Enunciado
Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 9.1 - Ex. 80
De qual das seguintes misturar você esperaria um desvio positivo, um desvio negativo ou nenhum desvio (isto é, que formasse uma solução ideal) da lei de Raoult? Explique sua resposta. (a) HBr e H2O; (b) ácido fórmico, HCOOH, e benzeno; (c) ciclo-pentano, C5H10, e ciclo-hexano, C6H12.
Passo 1
Pra seguir à risca a lei de Raoult, , os componentes de uma mistura devem ser química e estruturalmente parecidos. Benzeno e tolueno, por exemplo, seguem esse modelo: moléculas parecidas, forças intermoleculares iguais ou muito similares. Muitas misturas, no entanto, não seguem a lei de Raoult à risca, ou seja, existem desvios. E o que causa esses desvios é justo o oposto do que faz com que a mistura a siga: moléculas estruturalmente diferentes, com forças intermoleculares não muito similares. Mas, cuidado: DOIS tipos de desvio podem existir: desvio positivo, e desvio negativo!
Um exemplo de desvio positivo é a mistura de benzeno com etanol. São moléculas estruturalmente bem diferentes. Além disso, enquanto o etanol tem como principal força intermolecular a ligação de hidrogênio, as moléculas de benzeno só interagem entre si com forças de London (Van de Waals). Assim, é como se as moléculas de um não gostassem de ficar junto com as do outro, na fase líquida, e a pressão de vapor aumentaria por ter mais moléculas “fugindo” do líquido pro vapor.
Um exemplo de desvio negativo é a mistura de acetona, CH3COCH3, com clorofórmio, CHCl3. As moléculas de um gostam mais de ficar com as do outro do que consigo próprias, daí é como se tudo no líquido ficasse mais “coeso” e menos vapor acima do líquido você tivesse, reduzindo a pressão de vapor.
Pra responder esse tipo de questão, então, é avaliar a estrutura da molécula e avaliar forças intermoleculares! Nem é tão complicado!!
(a)HBr e água vão ter um desvio negativo pelas ligações de hidrogênio estabelecidas entre o H do HBr com o O da H2O, favorecendo que a pressão de vapor se reduza.
(b)ácido fórmico e benzeno são moléculas bem diferentes, com forças intermoleculares bem diferentes – ligação de hidrogênio no HCOOH, forças de London no benzeno. Assim, vai haver desvio positivo, com aumento na pressão de vapor, pois as moléculas querem ficar mais afastadas e fogem pra fase de vapor acima da fase líquida.
(c)ciclo-pentano e ciclo-hexano são moléculas estruturalmente muito parecidas, com forças de London atuantes. Assim, não vai haver desvio e a mistura obedece bem à lei de Raoult.
Resposta
(a)HBr e água vão ter um desvio negativo pelas ligações de hidrogênio estabelecidas entre o H do HBr com o O da H2O, favorecendo que a pressão de vapor se reduza.
(b)ácido fórmico e benzeno são moléculas bem diferentes, com forças intermoleculares bem diferentes – ligação de hidrogênio no HCOOH, forças de London no benzeno. Assim, vai haver desvio positivo, com aumento na pressão de vapor, pois as moléculas querem ficar mais afastadas e fogem pra fase de vapor acima da fase líquida.
(c)ciclo-pentano e ciclo-hexano são moléculas estruturalmente muito parecidas, com forças de London atuantes. Assim, não vai haver desvio e a mistura obedece bem à lei de Raoult.