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FACULDADE DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA-ÁREA 1 CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL DISCIPLINA: QUÍMICA E TECNOLOGIA ORGÂNICA Propriedades Intermoleculares Relatório apresentado ao Professor Rauldenis como cumprimento das atividades da disciplina Química e Tecnologia Orgânica. Por: Lariza Rosário dos Santos Salvador-BA 2014 Resumo O experimento de propriedades intermoleculares, foi um experimento preparado com as substancia: agua destilada, hexano, sacarose, NaCl, etanol, propanol, butanol e terc- butanol; afim de verificar as ligações feitas entre as misturas, a solubilidade das misturas e as polaridades das mesmas. Lista de figuras Imagem 1 – agua + hexano Imagem 2 – agua + sacarose Imagem 3 – agua + NaCl Imagem 4 – hexano + NaCl Imagem 5 – agua + etanol Imagem 6 – agua + propanol Imagem 7 – agua + butanol Imagem 8 – agua + terc-butanol Lista de abreviaturas e siglas NaCl – Cloreto de sódio Introdução Segundo o artigo Interações Intermoleculares de Willian R. Rocha, uma interação química significa que as moléculas se atraem ou se repelem entre si, sem que ocorra a quebra ou formação de novas ligações químicas. Estas interações são frequentemente chamadas de interações não covalentes ou interações intermoleculares. Tipos de Interações: Interações dipolo-dipolo Essa interação ocorre somente em moléculas polares, isto é, aquelas que não apresentam distribuição uniforme de carga ao longo de sua superfície. Interação de Van der Waals Essa interação é a soma de todas forças atrativas ou repulsivas, que não sejam forças devidas a ligações covalentes entre moléculas (ou entre partes da mesma molécula) ou forças devido à interação eletroestática de íons. As forças de van der Waals diferenciam-se das ligações de hidrogénio e das interações dipolo-dipolo por serem mais fracas em comparação a estas. Interação por ligação de hidrogênio As pontes de hidrogênio, ou ligações de hidrogênio, é realizada sempre entre o hidrogênio e um átomo mais eletronegativo, como flúor, oxigênio e nitrogênio. Interações iônicas É um tipo de ligação química baseada na atração eletrostática entre dois íons carregados com cargas opostas. A ligação iônica ocorre somente se a variação da energia total da reação é favorável — quando os átomos ligados têm energia mais baixa que os átomos livres. Quanto maior a variação da energia total, mais forte se torna a ligação. Objetivos http://pt.wikipedia.org/wiki/Liga%C3%A7%C3%A3o_covalente http://pt.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%8Don http://pt.wikipedia.org/wiki/Liga%C3%A7%C3%B5es_de_hidrog%C3%A9nio http://pt.wikipedia.org/wiki/Liga%C3%A7%C3%A3o_qu%C3%ADmica http://pt.wikipedia.org/wiki/Atra%C3%A7%C3%A3o_eletrost%C3%A1tica http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%8Don Estudar os princípios básicos das forças intermoleculares. Perceber a influência da polaridade na solubilidade das substâncias. Reagentes Agua destilada, hexano, sacarose, NaCl, etanol, propanol, butanol, terc-butanol. Procedimentos Na primeira parte do experimento estudei a solubilidade de alguns compostos em diferentes solventes. Em 4 tubos de ensaio acrescentei as seguintes misturas: 5mL de água destilada + 1mL de hexano 5mL de água destilada + 0,1g de sacarose 5mL de água destilada + 0,1g de NaCl 2mL de hexano + 0,1g de NaCl De forma que cada tubo de ensaio continha apenas uma das misturas. Logo depois relacionei a solubilidade das diferentes substâncias com suas polaridades. Já na segunda parte do experimento estudei a solubilidade dos álcoois em água. Utilizando uma pipeta graduada, adicionei em 4 tubos de ensaio, 5 mL de água destilada e em seguida coloquei 1mL de cada um dos seguintes álcoois: Álcool etílico (etanol) Álcool propílico (propanol) Álcool butílico (butanol) Álcool terc-butílico (terc-butanol). Resultados e discussão Solubilidade de alguns compostos em diferentes solventes 1. Água destilada e hexano: os reagentes não se misturaram nem após a mistura ser agitada, o que formou uma mistura com duas fases, ou seja, heterogênea, como é mostrado na imagem 1. Na mistura, o hexano ficou sobre a água. Esses reagentes não apresentam polaridades compatíveis, pois a água é polar e o hexano é apolar e por isso não ocorre interação, já que os vetores se cancelam. 2. Água destilada e sacarose: a sacarose se dissolve na água após a mistura ser agitada, o que forma uma mistura homogênea, como é mostrado na imagem 2. Nesse caso a mistura tornou-se homogênea pois ambos são polares e a interação é do tipo ligação de hidrogênio. 