Organize n-butano, propano, 2-metilpropano [isobuteno, (CH3)2 CHCH3 ] e n-pentano em ordem crescente de pontos de ebulição.

Passo 1

Beleza, a questão quer que você coloque em ordem crescente de ponto de ebulição quatro alcanos: propano, n-butano, 2-metilpropano (que é o isobutano, fórmula ) e n-pentano. O assunto aqui é forças intermoleculares (especialmente forças de dispersão de London) e como a massa molar e a ramificação influenciam o ponto de ebulição. Precisamos entender o que é ponto de ebulição, qual força mantém as moléculas juntas e como massa e ramificação alteram essa força.

Passo 2

Primeiro, o que é ponto de ebulição?
• É a temperatura em que a pressão de vapor do líquido iguala a pressão externa (normalmente atmosférica), fazendo o líquido virar gás.
• Quanto mais fortes forem as forças que “prendem” as moléculas no líquido, mais energia (ou seja, temperatura) é preciso para separá-las.
Nos alcanos, a principal “cola” entre moléculas é a força de dispersão de London, que surge porque elétrons em movimento criam dipolos instantâneos e induzem dipolos vizinhos.

Passo 3

Massa molar e dispersão de London:
• Quanto maior a massa molar, mais elétrons o composto tem, maior a polarizabilidade e mais fortes as forças de dispersão.
• Logo, alano com maior número de carbonos tende a ter ponto de ebulição mais alto.
Vamos às massas (em g/mol):
  • Propano :
  • n-Butano :
  • 2-Metilpropano : mesmo
  • n-Pentano :
    Logo, só olhando pra massa molar, a ordem seria 44 < 58 < 72.

Passo 4

Efeito da ramificação:
• Moléculas lineares têm maior área de contato entre si, gerando mais forças de dispersão.
• Moléculas ramificadas (como o 2-metilpropano) encaixam-se pior, área de contato menor, forças menores e ponto de ebulição mais baixo.
Então, comparando n-butano e 2-metilpropano (ambos 58 g/mol):
Ponto de ebulição do isobutano (2-metilpropano) < Ponto de ebulição do n-butano.

Passo 5

Juntando tudo:
  1. Propano (44 g/mol) – menor massa → menor ponto de ebulição
  2. 2-Metilpropano (58 g/mol, ramificado)
  3. n-Butano (58 g/mol, linear)
  4. n-Pentano (72 g/mol) – maior massa → maior ponto de ebulição

Resposta

Propano < 2-metilpropano < n-butano < n-pentano

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