O butano e o 2-metilpropano são apolares e têm a mesma fórmula molecular, no entanto, o butano tem um ponto de ebulição mais alto (
comparado a
). Explique.
Passo 1
O enunciado compara o ponto de ebulição do butano e do 2-metilpropano, ambos apolares e com fórmula molecular
, e pede para explicar por que o butano
ebule a uma temperatura mais alta que o 2-metilpropano
. O conteúdo envolvido é forças intermoleculares em substâncias apolares, em particular as forças de dispersão de London.
Passo 2
Em substâncias apolares a única força intermolecular significativa são as interações de dispersão de London. Essas forças aumentam com a polarizabilidade e com a área de contato entre moléculas.
Passo 3
O butano é uma molécula relativamente linear, o que lhe confere maior área de superfície de interação quando comparado ao 2-metilpropano, que é mais compacta e “esférica” por causa da ramificação. Quanto maior a área de contato, mais fortes são as forças de dispersão de London entre as moléculas.
Passo 4
Como o butano tem área de superfície maior, as forças de dispersão de London em sua fase líquida são mais intensas, exigindo mais energia (temperatura mais alta) para que as moléculas escapem para a fase gasosa. No 2-metilpropano, a área de contato menor reduz essas forças, resultando em ponto de ebulição mais baixo.
Resposta
O butano, por ser mais linear, possui maior área de superfície de contato e gera forças de dispersão de London mais fortes, elevando seu ponto de ebulição em relação ao 2-metilpropano mais ramificado.