EBULIÇÃO

Luiz Antônio Tomaz

Turma 301

Tempo

Te

mp

era

tura

P.E.

P.F.

FUSÃO

COMPOSTOS ORGÂNICOS

Uma substância pode ser sólida, líquida ou gasosa.

Dependendo, é claro,da temperatura e da pressão em que se encontre.

Quase todos os corpos, com o aumento de temperatura, passam do estado sólido ao líquido e, daí, ao gasoso.

Toda mudança de estado é acompanhada de absorção ou de liberação o de energia. Na

fusão de um sólido e na evaporação de um líquido há recebimento de energia do

exterior.

Na condensação de um gás e na solidificação de um líquido

há envio de energia ao exterior.

Resumindo . . .

Energia (calor) fornecida

O fornecimento de energia faz com que

diminuam as forças de atração entre as moléculas, o que

facilita a separação das mesmas.

Atração molecular menor

Assim, quanto maiores forem as interações entre as moléculas, mais fortemente unidas estarão e

mais difícil será a mudança de estado físico.

(A) Gás (B) Líquido (C) Sólido

Saliente-se que dois fatores estão diretamente ligados ao aumento dessas interações:

1. Massa molecular (tamanho da molécula)

2. Forças intermoleculares

O aumento da massa molecular dificulta o

desprendimento de uma molécula da fase sólida ou líquida, para passar,

por exemplo, para a fase gasosa.

Massa molecular

propano

P.E. - 42 °C (231,1 K )

n-octano

P.E. 125,52 °C (398,7 K)

Forças intermoleculares

Sendo mais intensas as forças de atração entre as

moléculas, maior a dificuldade em separá-las; maiores são os pontos de

fusão e de ebulição.

Forças intermoleculares

APOLAR(dipolo . . .)

POLAR(dipolo . . .)

MUITO POLAR

instantâneo-induzido permanente-permanente pontes de hidrogênio

> forças intermoleculares > P.F. e P.E.

Mas atenção ! ! !

Se quisermos comparar P.F. e P. E. de várias

substâncias, precisamos manter constante um dos

fatores.

x

METANO ETANOP.E. – 161ºC P.E. – 89ºC

As funções orgânicas

Diante do que foi exposto até agora, a seguir,

analisaremos pontos de fusão (P.F.) e de ebulição (P.E.), considerando-se algumas das principais

funções orgânicas.

Hidrocarbonetos

Sendo constituídos por moléculas apolares (ligações intermoleculares são dipolo instantâneo-dipolo induzido), não há

interações muito fortes.

INEDI

Hidrocarbonetos

Mas essas forças aumentam com aumento das cadeias carbônicas

(massas moleculares), aumentando também os P.F. e

P.E.

Decano, HC de cadeia longa.

Hidrocarbonetos

SUBSTÂNCIA FÓRMULA P.E. (ºC)

Metano CH4 - 161

Etano CH3CH3 - 89

Propano CH3CH2CH3 - 42

n- butano CH3 CH2 CH2CH3 -1

n-pentano CH3 CH2 CH2 CH2CH3 36

n-hexano CH3 CH2 CH2 CH2 CH2CH3 69

AU

ME

NT

O

Ainda os Hidrocarbonetos . . .

O que acontece quando, comparando dois

hidrocarbonetos que têm massas moleculares

equivalentes, um apresenta cadeia linear e outro com

cadeia ramificada?

Ramificação

2-metil-pentano

Ainda os Hidrocarbonetos . . .

Nesse caso, terá maior P.F. e de P.E. o de cadeia

normal. É que a cadeia normal aumenta a superfície de contato, aumentando as

forças intermoleculares.

n-pentano, M.M. = 72u; P.E. = 36ºC(1 atm)

Metil-butano, MM = 72u; P.E. = 28ºC(1 atm)

X

AU

ME

NT

O

Ainda os Hidrocarbonetos . . .

A parafina, por exemplo, é sólida em temperatura

ambiente. Atribui-se aos seus 30 atomos de carbono o alto

ponto de fusão.A parafina é composta por alcanos (hidrocarbonetos).

Ainda os Hidrocarbonetos . . .

Aliás, o fracionamento do petróleo, mistura

de vários hidrocarbonetos, se baseia exatamente

nesse fator determiante dos

respectivos pontos de ebulição.

1- Retirada do sal e da água, que se misturaram ao petróleo. 2 - Aquecimento do óleo em fogo direto a 320ºC e, então, ocorre separação. 3 – O petróleo é aquecido junto com vapor de água, facilitando a destilação.

4 - Saída dos produtos, já separados..5 - Produtos consumíveis.

Destilação fracionada do petróleo

Destilação fracionada do petróleo

Quanto maior a quantidade de carbonos, maior o ponto de ebulição (P.E.).