3. Água destilada e cloreto de sódio: a dissolução ocorreu melhor do que na mistura da agua com a sacarose. A água destilada é polar e o cloreto de sódio é iônico e formaram uma mistura homogênea, como pode ser visto na imagem 3. Como o sódio é um metal e o cloro é um não-metal o tipo de interação é a iônica, que é mais forte do que as interações Van der Walls, dipolo/dipolo e ligação de hidrogênio. 4. Hexano e cloreto de sódio: não ocorre solubilização porque o hexano é apolar e o cloreto de sódio é iônico. O resultado final foi uma mistura heterogênea, como pode ser visto na imagem 4. Como os reagentes não apresentam polaridades compatíveis não ocorreu interação. Solubilidade dos álcoois em água Todos os álcoois são polares e anfipáticos, ou seja, possuem um lado polar e um lado apolar. A depender do tamanho da cadeia carbônica, que é a parte apolar, eles podem não se solubilizar em reagentes polares porque quanto maior for a quantidade de carbonos menor é a solubilidade. Abaixo está relacionada a solubilidade das diferentes substâncias com suas polaridades e a indicação de quem foi solúvel ou não. 1. Etanol e água destilada: O álcool etílico é polar e se solubilizou lentamente na água destilada. O resultado foi uma mistura homogênea, como pode ser observado na imagem 5. 2. Propanol e água destilada: O álcool propílico é polar e a solubilização ocorreu mais rápido do que na mistura 1. O resultado foi uma mistura homogênea, como pode ser observado na imagem 6. 3. Butanol e água destilada: esse álcool possui caráter apolar devido à geometria de sua cadeia carbônica. Durante o processo de agitamento da mistura, a água ficou turva e após cessar a agitação o resultado foi uma mistura com 2 fases, ou seja, heterogênea, como pode ser observado na imagem 7. 4. Terc-butanol e agua destilada: esse álcool possui caráter polar devido à geometria da sua cadeia carbônica. O resultado foi uma mistura homogênea, como pode ser observado na imagem 8. Conclusão Verifiquei que para uma substância se solubilizar, ela precisa ter uma ligação tão ou mais forte do que soluto-soluto e solvente-solvente. A solubilidade de qualquer substância depende, entre outras coisas, do tipo de solvente no qual o soluto está disperso. Substâncias formadas por moléculas polares geralmente se dissolvem bem em solventes formados por moléculas também polares. Substancias formadas por moléculas apolares geralmente se dissolvem bem em solventes formados por moléculas também apolares. Ou seja, semelhante dissolve semelhante. Entretanto, isso não pode ser considerado uma regra geral, pois existem muitos casos de solutos apolares que se dissolvem bem em solventes polares e vice-e-versa. Desse modo, para entender por que isso ocorre, tive que considerar ainda outro fator: o tipo de força intermolecular do solvente e do soluto. Se a força intermolecular já existente for mais intensa do que a possível nova interação, então o soluto não solubiliza, permanecendo a ligação original. Mas, se a nova interação for mais forte, o soluto se solubilizará, rompendo as ligações intermoleculares das substâncias. Referenciasbibliográficas http://qnint.sbq.org.br/qni/visualizarConceito.php?idConceito=8 http://www.brasilescola.com/quimica/forca-intermolecular-dipolo-dipolo.htm http://pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7as_de_Van_der_Waals http://www.soq.com.br/conteudos/em/ligacoesquimicas/p5.php http://pt.wikipedia.org/wiki/Liga%C3%A7%C3%A3o_i%C3%B4nica http://www.brasilescola.com/quimica/relacao-entre-polaridade-solubilidade-das- substancias.htm http://www.brasilescola.com/quimica/relacao-entre-forca-intermolecular-solubilidade- das-substancias.htm http://qnint.sbq.org.br/qni/visualizarConceito.php?idConceito=8 http://www.brasilescola.com/quimica/forca-intermolecular-dipolo-dipolo.htm http://pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7as_de_Van_der_Waals http://www.soq.com.br/conteudos/em/ligacoesquimicas/p5.php http://pt.wikipedia.org/wiki/Liga%C3%A7%C3%A3o_i%C3%B4nica http://www.brasilescola.com/quimica/relacao-entre-polaridade-solubilidade-das-substancias.htm http://www.brasilescola.com/quimica/relacao-entre-polaridade-solubilidade-das-substancias.htm http://www.brasilescola.com/quimica/relacao-entre-forca-intermolecular-solubilidade-das-substancias.htm http://www.brasilescola.com/quimica/relacao-entre-forca-intermolecular-solubilidade-das-substancias.htm Anexos Imagem 1: Agua destilada + hexano Imagem 2: Agua destilada + sacarose Imagem 3: Agua destilada + NaCl Imagem 4: Hexano + NaCl Imagem 5: Agua destilada + etanol Imagem 6: Agua destilada + propanol Imagem 7: Agua destilada + butanol Imagem 8: Agua destilada + terc- butanol