Qual o composto em cada um dos pares vistos a seguir que tem o ponto de ebulição mais alto? (Responda este problema sem consultar as tabelas.)
© Pentano ou pentanal
© Pentano ou pentanal
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão nos pede para comparar o ponto de ebulição entre dois compostos: pentano e pentanal. O conteúdo que vamos usar aqui envolve as propriedades físicas dos compostos orgânicos, especialmente focando nas forças intermoleculares que influenciam o ponto de ebulição. Para resolver, precisamos entender que tipo de forças cada composto apresenta e como isso afeta a temperatura na qual eles passam do estado líquido para o gasoso.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar o que são pentano e pentanal. O pentano é um alcano, que é uma hidrocarboneto saturado com a fórmula geral C₅H₁₂. Já o pentanal é um aldeído, com a fórmula C₅H₁₀O. A diferença estrutural entre eles é que o pentanal possui um grupo carbonila (C=O) ligado a um átomo de carbono.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre as forças intermoleculares presentes em cada composto. As forças intermoleculares são as atrações que ocorrem entre as moléculas e influenciam propriedades físicas como o ponto de ebulição.
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Pentano: Sendo um alcano, suas principais forças intermoleculares são as forças de dispersão (ou de London). Essas forças são relativamente fracas e ocorrem devido a flutuações temporárias na distribuição dos elétrons.
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Pentanal: Como um aldeído, além das forças de dispersão, o pentanal pode formar ligações de dipolo-dipolo devido ao grupo carbonila. Isso acontece porque o átomo de oxigênio é mais eletronegativo, criando uma polaridade na molécula.
Passo 4
Com base nisso, sabemos que ligações de dipolo-dipolo são mais fortes que as forças de dispersão. Isso significa que as moléculas de pentanal se atraem mais fortemente umas pelas outras do que as moléculas de pentano. Como consequência, é necessário mais energia (ou seja, uma temperatura mais alta) para quebrar essas atrações e levar o pentanal a ferver.
Passo 5
Além disso, a presença do grupo carbonila no pentanal aumenta a polaridade da molécula, o que contribui ainda mais para um ponto de ebulição mais alto em comparação com o pentano, que não possui grupos funcionais capazes de criar essas interações mais fortes.
Resposta
O pentanal tem o ponto de ebulição mais alto em comparação com o pentano.