A produção do vidro tem por base a modificação da estrutura cristalina do quartzo (SiO2) por meio de seu…

Questão

A produção do vidro tem por base a modificação da estrutura cristalina do quartzo (SiO2) por meio de seu aquecimento e da adição de óxidos alcalinos, dentre eles o Na2O. Esse processo adiciona cátions sódio à estrutura do quartzo, tornando-a amorfa. Alguns vidros, como os utilizados em telas de smartphones, passam ainda por processo de troca iônica para aumentar a resistência a quedas e riscos. Para isso, o vidro é banhado em uma solução salina contendo íons potássio. Dessa forma, o potássio substitui o sódio na estrutura, sem que o volume do vidro se altere. Com base nessas informações, é correto afirmar que os íons potássio [FUVEST 2022 - Questão 68] FUVEST - 2022

1. A) são maiores do que os íons sódio, dessa forma, a estrutura torna-se mais preenchida e mais resistente ao choque físico.
2. B) são mais resistentes ao choque físico do que os íons sódio, e esse caráter é conferido ao vidro.
3. C) são menores do que os íons sódio, tornando a estrutura menos preenchida e o vidro mais flexível.
4. D) fazem com que a estrutura do vidro deixe de ser amorfa quando substituem os íons sódio, tornando o vidro menos resistente ao choque físico.
5. E) têm o mesmo tamanho que os íons sódio, visto que ambos são metais alcalinos, permitindo sua completa substituição no vidro.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Identifique o dado central do enunciado. O potássio substitui o sódio na estrutura do vidro sem que o volume se altere. Se o volume permanece o mesmo, a substituição de um cátion por outro ocorre em um espaço praticamente equivalente, mas o íon que entra precisa ocupar o mesmo lugar com o mesmo volume. Isso só é possível se o potássio for maior que o sódio, de modo que a estrutura fique mais compactada e preenchida, o que torna o vidro mais resistente.
2. Relacione o tamanho dos íons com a periodicidade. Ambos pertencem ao grupo 1 (metais alcalinos), e o potássio está abaixo do sódio na tabela periódica. Como ganha uma camada eletrônica a mais, o raio do íon K+ é maior que o do Na+.
3. Conclua. A alternativa A afirma exatamente isso: os íons potássio são maiores, a estrutura fica mais preenchida e mais resistente ao choque físico. Logo, A é a correta.
4. Analise as demais. B: a resistência ao choque é uma propriedade do vidro resultante do processo, não uma característica intrínseca do íon potássio. C: o íon potássio não é menor que o sódio; essa afirmação inverte a relação de tamanho. D: a troca iônica não torna o vidro menos resistente, e o vidro continua amorfo após a troca. E: os íons têm tamanhos diferentes, e se fossem iguais não haveria o efeito de compactação descrito no enunciado.

💡 Dica: Analise a troca iônica e o efeito do tamanho dos íons na estrutura do vidro.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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