PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 9 (1º semestre · 2º dia · Grupo 2) da 2ª etapa da UFG 2011
Segundo a legislação vigente (Resolução ANP nº 9, de 7 de março de 2007), o teor máximo de etanol na gasolina é de 26\%. Uma técnica simples para identificar esse teor consiste em misturar quantidades iguais da amostra de gasolina e uma solução de cloreto de sódio em uma proveta graduada. Após agitação, o recipiente é mantido em repouso e duas fases são observadas. Ao se analisar 5{,}0\text{ mL} de gasolina de uma determinada distribuidora, observou-se, após repouso, que a fase aquosa (contendo água, etanol e sal) apresentou um volume total de 6{,}9\text{ mL}.
a) A amostra testada no experimento acima segue as normas vigentes? Justifique, demonstrando a sua resposta matematicamente. (3,0 pontos)
b) O uso de uma solução de cloreto de sódio na identificação do teor de etanol na gasolina diminui a contração de volume que ocorreria caso fosse utilizada água destilada. Explique as diferenças nas contrações de volume nas duas situações citadas. (2,0 pontos)
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Resolução comentada
Resolução comentada
a) A técnica extrai o etanol da gasolina. Ele é polar e se dissolve na fase aquosa, enquanto os hidrocarbonetos da gasolina ficam na fase apolar.
São usadas quantidades iguais de gasolina e de solução salina, então a solução adicionada tem 5{,}0\ \text{mL}. O aumento de volume da fase aquosa é o volume de etanol que saiu da gasolina:
- Volume de etanol extraído: 6{,}9 - 5{,}0 = 1{,}9\ \text{mL}
- Teor de etanol na gasolina:
Como 38\% > 26\%, a amostra não segue a legislação: o teor de etanol é de 38%, acima do máximo de 26%.
b) Misturar etanol e água destilada causa contração de volume, porque as ligações de hidrogênio entre água e etanol são mais fortes que as interações nas substâncias puras. As moléculas ficam mais próximas e o volume final é menor que a soma dos volumes. Isso faria o volume da fase aquosa ser menor que o real e subestimaria o teor de etanol.
Na solução de \ce{NaCl}, os íons \ce{Na+} e \ce{Cl-} já estão hidratados, com interações íon-dipolo com a água. Parte das moléculas de água fica ocupada com os íons e menos delas fica disponível para formar ligações de hidrogênio com o etanol. Além disso, a água salgada fica mais polar e mais organizada, o que reduz a solubilização de hidrocarbonetos na fase aquosa.
Por isso a contração é menor com a solução salina, e o volume lido na fase aquosa se aproxima do volume real de etanol extraído. Com água destilada há maior contração, por causa das ligações de hidrogênio água-etanol; com \ce{NaCl} a contração é menor, porque a água está ocupada na hidratação dos íons.
Assuntos: Polaridade e solubilidade, Forças intermoleculares.
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Fonte: UFG 2ª etapa 2011 · 1º semestre · 2º dia · Grupo 2. Prova oficial ↗