FRAÇÃOINTERVALO DE TEMPERATURA

PRINCIPAIS COMPONENTES

GLP -165º a 30ºC CH4  C2H6  C3H8 C4H10

Éter do petróleo 30º a 90ºC C5H12  C6 H14  C7H16 C8H18  C9H20  C10H22

Gasolina 30º a 200ºC C10H22 C11H24 C12H26 C13H28 C14H30 C15H32

Querosene 175º a 275ºC Moléculas maioresÓleos

Lubrificantes 175º a 400ºC Moléculas maiores

Parafina 350ºC Moléculas maiores

Alcatrão resíduo Moléculas maiores

Por essa tabela, podemos perceber que os gases são os primeiros  produtos a se separar do óleo bruto.

Destilação fracionada do petróleo

CH

3 –

CH

2 –

CH

2 –

CH

2 –

CH

2 –

OH

Os álcoois são ótimos combustíveis, especialmente os de cadeia curta, por serem bastante energéticos. Poluem menos que os hidrocarbonetos

e, fundamentalmente, são renováveis.

1 - pentanol

Álcoois

Álcoois

Os álcoois, do ponto de vista de ligações intermoleculares, são muito polares, devido às

pontes de hidrogênio.

Ponte de hidrogênio Etanol

Etanol

δ+

δ-

Álcoois

Quanto maior for a massa molecular (tamanho da

molécula), maiores serão os pontos de fusão e de ebulição.

n-b

uta

no

l

M.M

. = 7

4u

; P

.E. =

11

8ºC

Álcoois

A tabela mostra . . .

SUBSTÂNCIA FÓRMULA (M.M.) P.E. (ºC)

Metanol CH3OH (32) 64,5

Etanol CH3CH2OH (46) 78,3

1-propanol CH3CH2CH2OH (60) 97,0

1- butanol CH3 CH2 CH2CH2OH (74) 118,0

1-pentanol CH3 CH2 CH2 CH2CH2OH (88) 138,0

1-hexanol CH3CH2CH2CH2CH2CH2OH (102) 157,1

AU

ME

NT

O

Álcoois

Os álcoois de cadeia normal possuem P.F. e P.E. maiores do que os de cadeia ramificada,

desde que tenham M.M. equivalentes.

n-butanol

M.M. = 74u; P.E. = 118ºC

2-propanol

M.M. = 74u; P.E. = 108ºC

Ramificação.

Álcoois x poliálcoois

O aumento do número de hidroxilas (- OH), faz

com que aumentem P.F. e P.E., pois mais pontes de hidrogênio

são formadas.

etano-1, 2-diol

M.M. = 62u; P.E. = 197,3 °C

1-propanol

M.M. = 60u; P.E. = 97,0 °C

Álcoois x ácidos carboxílicos

Quanto às forças intermoleculares, álcoois e ácidos carboxílicos se assemelham, mas

estes formam duas pontes de hidrogênio, sendo mais polares

que os primeiros.

H

O

O

C

Grupofuncional

Álcoois x ácidos carboxílicos

H

H

O

O

C

C

O

O

As duas pontes de hidrogênio aumentam a polaridade.

Álcoois x ácidos carboxílicos

As consequências disso . . .

SUBSTÂNCIA FÓRMULA (M.M.) P.E. (ºC)

EtanolÁcido metanoico

CH3CH2OH (46)

HCOOH (46)

78,3100,5

1-propanolÁcido etanoico

CH3CH2CH2OH (60)

CH3COOH (60)

97,0118,0

Ácidos carboxílicos x ácidos carboxílicos

Como vimos,espera-se dos ácidos carboxílicos elevados P.F. e P.E., em especial com o aumento da

cadeia carbônica.

SUBSTÂNCIA FÓRMULA P.E. (ºC)

Ácido metanoico CHOOH 100,5

Ácido etanoico CH3COOH 118,0

Ácido propanoico CH3CH2COOH 141,0

163,5

Outras funções orgânicas

Quero dizer que, para outras funções

orgânicas, valem os fatores analisados até o momento, ou seja,

forças intermoleculares e tamanho da molécula.

Aldeídos e cetonas

O grupo funcional dos aldeídos e das cetonas determina que as moléculas sejam polares (dipolo-

dipolo permanente). Não há pontes de hidrogênio. Isso propicia P.F. e P.E. menos elevados em relação aos

álcoois, por exemplo. Contudo, aumentam com o aumento da cadeia carbônica.

O

CR1 R2

Aldeídos e cetonas

SUBSTÂNCIA FÓRMULA P.E. (ºC)

Metanal HCHO - 21

Etanal CH3CHO 20

PropanalPropanona

CH3CH2CHO

CH3 – CO – CH3

4956

ButanalButanona

CH3CH2CH2CHO

CH3 – CO – CH2CH3

7680

AU

ME

NT

O

Fenois

Os fenois são polares devido à presença do

grupo – OH. Também são oobservadas as pontes de hidrogênio. Vale também para análise dos P.F. e

P.E. o tamanho da molécula (M.M.).

Curiosidade !

