Em cada par de compostos a seguir, escolha aquele com o ponto de ebulição mais elevado. Explique sua resposta.
ou
Passo 1
O enunciado pede: “Em cada par de compostos a seguir, escolha aquele com o ponto de ebulição mais elevado. Explique sua resposta.”
Os compostos dados são:
Os compostos dados são:
-
(metano). -
(etano).
Informações explicitamente fornecidas: apenas as fórmulas químicas dos dois compostos.
O que é pedido: indicar qual dos dois tem maior ponto de ebulição e justificar essa escolha.
O que é pedido: indicar qual dos dois tem maior ponto de ebulição e justificar essa escolha.
Passo 2
O que significa “ponto de ebulição” e qual grandeza física determina se um composto ferve a uma temperatura mais alta?
- O ponto de ebulição é a temperatura em que a pressão de vapor do líquido iguala a pressão externa (por exemplo, 1 atm) e as moléculas conseguem escapar para a fase gasosa.
- Quanto mais fortes forem as forças intermoleculares que mantêm as moléculas juntas no líquido, mais energia (temperatura) é necessária para separá‑las e, portanto, maior será o ponto de ebulição.
Portanto, para comparar pontos de ebulição, devemos comparar as forças intermoleculares entre moléculas dos dois compostos.
Passo 3
Que tipos de forças intermoleculares aparecem em
e
?
- Ambos são hidrocarbonetos apolares (ligações C–H e C–C são pouco polares), ou seja, não têm dipolo permanente importante nem ligações de hidrogênio.
- Logo, o tipo dominante de interação entre moléculas em ambos é a força de dispersão de London (forças de van der Waals induzidas), que surge de flutuações temporárias da densidade eletrônica.
Resumo: comparar a intensidade das forças de dispersão entre as moléculas de metano e etano.
Passo 4
Como comparar forças de dispersão entre duas moléculas? Regras práticas e por que elas valem:
- A força de dispersão aumenta com a polarizabilidade da molécula. Polarizabilidade é a facilidade com que a nuvem eletrônica é distorcida; depende do número de elétrons e do volume (tamanho) da molécula.
- Para moléculas do mesmo tipo (ambas apolares, semelhantes estruturalmente), uma maior massa molar e maior superfície de contato normalmente implicam maior polarizabilidade e, portanto, forças de dispersão mais fortes.
Aplicando aos nossos casos: - Massa molar aproximada:
e . - Etano tem mais elétrons e é maior (cadeia de dois carbonos) que metano (um carbono). Logo, etano é mais polarizável e interage por forças de dispersão mais intensas.
Passo 5
Consequência para os pontos de ebulição e exemplo numérico (regra prática):
- Por ter forças de dispersão mais fortes, espera‑se que
tenha ponto de ebulição mais elevado que . - Valores experimentais (para referência): ponto de ebulição do metano
e do etano . Esses números confirmam a conclusão: etano ferve a uma temperatura muito mais alta que metano (ainda que ambos sejam gases à temperatura ambiente).
Dica prática para prova: quando os compostos são apolares e semelhantes em estrutura, compare massa molar e geometria (cadeia mais longa ou maior superfície → maior ponto de ebulição). Se apareceram ligações polares ou H‑ligação, essas podem vencer a comparação.
Passo 6
Recapitulando em linguagem simples e motivadora: etano tem mais massa e mais elétrons, então gruda melhor entre moléculas por forças de dispersão; por isso precisa de mais calor pra virar gás. Tu acertaria na prova lembrando: “maior massa/aparência → maior ebulição” para apolares. Vai dar certo!