Na CNTP o ponto de ebulição do pentano é 36,1^circ C, enquanto o ponto de ebulição da água é 100^circ C. Justifique estas diferenças com base nas forças intermoleculares.

Passo 1

Beleza, então a gente tem um exercício que compara os pontos de ebulição do pentano ( 36,1^circ C) e da água ( 100^circ C). O objetivo aqui é entender por que esses dois compostos têm pontos de ebulição tão diferentes, baseando-se nas forças intermoleculares. Vamos precisar mexer com conceitos de química como tipos de forças entre moléculas.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que são forças intermoleculares. Basicamente, são as atrações que mantêm as moléculas juntas em uma substância. Essas forças determinam propriedades físicas como o ponto de ebulição, pois quanto mais fortes elas são, mais energia (calor) é necessária para separar as moléculas e fazer a substância passar do líquido para o gás.

Passo 3

Existem alguns tipos principais de forças intermoleculares:
  1. Forças de Van der Waals (ou forças de dispersão de London): Presentes em todas as moléculas, mas mais fortes em moléculas maiores ou mais polares.
  2. Forças dipolo-dipolo: Ocorrem entre moléculas com polos positivos e negativos permanentes.
  3. Ligação de hidrogênio: Um tipo especial e muito forte de força dipolo-dipolo, que acontece quando o hidrogênio está ligado a um átomo altamente eletronegativo como oxigênio, nitrogênio ou flúor.

Passo 4

Vamos analisar o pentano primeiro. O pentano é uma molécula apolar, composta apenas por carbono e hidrogênio. Como é apolar, as únicas forças intermoleculares presentes são as forças de dispersão de London. Essas forças são relativamente fracas, o que significa que o pentano não precisa de muita energia para mudar de líquido para gás, resultando num ponto de ebulição baixo ( 36,1^circ C).

Passo 5

Agora, a água. A molécula de água é polar, com uma forte diferença de eletronegatividade entre o oxigênio e o hidrogênio, o que cria polos positivos e negativos. Além disso, a água pode formar ligações de hidrogênio, que são forças intermoleculares muito fortes. Essas ligações de hidrogênio exigem muita energia para serem quebradas, fazendo com que a água tenha um ponto de ebulição bem mais alto ( 100^circ C).

Passo 6

Então, resumindo, a diferença nos pontos de ebulição entre o pentano e a água se deve principalmente às forças intermoleculares presentes em cada substância. O pentano, com apenas forças de dispersão de London, tem um ponto de ebulição mais baixo, enquanto a água, com ligações de hidrogênio fortes, tem um ponto de ebulição muito mais alto.

Resposta

A diferença nos pontos de ebulição entre o pentano e a água se deve às forças intermoleculares presentes em cada um. O pentano, sendo apolar, possui apenas forças de dispersão de London, que são fracas, resultando em um ponto de ebulição baixo ( 36,1^circ C). Já a água é polar e pode formar ligações de hidrogênio, que são forças intermoleculares muito fortes, exigindo mais energia para a mudança de fase e, por isso, apresenta um ponto de ebulição mais alto ( 100^circ C).

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