Transcrição de vídeo
RKA11E - Então nós temos aqui duas substâncias diferentes, e só para o nosso objetivo é que vamos dizer que as duas estão em estado líquido. Vocês provavelmente já reconheceram essa substância aqui, em que nós temos um oxigênio ligado a dois hidrogênios, H₂O, que é a água. Essas aqui são as ligações de hidrogênio, e essa substância aqui pode parecer um pouco menos familiar, mas logo de cara a gente pode reconhecer o grupo OH. Este grupo OH está ligado a uma cadeia de carbonos, de 2 carbonos, então é um radical etil. Então isto é um álcool, que tipo de álcool? Bem, se este é o etil, então nós temos o etanol, que é aquele álcool presente nos combustíveis, também presente em bebidas alcoólicas Vamos imaginar aqui por um momento, que ambas as substâncias estão em seu estado líquido e nas mesmas condições de temperatura e pressão. Então, supondo que a temperatura está um pouquinho elevada, qual das duas substâncias você acha que irá evaporar primeiro? Em outras palavras, qual das duas substâncias vai ter mais moléculas por espaço de tempo evaporando ou entrando no estado gasoso? Bem, uma diferença que a gente pode reparar entre as duas substâncias, é que na água e oxigênio está ligado a dois hidrogênios, assim, para cada molécula de água nós temos duas ligações de hidrogênio. O polo positivo da molécula se atrai pelo polo negativo da outra molécula, e isso vai formar essa ligação de hidrogênio. Já aqui nessa nova você pode reparar que o oxigênio está ligado também a um hidrogênio, assim como na água, mas a outra ligação é um radical aqui de carbono, o etil, que também é eletronegativo, não tão eletronegativo como o oxigênio, mas ele é mais eletronegativo do que o hidrogênio. Com isso essa carga parcial negativa acaba se distribuindo para cá também, fazendo com que o oxigênio fique um pouco menos elétron negativo do que acontece aqui na água. Então isso significa que além dessas ligações de hidrogênio serem menos numerosas, elas acabam sendo um pouco mais fracas também, se compararmos com as da água. Então aqui nós temos menos ligações de hidrogênio em média, ligações menos numerosas e mais fracas. E como nós já comentamos em outros vídeos, são essas ligações de hidrogênio que mantém a coesão aqui entre as moléculas de água, fazendo com que elas fiquem em estado líquido. As moléculas ficam então próximas umas das outras, devido à atração das ligações de hidrogênio, em que um polo positivo se atrai pelo polo negativo de uma molécula próximo. A mesma coisa acontece com etanol, mas se o número de ligações de hidrogênio aqui é menor, então a gente pode deduzir que fica mais fácil para as moléculas no etanol se desprenderem e evaporarem. A energia aqui por molécula é menor do que no caso da água, a energia necessária para romper essas ligações porque além dessas ligações serem um pouco mais fracas é uma só, aqui na água nós temos duas. Quando a gente fala sobre a temperatura de um sistema, a gente está falando em última análise sobre o grau de agitação das moléculas daquele sistema. A temperatura então está relacionada com o grau de energia cinética média de um sistema, mas individualmente cada molécula tem um grau de agitação diferente, então vamos supor que esta molécula que está vibrando para cá nessa direção, lembrando que aqui é um vetor, e o cumprimento do vetor indica a intensidade da vibração, vamos dizer assim, e a pontinha é a direção resultante. Vamos supor que ela esteja vibrando para cá, esta para o outro lado e esta para cá. Então cada molécula está vibrando em uma intensidade diferente, mas esta aqui o vetor dela é bem maior, ela está vibrando muito mais que as outras, a energia cinética dela é maior. Vamos supor que esta molécula aqui a energia cinética dela é suficiente para romper as ligações de hidrogênio, e romper também a barreira da pressão atmosférica, porque as moléculas do ar também estão fazendo aqui pressão contrária, mas essa molécula conseguiu sair do sistema e entrou no estado gasoso. A mesma coisa pode estar acontecendo aqui com o etanol, então vamos supor que esta molécula tem uma energia muito maior que as outras. E pelo fato do número de ligações de hidrogênio aqui ser em média menor, pode se dizer que foi mais fácil para a molécula de etanol se libertar e ir para o estado gasoso do que as moléculas de água. Assim, o etanol precisa de menos energia do que a água para entrar num estado gasoso e para evaporar. Então para cada uma dessas substâncias, nós temos um calor de vaporização que é justamente a energia necessária para que as moléculas entrem no estado gasoso. Então o calor de vaporização da água é de aproximadamente 2260j/g, ou você também pode encontrar em calorias, então você pode encontrar 541 calorias por grama. Bem, e para o etanol? O calor de vaporização do etanol vai ser um pouco mais baixo, certo? O valor para o etanol em jaules, é de aproximadamente 841 j/p, em calorias, 201 calorias por grama. Seria necessário 201 calorias para evaporar um grama de etanol, nas condições normais de temperatura e pressão, certo? Então a temperatura para evaporar um grama de água, é mais alta do que a temperatura que é necessária para evaporar um grama de etanol. Você pode até fazer esse teste em casa, se quiser. Basta encher um copo com etanol e outro copo com a mesma quantidade de água e deixar um lado do outro, e medir o tempo que vai levar para todo aquele conteúdo do copo evaporar. Você certamente vai perceber que o etanol vai evaporar primeiro. Usando esta mesma lógica que a gente discutiu aqui, nós podemos falar sobre o ponto de ebulição de cada substância. O fenômeno de ebulição acontece quando uma substância passa do estado líquido para o estado gasoso, ou seja, quando a molécula do estado líquido vence a pressão atmosférica e evapora. O ponto de ebulição da água é de 100°C, e esse valor aqui de 100°C foi escolhido de forma arbitrária. O ponto de ebulição da água é a referência para a escala de ponto de ebulição das substâncias. O ponto de ebulição do etanol é de aproximadamente 78°C. Então o ponto de ebulição do etanol é 78°C, isso significa que ele entra em ebulição a uma temperatura mais baixa que a água simplesmente porque o número de ligações de hidrogênio no etanol é menor em média do que na água, fazendo com que seja mais fácil as moléculas de etanol se desprenderem e entrar no estado gasoso. Bem, pessoal, por hoje é só. Espero que vocês tenham gostado e até o próximo vídeo!