PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 23 da UFPR 2007

1ª fase · Química: Forças intermoleculares

Recentemente, anunciou-se que o Brasil atingiu a auto-suficiência na produção do petróleo, uma importantíssima matéria-prima que é a base da moderna sociedade tecnológica. O petróleo é uma complexa mistura de compostos orgânicos, principalmente hidrocarbonetos. Para a sua utilização prática, essa mistura deve passar por um processo de separação denominado destilação fracionada, em que se discriminam frações com diferentes temperaturas de ebulição. O gráfico a seguir contém os dados dos pontos de ebulição de alcanos não ramificados, desde o metano até o decano.

Gráfico de linha mostrando a temperatura de ebulição em graus Celsius em função do número de átomos de carbono, de 1 a 10, para alcanos lineares. A temperatura varia de aproximadamente -160 °C para 1 carbono até cerca de 175 °C para 10 carbonos.

Com base no gráfico acima, considere as seguintes afirmativas:

  1. \ce{CH4}, \ce{C2H6}, \ce{C3H8} e \ce{C4H10} são gasosos à temperatura ambiente (cerca de 25\text{ }^\circ\text{C} ).
  2. O aumento da temperatura de ebulição com o tamanho da molécula é o reflexo do aumento do momento dipolar da molécula.
  3. Quando se efetua a separação dos referidos alcanos por destilação fracionada, destilam-se inicialmente os que têm moléculas maiores.
  4. Com o aumento do tamanho da molécula, a magnitude das interações de Van der Waals aumenta, com o conseqüente aumento da temperatura de ebulição.

Assinale a alternativa correta.

  1. A
    Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
  2. B
    Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras.
  3. C
    Somente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras
  4. D
    Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
  5. E
    Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
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Resolução comentada

Para ser gasoso a 25\ ^\circ\text{C}, o composto precisa ter temperatura de ebulição abaixo disso. Vamos testar cada afirmativa.

Afirmativa 1. No gráfico, o metano ferve a cerca de -160\ ^\circ\text{C}, o etano a -90\ ^\circ\text{C}, o propano a -42\ ^\circ\text{C} e o butano a cerca de 0\ ^\circ\text{C}. Todos estão abaixo de 25\ ^\circ\text{C}, logo são gasosos. O pentano (5 carbonos) ferve a cerca de 36\ ^\circ\text{C} e já é líquido. Verdadeira.

Afirmativa 2. Alcanos são apolares, com momento dipolar praticamente nulo, e ele não aumenta com a cadeia. O aumento da temperatura de ebulição vem das forças de dispersão de London. Falsa.

Afirmativa 3. Na destilação fracionada, destilam primeiro os compostos de menor temperatura de ebulição, ou seja, os de moléculas menores. Falsa.

Afirmativa 4. Moléculas maiores têm mais elétrons e superfície de contato maior, o que intensifica as interações de Van der Waals (dipolo induzido). Isso exige mais energia para separar as moléculas, e a temperatura de ebulição sobe. Verdadeira.

São verdadeiras apenas 1 e 4.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AA afirmativa 3 inverte a ordem: destilam primeiro as moléculas menores, de menor ponto de ebulição.
  • BConsidera verdadeiras a 2 (alcanos são apolares) e a 3 (ordem invertida) e exclui a 1, que é verdadeira.
  • DA afirmativa 2 é falsa: o momento dipolar dos alcanos é nulo; o que aumenta são as forças de dispersão.
  • EAmbas as afirmativas 2 e 3 são falsas, e as verdadeiras (1 e 4) ficam de fora.

Assuntos: Forças intermoleculares, Separação de misturas.

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Fonte: UFPR 2007 · 1ª fase. Prova oficial ↗