A tabela abaixo mostra a solubilidade de alguns álcoois em água.
Fórmula
Solubilidade
(mols de soluto/100g de H2O)
0,12
0,031
0,0059
0,0015
a.
Informe o tipo de força intermolecular predominante entre o etanol e a água.
b.
Explique a variação da solubilidade dos álcoois em água.
Fórmula |
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0,12 | ||
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0,031 | ||
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0,0059 | ||
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0,0015 |
b.
Passo 1
Beleza, o exercício tem duas partes:
(1) A tabela mostra que metanol, etanol e propanol se misturam infinitamente com água, mas a partir do butanol a solubilidade despenca.
(2) Tem duas perguntas:
a) Qual força intermolecular manda entre etanol e água?
b) Por que a solubilidade desses álcoois cai quando a cadeia fica maior?
Conteúdo: forças intermoleculares (especialmente ligações de hidrogênio) e solubilidade (“like dissolves like”).
(1) A tabela mostra que metanol, etanol e propanol se misturam infinitamente com água, mas a partir do butanol a solubilidade despenca.
(2) Tem duas perguntas:
a) Qual força intermolecular manda entre etanol e água?
b) Por que a solubilidade desses álcoois cai quando a cadeia fica maior?
Conteúdo: forças intermoleculares (especialmente ligações de hidrogênio) e solubilidade (“like dissolves like”).
Passo 2
Vamos ver a parte (a).
Etil-OH e H₂O têm cada um um grupo –OH. O oxigênio é bem eletronegativo e puxa elétrons, criando um H “meio positivo” grudado nele. Esse H consegue interagir fortemente com o par de elétrons livres do oxigênio vizinho. Isso é a famosa ligação de hidrogênio (hydrogen bond).
Em Latex, a interação é algo como:
Etil-OH e H₂O têm cada um um grupo –OH. O oxigênio é bem eletronegativo e puxa elétrons, criando um H “meio positivo” grudado nele. Esse H consegue interagir fortemente com o par de elétrons livres do oxigênio vizinho. Isso é a famosa ligação de hidrogênio (hydrogen bond).
Em Latex, a interação é algo como:
onde as pontilhazinhas (···) são a ligação de hidrogênio.
Então a força predominante é a ligação de hidrogênio.
Então a força predominante é a ligação de hidrogênio.
Passo 3
Agora a parte (b), a variação de solubilidade.
- Água é muito polar e forma ligações de H entre si e com grupos –OH.
- Um álcool tem uma “cabeça” –OH (polar) e uma “cauda” hidrocarbônica (apolar).
- Quanto maior a cauda apolar, mais difícil a água se reorganizar pra cercar aquela parte que não “gosta” de água.
- No metanol, etanol e propanol, a parte polar domina e a cauda é pequena, então rola solubilidade infinita.
- A partir de C₄, a parte apolar cresce tanto que as forças de dispersão de London entre cadeias não-polares passam a valer mais que a interação com a água. Resultado: solubilidade cai (0,12 → 0,0015 mol/100 g H₂O).
Resposta
a) A força intermolecular predominante entre etanol e água é a ligação de hidrogênio.
b) A solubilidade dos álcoois em água diminui à medida que a cadeia carbônica cresce porque a porção apolar (cadeia hidrocarbônica) aumenta, dificultando as interações com as moléculas de água (princípio “like dissolves like”).
b) A solubilidade dos álcoois em água diminui à medida que a cadeia carbônica cresce porque a porção apolar (cadeia hidrocarbônica) aumenta, dificultando as interações com as moléculas de água (princípio “like dissolves like”).