Exp. 8: Interações Intermoleculares e Efeitos de Rede Cristalina Solubilidade e Ponto de Fusão.

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Exp. 8: Interações Intermoleculares e Efeitos de Rede Cristalina Solubilidade e Ponto de Fusão.


Lab.: 09
Professor: Lincoln Goncalves Couto
Data: 07/06/2012
Nome:
Fernando Longuini da Silva
R.A.: 10.00632-0


Procedimentos

1º Procedimento – Ponto de fusão

a) Foi colocada a substância 57 no capilar e montado o sistema para o aquecimento.
b) Temperatura da primeira gota foi de 108°C
Temperatura da última gota foi de 155°C


Substância
Faixa de fusão (°C)
Parafina
56 a 58
Naftaleno
78 a 80
Acetamida
80 a 81
Anidrio maleico
52 a 54
Uréia
132 a 133
Ácido salicílico
156 a 158
Benzanilida
160 a 161
Ácido benzico
121 a 122
Beta naftol
121 a 122

Analisando o resultado obtido a faixa de fusão da substância ficou entre dois valores muito distantes, este fato pode ter ocorrido devido à má colocação da substância no capilar fazendo com que parte da substância não chegou totalmente ao fundo do capilar ou aquecimento incorreto. Deste modo entre as duas medidas a medida da fusão é mais confiável. Comparando os valores com a tabela pode-se concluir que a substância é o ácido salicílico.
2º Procedimento – Solubilidade e miscibilidade

Procedimentos a, b e c

H2O
Álcool Etílico (C2H5OH)
Cicloexano (C6H12)
KI

ο
×
I2
×


H2O
-

×
Álcool Etílico (C2H5OH)

-
×
Cicloexano (C6H12)
×
×
-
Solúvel × Não solúvel ο Parcialmente solúvel


Figura 1 - Solubilidade do KI em água, álcool etílico e cicloexano

Figura 2 - Solubilidade do I2 em água, álcool etílico e cicloexano
O cristal de I2 permaneceu no fundo do tubo, sendo totalmente insolúvel com água.
Com álcool etílico houve um pequeno cristal no fundo, porém a medida de que o tubo fosse agitado a intensidade da cor laranja aumentava, o que indica solubilidade do iodo com álcool etílico.
O cristal foi totalmente dissolvido com cicloexano apresentado uma cor roxa na mistura.

Figura 3 Miscibilidade entre os solventes
(I) Álcool (II) Água (III) Água + Etanol (IV) Cicloexano (V) Álcool
d) Adicionando 40mL de gasolina e 40 mL de água, após agitar e deixar em repouso a gasolina passou a ocupar um volume de 31 mL.
Esse resultado é facilmente explicado, pois no Brasil a gasolina é vendida misturada ao álcool, e ao adicionar água na gasolina o álcool se mistura com a água deixando apenas a gasolina pura no topo da proveta. Podemos calcular facilmente a porcentagem de gasolina na mistura, observe:
40mL -------------------------- 100%
31mL --------------------------- x x =77,5% assim a porcentagem de etanol é 22,5%
e) Ao misturar etanol com água, a solução tem seu volume menor que a soma dos volumes absolutos (Vetanol + Vágua) devido à interação pelas ligações de hidrogênio (as moléculas ficam mais próximas umas das outras). O volume esperado era de 80mL, porém foi obtido 79,5mL.
f) A H2O envolve os íons do sulfato de ferro II, separando esses íons da rede cristalina, pela interação intermolecular entre a polaridade da H2O e as cargas dos íons. Mas, o acréscimo de etanol à solução, dificulta a dissolução do FeSO4 na água, porque a hidroxila do etanol atraí a molécula de H2O realizando as ligações de hidrogênio, assim diminuindo a polaridade e forçando a recristalização do composto iônico.

Corpo de Fundo
Corpo de Fundo
Figura 4 - Reação entre FeSO4.7H2O e etanol
Questões
Justifique como deverá ser a solubilidade dos solutos: NaCl, CH3OH (metanol), NH3, CH4 e C8H18, em cada um dos seguintes solventes: H2O, C3H5OH, C6H12 e éter etílico C4H10O.

H2O (polar)
C3H5OH (polar/apolar)
C6H12 (apolar)
C4H10O (apolar)
NaCl (polar)


×
×
CH3OH (polar)
ο

ο
×
NH3 (polar)

ο
×
×
CH4 (apolar)
×
ο


C8H18 (apolar)
×
ο


Solúvel × Não solúvel ο Parcialmente solúvel

A solubilidade de uma mistura pode ser determinada pela polaridade da molécula, com a famosa frase "semelhante dissolve semelhante", pode-se classificar as forças intermoleculares e determinar a polaridade de cada molécula.
Entre os solventes descritos na questão anterior, quais são miscíveis entre si? Por quê?
Cicloexano + H2O Não miscível (Apolar + Polar)
Cicloexano + C2H5OH Parcialmente miscível (Apolar + Polar/Apolar)
C2H5OH + H2O Miscível (Polar/Apolar + Polar com cadeia carbônica pequena)

Explique a solubilidade, ou não, entre: Hg/Au; Hg/Ag; Hg/H2O; I2/CCl4; Açúcar/H2O; CCl4/H2O.
Hg/Au Solúvel (Ligação metálica)
Hg/Ag Solúvel (Ligação metálica)
Hg/ H2O Insolúvel (Hg0 + H-O-H = Apolar + Polar)
I2/CCl4 Solúvel (Apolar + Apolar)
Açúcar/ H2O Solúvel (Ligação de hidrogênio)
CCl4/ H2O Insolúvel (Apolar + polar)

4- Com base no que foi observado, qual é a hipótese que explica, da melhor maneira, por que os detergentes podem ser utilizados para dissolver gorduras e graxas se eles são solúveis em água?
O detergente é uma molécula com uma parte polar e outra apolar. Quando em contato com as gorduras e graxas (apolares), estes se misturam, e porque o detergente possuir uma parte polar também se liga à molécula de H2O.
5- Atualmente, no Brasil, a gasolina comercializada é uma mistura de gasolina e álcool etílico. O que ocorre ao misturarmos água à gasolina comercial?
O álcool misturado à gasolina é uma molécula tanto polar quanto apolar. Ao adicionar-se H2O ao sistema surgem duas fases, uma formada pela gasolina e outra pela mistura H2O + álcool como realizado no procedimento II e
6- Por que a taxa de aquecimento deve ser controlada durante a determinação do ponto de fusão?
Porque é necessário uma taxa de variação de temperatura controlada para que seja possível determinar com certa precisão a faixa de temperatura onde ocorre a fusão do material, já que para substâncias puras existe um pequeno intervalo para o ponto de fusão.
7- Que informações podem ser obtidas por meio da determinação do ponto de fusão de uma substância?
A temperatura de fusão vai nos informar sobre a extensão das forças de atuação entre as unidades que constituem os cristais iônicos (nos compostos iônicos) e sobre a magnitude das forças intermoleculares nos cristais moleculares (compostos moleculares). Além disso, a faixa de fusão (intervalo entre o início e o término da fusão) nos dá informações sobre a pureza e a porcentagem de cristalinidade do material (razão molar entre a parcela amorfa e cristalina de um material). Em geral, um material 100 % cristalino terá o seu P.F. bem definido, enquanto outro, com grande porcentagem amorfa, ou com significativa porcentagem de impureza, terá seu P.F. deslocado além de um intervalo largo de fusão (que pode chegar a dezenas de graus). (Roteiro laboratório 08 de química)
EFB501 – Química