Esclareça estes fatos:
(a) Embora o etanol ( C 2 H 5 OH ) (
) tenha uma massa molar maior que a da água (
), o álcool possui um ponto de ebulição mais baixo.
(a) Embora o etanol ( C 2 H 5 OH ) (
Passo 1
O enunciado nos pede para explicar por que o etanol
(ponto de ebulição
) tem ponto de ebulição menor que a água
(ponto de ebulição
) mesmo tendo massa molar maior. Para isso, vamos usar o conceito de forças intermoleculares e como elas afetam o ponto de ebulição.
Passo 2
O ponto de ebulição de um líquido é a temperatura em que sua pressão de vapor iguala a pressão externa. Moléculas com forças intermoleculares mais fortes apresentam pressão de vapor mais baixa a uma dada temperatura e, portanto, exigem temperatura mais alta para atingir o ponto de ebulição.
Passo 3
A água
é altamente polar e cada molécula pode atuar como doadora e aceitadora de ligações de hidrogênio. Na prática, cada molécula de água forma até quatro ligações de hidrogênio numa estrutura tridimensional muito coesa, o que eleva bastante seu ponto de ebulição.
Passo 4
O etanol
também forma ligações de hidrogênio pelo grupamento –OH, mas sua cadeia etílica
é apolar e só participa de interações de dispersão de London, que são muito mais fracas. Além disso, cada etanol estabelece menos ligações de hidrogênio do que cada molécula de água, resultando numa rede intermolecular menos intensa.
Passo 5
Como as interações intermoleculares em
são, em média, mais fracas que em
, é necessária menos energia (temperatura menor) para que as moléculas de etanol escapem para a fase gasosa. Logo, o etanol ferve a
enquanto a água, com sua rede de ligações de hidrogênio mais forte, ferve a
.
Resposta
O etanol tem ponto de ebulição menor porque sua parte apolar enfraquece a rede de ligações de hidrogênio, tornando as interações intermoleculares em
significativamente mais fracas que em
.