Coloque os seguintes compostos em ordem crescente de pontos de ebuliçāo justifique a sua escolha:
butano, etanol, etoxi-etano, água, pentacontano ( 50 C )
butano, etanol, etoxi-etano, água, pentacontano ( 50 C )
Passo 1
Beleza, vamos começar resumindo o que a questão pede. Temos cinco compostos: butano, etanol, etoxi-etano, água e pentacontano (C₅₀). Precisamos organizá-los em ordem crescente de ponto de ebulição. Para isso, vamos usar conceitos de química sobre as forças intermoleculares que influenciam o ponto de ebulição das substâncias. Vamos precisar entender os tipos de forças intermoleculares como forças de dispersão de London, dipolo-dipolo e ligações de hidrogênio.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as forças intermoleculares presentes em cada composto:
-
Butano (C₄H₁₀): É um hidrocarboneto simples e não possui grupos funcionais que permitam interações fortes. As forças predominantes são as forças de dispersão de London, que são fracas e aumentam com o tamanho da molécula.
-
Etanol (C₂H₅OH): Possui um grupo hidroxila (-OH), o que permite a formação de ligações de hidrogênio, que são interações bastante fortes e elevam o ponto de ebulição.
-
Etoxietano (C₂H₅OC₂H₅): Também conhecido como dietil éter, possui ligações de dipolo devido à presença do átomo de oxigênio. As forças predominantes são as interações dipolo-dipolo, que são mais fortes que as forças de dispersão, mas mais fracas que as ligações de hidrogênio.
-
Água (H₂O): Possui dois grupos hidroxila, permitindo a formação de múltiplas ligações de hidrogênio. Isso faz com que suas forças intermoleculares sejam muito fortes, resultando em um alto ponto de ebulição.
-
Pentacontano (C₅₀H₁₀₂): É um hidrocarboneto de cadeia longa, o que aumenta significativamente as forças de dispersão de London devido à grande superfície de contato entre as moléculas.
Passo 3
Agora, vamos comparar os tipos de forças intermoleculares em ordem crescente de força:
- Forças de dispersão de London: Presentes em butano e pentacontano.
- Interações dipolo-dipolo: Presentes em etoxi-etano.
- Ligações de hidrogênio: Presentes em etanol e água.
Geralmente, as ligações de hidrogênio são mais fortes que as interações dipolo-dipolo, que, por sua vez, são mais fortes que as forças de dispersão de London. Além disso, em compostos com forças de dispersão, quanto maior a molécula (mais átomos e maior massa molar), maior o ponto de ebulição devido ao aumento dessas forças.
Passo 4
Vamos aplicar isso aos nossos compostos:
-
Butano vs. Pentacontano: Ambos têm forças de dispersão, mas o pentacontano tem uma cadeia muito maior, resultando em forças mais fortes e, portanto, um ponto de ebulição mais alto.
-
Etoxietano: Possui interações dipolo-dipolo, que são mais fortes que as forças de dispersão do butano, mas mais fracas que as ligações de hidrogênio.
-
Etanol vs. Água: Ambos têm ligações de hidrogênio, mas a água pode formar mais ligações de hidrogênio por molécula (dois grupos -OH), o que a torna com um ponto de ebulição mais alto que o etanol.
Passo 5
Organizando tudo isso em ordem crescente de ponto de ebulição:
- Butano (C₄H₁₀): Menor ponto de ebulição devido às fracas forças de dispersão.
- Etoxietano (C₂H₅OC₂H₅): Ponto de ebulição maior que o butano por possuir interações dipolo-dipolo.
- Etanol (C₂H₅OH): Maior ponto de ebulição que o etoxi-etano devido às ligações de hidrogênio.
- Água (H₂O): Ainda maior devido às múltiplas ligações de hidrogênio.
- Pentacontano (C₅₀H₁₀₂): Maior ponto de ebulição devido às fortes forças de dispersão de London decorrentes da grande cadeia molecular.
Resposta
Ordem crescente de pontos de ebulição:
Butano < Etoxietano < Etanol < Água < Pentacontano (C₅₀H₁₀₂)
Exercícios relacionados
A densidade de um composto gasoso foi determinada como sendo
e 150 Torr. Qual é a massa molar do composto? R:
Sóis de sulfeto arsenioso globulares,
, são estabilizados pela adsorçāo ions OH-. O que você poderia adicionar a tais sóis a fim de produz coagulação? Dê uma explicaçāo para a sua resposta.
Se
de álcool etílico no estado vapor ocupam 200 mL a uma pressão de 1 atm e a uma temperatura de
, qual é a massa molar do álcool etílico? Assuma que o vapor se comporta como um gás ideal. R: MM
Dado que a densidade do ar em 740 Torr e
é
, calcule a fração molar e a pressão parcial do
e do
, assumindo que o gás consiste somente destes 2 gases.
Torr;
Torr