QUÍMICA Propriedades físicas dos compostos orgânicos: Polaridade das ligações e moléculas, forças intermoleculares, ponto de fusão e ponto de ebulição, solubilização das substâncias orgânicas Parte 2 Prof a. Giselle Blois
Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição Em uma substância iônica, os cátions e os ânions se atraem fortemente, pois possuem cargas elétricas opostas, gerando uma dificuldade para fundir e ferver suas substâncias. Ex.: NaCl: TF = 800 C; Teb = 1465 C
Já nas ligações covalentes, caso da maioria das substâncias orgânicas, seus pontos de fusão e de ebulição são mais baixos, principalmente se forem covalente apolares, que estarão pouco atraídos e apresentarão baixos pontos de fusão e ebulição. Por isso várias substâncias orgânicas se apresentam nos estados físicos líquido ou gasoso em temperatura ambiente. * É comum que as substâncias orgânicas no estado sólido se apresentem no estado amorfo.
Substância amorfa é a designação dada à estrutura que não têm ordenação espacial a longa distância, como os sólidos regulares que têm uma estrutura cristalina definida, que corresponde a um posicionamento dos átomos que o compõe. Os materiais amorfos não apresentam forma geométrica definida, podem apresentar até certa rigidez como os sólidos comuns, mas seus átomos não se encontram em organização espacial. Ex.:: parafina, sabões, vidro,...
Se analisarmos uma série homóloga, perceberemos que a medida que o tamanho da molécula aumenta, os pontos de fusão e ebulição também aumentam (e vice-versa). * Série homóloga: conjunto de compostos pertencentes à mesma função orgânica, mas que se diferenciam pela quantidade de grupos metileno (CH 2 ).
Tamanho da molécula Ponto de Fusão e de Ebulição OBS: Se estivermos analisando, por exemplo, alcanos normais esse aumento é regular, já se analisarmos alcanos ramificados esse aumento não será tão regular. Isômeros: C 6 H 14 hexano (PF = 68,7 C); 2,2 dimetil butano (PF = 49,7 C) * Cadeias normais expõem maior área superficial, as moléculas ficam mais grudadas o que dificulta a ebulição
As moléculas polares, funções diferentes de hidrocarbonetos, apresentam pontos de fusão e ebulição maiores se comparados com os hidrocarbonetos (apolares). Isso ocorre porque no caso das moléculas polares, as forças de interação são mais intensas.
Resumo: - O ponto de fusão e ebulição depende da massa da molécula, quanto maior a massa maiores os pontos de fusão e ebulição (se tiver ramificação menor será o PF e Peb); - Os PF e Peb dependem das forças intermoleculares: Ligação de Hidrogênio > Dipolo-Dipolo > Dipolo-Induzido
Densidade das Substâncias Orgânicas Em geral as substâncias orgânicas são pouco densas, devido a serem constituídas, em sua maior parte, de carbono e hidrogênio, que possuem massa atômica baixa, e por apresentarem atrações fracas, na maioria das vezes. Se apresentarem átomos diferentes de C e H, aumentam suas densidades pois a atração será mais forte.
Solubilidade e Cristalização das substâncias orgânicas Uma substâncias polar tende a se dissolver em um solvente polar; uma substância apolar tende a se dissolver em um solvente apolar. Semelhante dissolve semelhante
Substâncias orgânicas, em geral, só se dissolvem em líquidos também orgânicos (álcool, benzeno, éter,...), que são denominados de solventes orgânicos.
Quando a temperatura de uma solução diminui, ou quando o solvente evapora, o soluto tende a cristalizar, purificando-se. - A cristalização de uma substâncias iônica é mais fácil, pois estão atraídos eletricamente; - A cristalização de uma substância moléculas é mais difícil, pois a atração entre as moléculas é menor. Por isso a cristalização das substâncias orgânicas é, em geral, lenta e difícil.
Ex.: Compostos orgânicos cristalinos polares açúcares; - iônicos sais orgânicos. OBS: materiais amorfos, como a parafina, não se cristalizam.
Separação e Purificação das substâncias orgânicas - Destilação (misturas líquidas); - Cristalização (misturas sólidas). * Os processos são trabalhosos, a cristalização pelo o que acabamos de analisar e a destilação pela proximidade dos pontos de ebulição das substâncias.
O conhecimento das propriedades físicas dos reagentes nos permite entender melhor as condições em que se realizam as reações orgânicas; ora em solução, ora entre líquidos imiscíveis, ora no estado gasoso, etc. É evidente que, de um modo geral, as reações entre gases são mais fáceis, entre líquidos miscíveis um pouco mais difíceis e entre líquidos imiscíveis mais difícil ainda.
Por outro lado, é oportuno lembrar que, após o término da reação, nó temos o produto desejado misturado com outros produtos, subprodutos, impurezas, solventes, etc. Torna-se então, necessário separar o produto desejado dessa mistura. Ora, a separação e a purificação dos compostos orgânicos são, em geral, processos difíceis e trabalhosos e que exigem um perfeito conhecimento de suas propriedades físicas.