, na captura de dióxido de carbono, no armazenamento de gases tóxicos e na catálise de reações químicas. Os ligantes orgânicos que formam as estruturas de três importantes MOFs — MIL-101-SO₃H (A), UiO-66 (B) e ZIF-8 (C) — estão apresentados na figura a seguir.

Figura da questão

Se você fosse sintetizar uma MOF com a finalidade de captar água do ar, considerando a natureza das possíveis interações intermoleculares, você escolheria como primeira e segunda opções, respectivamente, os ligantes orgânicos

  1. A
    B e A.
  2. B
    C e A.
  3. C
    A e B.
  4. D
    B e C.
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Gabarito: Alternativa C: A e B..

Resolução comentada

Ideia-chave: captar água exige ligantes que façam muitas ligações de hidrogênio com ela.

  1. Ligante A: dois grupos \(\ce{-COOH}\) e um \(\ce{-SO3H}\) (ácido sulfônico, muito polar): é o mais hidrofílico.
  2. Ligante B: dois grupos \(\ce{-COOH}\): também faz ligações de hidrogênio, porém menos que A.
  3. Ligante C (2-metilimidazol): só um N–H e um N, com grupo metila apolar: o menos indicado.
  4. Ordem de preferência: A, depois B.

Resposta: alternativa C.

Por que não as outras: A e D colocam B antes de A, ignorando o grupo sulfônico; B e D escolhem C, o ligante com menor capacidade de interagir com a água.

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