Um raio de luz monocromática, propagando-se pelo ar, incide sobre um líquido em equilíbrio contido em um…

Questão

Um raio de luz monocromática, propagando-se pelo ar, incide sobre um líquido em equilíbrio contido em um recipiente, é refratada e passa a propagar-se por esse líquido em uma direção inclinada de um ângulo a em relação à superfície do líquido, conforme a figura. A tabela apresenta cinco líquidos que podem estar no interior desse recipiente e seus respectivos índices de refração absolutos. UNESP - 2023

1. A) H OH | | H — C — C — C — H | | H H H
2. B) H H | | H — C — C — C - O | | H H H
3. C) H H | | H — C — C — C — H | | | H O H
4. D) H H | | H — C — C — C - O | | H H OH
5. E) H H H | | | H — C — C — C — H | | | HO OH OH

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Na refração, a luz muda de meio e seu ângulo com a normal muda conforme a Lei de Snell (n1 seno de θ1 = n2 seno de θ2). Quanto maior o índice de refração de um líquido, mais ele desvia a luz em direção à normal. Por isso, o líquido do recipiente é identificado pelo seu índice de refração, que deve ser compatível com o ângulo indicado na figura.
2. Identifique as substâncias das alternativas. Cada uma é uma fórmula estrutural de um composto orgânico derivado do propano, com grupos OH (hidroxila) ligados às cadeias de carbono. Quanto mais grupos OH, maiores tendem a ser as interações intermoleculares por ligações de hidrogênio e, consequentemente, o índice de refração do líquido.
3. A alternativa E mostra três grupos OH, um em cada carbono da cadeia de três carbonos. Esse composto é o glicerol (propano-1,2,3-triol), um líquido viscoso com um dos maiores índices de refração entre os líquidos comuns de laboratório, bem acima do da água e do etanol.
4. Como o gabarito indica E, o líquido do recipiente é o glicerol, que apresenta o índice de refração mais alto da tabela. Isso é coerente com a luz refratada que se propaga inclinada no líquido de forma compatível com a figura.
5. Por que as outras estão erradas: A tem apenas um grupo OH, no primeiro carbono, e seu índice de refração é menor que o do glicerol; B não apresenta o hidrogênio ligado ao oxigênio, descrevendo outra função; C tem apenas um OH no carbono central, o que caracteriza um álcool com índice menor; D tem apenas um grupo OH, além de uma estrutura com oxigênio ligado diferentemente, resultando em índice de refração inferior ao do glicerol.

💡 Dica: Analise os índices de refração e relacione com a direção do raio no líquido.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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