O “peeling” consiste na aplicação de fenol, um esfoliante da pele,

resultando na destruição de partes da epiderme ou derme, seguida de regeneração dos

tecidos com o surgimento de uma nova pele.

Fenois

Curiosidade !

Será o “peeling” seguro? O que leva

as pessoa à realização de tal procedimento?

À direita, paciente 7 dias após”peeling” com fenol.

Fenois

Fenol, P.E.(ºC, 1 atm) = 182 Ortocresol, P.E.(ºC, 1 atm) = 191

Éteres

O éter etílico possui como propriedade característica a extrema volatilidade.

Por quê?

Éter etílico(etoxietano)

Éteres

O fraco momento dipolar (entenda-se moléculas apolares) propicia aos éteres baixos P.F. e P.F., comparando-se, por

exemplo, com álcoois e fenois de M.M. próximas.

Éteres

SUBSTÂNCIA FÓRMULA P.E. (ºC)

Metoximetano H3COCH3 - 24

Metoxietano CH3OCH2CH3 8

Etoxietano CH3CH2OCH2CH3 35

Propoxibutano CH3CH2CH2OCH2CH2CH3 91

AU

ME

NT

O

c

Éteres

O éter dimetílico (DME) é o mais simples dos éteres. Atualmente,

essa substância, por seu baixo P.E. e por não ser tóxica, vem sendo

utilizada em “sprays” nas áreas de pintura, cosmética, ... , em

substituição aos chamados CFC’s.

Ésteres

Os ésteres resultam da reação de ácido carboxílico com álcool . . .

Etanoato de metila.

Ésteres

Tal reação é dita esterificação.

Ácido propanoico Etanol Propanoato de metila(ester)

Água

Ésteres

Lembrando que flavorizantes são

substâncias ou misturas, normalmente ésteres, acrescentadas a um alimento, bebida ou medicamento para

suplementar ou modificar seu "flavor" próprio ou para

mascarar o original.

Ésteres

Por exemplo, acetato de etila possui odor

agradável, semelhante ao de

frutas sendo comercializado com o

nome de acetila.

Ésteres

E quanto aos P.F. e P.E. dos ésteres?

Perceba, primeiramente, as polaridades das moléculas de ácido carboxílico e de

álcool, as quais dão origem aos ésteres.

Ésteres

Entretanto, com o surgimento do grupo

funcional característico dos ésteres não há polaridade

significativa. Mais especificamente, não há

pontes de hidrogênio.

Ésteres

Assim, são líquidos com M.M. pequena e viscosos ou sólidos com M.M. maior, em

temperatura ambiente.

Ésteres

SUBSTÂNCIA FÓRMULA P.E. (ºC)

Etanoato de metila H3CCOOCH3 57,5

Etanoato de etila H3CCOOCH2CH3 77,0

Etanoato de n-propila H3CCOOCH2CH2CH3 102,0

Etanoato de n-butila H3CCOOCH2CH2CH2CH3 126,0

c

AU

ME

NT

O

Aminas

Além disso, podem formar pontes de hidrogênio

(exceto aminas terciárias).

Ponte de hidrogênio

Aminas

Aminas têm geometria piramidal (derivados da amônia), resultando em significativa polaridade.

Trimetilamina

Aminas Apresentam P.F. e P.E. maiores do

que dos hidrocarbonetos

(apolares). Entretanto, nota-

se que são menores do que os dos álcoois e

dos ácidos carboxílicos.

Cheiro de peixe: moléculas volatilizadas de metilamina.

Aminas

Aminas terciárias têm P.F. e P.E. menores, pois não há presença de pontes de hidrogênio. Já as aminas

secundárias (maiores M.M.) apresentam P.F. e

P.E. mais elevados do que as secundárias.

Aminas

SUBSTÂNCIA FÓRMULA P.E. (ºC)

Metilamina H3C - NH2 - 7,5

Dimetilamina (H3C)2 - NH 7,5

Etilamina C2H5 - NH2 17,0

Dietilamina (C2H5)2 – NH 55,0

AU

ME

NT

O

c

Amidas

Nas amidas, as forças intermoleculares são do tipo polares e intensas. Além disso, os grupos

carbonila e amina determinam várias pontes

de hidrogênio.

H

H

Amidas

Em consequência, os P.F. e P.E. das amidas são elevados, inclusive

na comparação com álcoois e ácidos

carboxílicos de M.M. equivalentes. Ureia: amida sólida em

temperatura ambiente.

Uma questão de vestibular

(ITA) – Assinale a alternativa que contém a afirmação falsa, comparando-se 1-propanol e 1-butanol:

(A) A temperatura de ebulição do 1-butanol é maior.

(B) Na maioria dos compostos orgânicos predominam ligações covalentes.

(C) Nas condições de operação, a volatilidade do 1-butanol é maior.

(D) O 1-propanol é mais solúvel em água.

(E) O 1-butanol é mais solúvel em n-hexano.