Coloque os seguintes compostos em ordem crescente de pontos de ed justifique a sua escolha:
b) butano, etanol, etoxi-etano, água, pentacontano (50 C)
b) butano, etanol, etoxi-etano, água, pentacontano (50 C)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para colocarmos, em ordem crescente, os pontos de ebulição dos seguintes compostos: butano, etanol, etoxi-etano, água e pentacontano. Para fazer isso, vamos precisar entender um pouco sobre as forças intermoleculares e como elas influenciam o ponto de ebulição dos compostos.
Passo 2
Primeiro, vamos listar os compostos que precisamos comparar:
- Butano (C₄H₁₀)
- Etanol (C₂H₅OH)
- Etoxi-etano (C₂H₅OC₂H₅)
- Água (H₂O)
- Pentacontano (C₅₀H₁₀₂) – usando a indicação de 50 carbonos.
Passo 3
Agora, vamos entender como as diferentes forças intermoleculares afetam o ponto de ebulição:
- Forças de London (dispersão): Presentes em todas as moléculas, mas mais fortes em moléculas maiores e mais pesadas.
- Dipolo-dipolo: Ocorrem em moléculas com ligações polares.
- Ligações de hidrogênio: Um tipo especial de interação dipolo-dipolo muito forte, presente em moléculas que têm H ligado a N, O ou F.
Quanto mais fortes as forças intermoleculares, maior o ponto de ebulição, pois mais energia é necessária para separar as moléculas e passar para o estado gasoso.
Passo 4
Vamos analisar cada composto:
-
Água (H₂O): Possui ligações de hidrogênio fortes porque o oxigênio é altamente eletronegativo e cada molécula de água pode formar até quatro ligações de hidrogênio (duas como doador de H e duas como receptoras).
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Etanol (C₂H₅OH): Também pode formar ligações de hidrogênio devido ao grupo hidroxila (-OH), mas não tão fortes quanto as da água.
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Etoxi-etano (C₂H₅OC₂H₅): É um éter e pode ter interações dipolo-dipolo, mas não forma ligações de hidrogênio tão eficazes quanto a água e o etanol.
-
Butano (C₄H₁₀): Um alcano com apenas forças de London. Como é relativamente pequeno, suas forças de dispersão são menores.
-
Pentacontano (C₅₀H₁₀₂): Um alcano muito grande e longo, com muitas cadeias de carbono, o que significa forças de London muito fortes devido ao grande número de elétrons e maior área de contato.
Passo 5
Com base nessas análises, podemos ordenar os compostos do menor para o maior ponto de ebulição:
- Butano: Menor ponto de ebulição devido ao seu tamanho pequeno e apenas forças de London fracas.
- Etoxi-etano: Maior que o butano por ter interações dipolo-dipolo, mas menor que o etanol e a água.
- Etanol: Maior que o etoxi-etano por poder formar ligações de hidrogênio.
- Água: Maior que o etanol devido às ligações de hidrogênio mais fortes e mais numerosas.
- Pentacontano: Mesmo com interações de London muito fortes devido ao seu tamanho, o ponto de ebulição da água ainda é maior por causa das ligações de hidrogênio excepcionais.
Resposta
A ordem crescente dos pontos de ebulição dos compostos é:
Butano < Etoxi-etano < Etanol < Água < Pentacontano