Polaridade e Solubilidade das Moléculas

Objetivo: Quantificar o teor (% v/V) do álcool na gasolina

Introdução teórica:
A gasolina é um líquido volátil, inflamável, constituído por uma mistura extremamente complexa de hidrocarbonetos. Pode ser obtida através da destilação do petróleo, entretanto a crescente demanda mundial do combustível, devido ao surgimento do motor a explosão, promoveu o desenvolvimento e aperfeiçoamento de técnicas para se obter um maior rendimento na produção.

A fração do petróleo que corresponde à gasolina apresenta faixa de ebulição entre 40^oC e 200^oC, e é formada por hidrocarbonetos de composição variada (de 17 a 38 átomos por molécula), mas seu principal constituinte são os octanos (C₈).

A geometria molecular influi diretamente na polaridade das moléculas: se uma molécula tem dois átomos que “puxam” os elétrons com a mesma força essa molécula é apolar, pois não há formação de centros que concentram carga positiva e negativa. Se molécula é composta por átomos que puxam os elétrons com forças diferentes, ocorre a formação de pólos e então se diz que a molécula é polar. Dessa forma podemos atribuir que se o nº de nuvens em volta do átomo central for igual ao nº de átomos centrais que a cercam, a molécula é apolar, caso contrário é polar.

A relação entre polaridade e solubilidade ocorre da seguinte maneira: substâncias polares tendem a serem solúveis em substâncias polares e substâncias apolares em substâncias apolares. Isso ocorre porque uma molécula polar possui o pólo positivo e o pólo negativo e esses pólos atraem os pólos opostos de outra molécula, dessa forma solubilizando com maior facilidade. A solubilidade entre substâncias apolares ocorre pelas forças de dipolo induzido. Isso explica a experiência da polaridade nas substâncias.

Materiais:

–> Bureta

–> Bastão de plástico

–> Garra

–> Papel

–> Suporte Universal

–> Gasolina

–> Béquer de 500 cm³

–> Álcool

–> Béquer de 100 cm³

–> Água

Procedimento:

–> Calcular a composição centesimal do octano e do álcool etílico

–> Colocar 30 ml de água na gasolina, agitar e verificar o aumento no volume de água

–> Excitar eletricamente um tubo de caneta e aproximar do fluxo d’água, do álcool e da gasolina

Dados e resultados:
O volume de água passou de 30 ml para 44 ml depois que se misturou ao álcool

Portanto, 70 ml de gasolina é igual a 100%

44 ml – 30 ml = 14 ml de álcool = 20 %

Após as experiências dos fluxos, obtivemos os seguintes resultados:

–> Fluxo de água – atraído pela caneta – molécula polar

–> Fluxo de álcool – atraído pela caneta – molécula polar

–> Fluxo de gasolina – não é atraído – molécula apolar

Octano (C₈H₁₈) massa molecular = 114
massa total de carbono = 96 massa total de hidrogênio = 18

114…………………..100%
114…………………..100%
96…………………….84, 22% 18……………………15,78%

Carbono = 84,22% Hidrogênio = 15,78%

Composição centesimal C_84,22%H_15,78%

Álcool Etílico (C₂H₆O) massa molecular = 46
massa total de carbono = 24 massa total de hidrogênio = 6 e massa total de oxigênio = 16

46……………………100%
46……………………100%
46……………………100%

24…………………….52,22%
6……………………..13,08%
16…………………….34,70%

Carbono = 52,22% Hidrogênio = 13,08% Oxigênio = 34,70%

Composição centesimal C_52,22%H_13,08%O_34,70%

Conclusões:
Chegamos a conclusão de que para medir o teor de álcool na gasolina podemos utilizar a água, já que ela tem a capacidade de solubilizar o álcool que inicialmente estava diluído na gasolina.

Como a gasolina é apolar e a água é polar elas não se misturam, formando duas fases. Dessa maneira a mistura água + álcool pode ser retirada e seu através de seu volume calcular o teor de álcool na gasolina, que no caso é de 20%

Se uma substância é composta por moléculas polares, ela pode ser atraída por um corpo eletricamente carregado, o que não acontece com moléculas apolares e essa propriedade pode ser utilizada para definir se uma substância é polar ou apolar.

Concluímos que a geometria molecular define a polaridade de uma molécula e isso afeta sua solubilidade em diferentes solventes.

O álcool se mistura a água porque em sua molécula, há uma parte polar, a parte hidrofílica, que se liga a água através de pontes de hidrogênio. Porém o álcool também se mistura a gasolina porque em sua molécula há uma parte hidrofóbica que é apolar e por isso ela pode se misturar a gasolina.

Bibliografia
Química, Usbesco e Salvador, Editora Saraiva