Porque o etanol é mais solúvel em água do que o etano

Existem três aspectos que devem ser considerados quando analisamos a solubilidade dos compostos orgânicos em água e entre si, que são: a polaridade, as forças de atração intermolecular e o tamanho da cadeia carbônica.

Há uma regra (que está sujeita a exceções) que se aplica não somente aos compostos orgânicos, mas à grande maioria das substâncias, no que se refere à solubilidade, que é:

Desse modo, temos que somente os compostos orgânicos que são polares é que se dissolverão na água, que também é polar (como mostrado abaixo).

Por exemplo, o açúcar, o álcool comum, a acetona e o ácido acético encontrado no vinagre são todos compostos polares. Portanto, todos eles se dissolvem na água e também se misturam entre si, originando misturas homogêneas. Você pode verificar isso facilmente misturando álcool e vinagre.

No entanto, a maioria dos compostos orgânicos não se mistura com a água porque são apolares. Um exemplo ocorre quando alguém suja as mãos com graxa, que é um composto orgânico apolar. Não adianta tentar limpá-las com água, a graxa não sairá, porque ela não se dissolve na água. A graxa é removida quando a dissolvemos com gasolina, que também é um composto orgânico apolar.

Na imagem a seguir é mostrado um pouco de gasolina que vazou numa estrada. Note que ela não se mistura com a água:

• Forças de atração intermolecular

Embora os solutos apolares se dissolvam melhor em solventes apolares e vice-versa, existem exceções, como ocorre com a gasolina, que é apolar e se dissolve muito bem no etanol, que é polar. Assim, o mais correto é considerar a solubilidade em termos de intensidade das forças intermoleculares. A possibilidade de ocorrer a dissolução aumenta quando a intensidade das forças atrativas entre as moléculas de soluto e de solvente é maior ou igual à intensidade das forças de atração entre as moléculas do próprio soluto e entre as moléculas do próprio solvente.

O etanol é um caso especial de composto orgânico no que diz respeito à solubilidade, pois ele é infinitamente solúvel na água, que é polar, mas também dissolve muito bem materiais apolares como a gasolina. Isso acontece porque sua molécula possui uma parte apolar e uma extremidade polar, o grupo OH.

H3C ─ CH2 ─ OH
        apolar     polar

A parte apolar do etanol possui bastante afinidade com gasolina, tanto é que a gasolina que é vendida no Brasil possui cerca de 20% a 25% de etanol misturado em sua composição. Mas, o etanol é infinitamente solúvel em água. Isso acontece porque seu grupo OH realiza ligações de hidrogênio com as moléculas de água. Como essas forças de atração são as mais intensas, se misturássemos o etanol, a gasolina e a água, verificaríamos que o etanol seria extraído da gasolina pela água.

A sacarose (açúcar) se dissolve bem na água também porque possui vários grupos OH em sua estrutura, que realizam ligações de hidrogênio com as moléculas de água, o que facilita sua dissolução.

O óleo de cozinha possui uma solubilidade muito pequena em água, primeiro porque o óleo é apolar e a água é polar, segundo porque as moléculas de água se atraem e se agrupam com muita força (por ligação de hidrogênio) e as moléculas de óleo não conseguem ficar entre duas moléculas de água vizinhas.

É por isso que o benzeno, um hidrocarboneto apolar líquido, tem baixa solubilidade em água. As suas ligações intermoleculares são dipolo instantâneo-dipolo induzido, que são mais fracas do que as ligações de hidrogênio que as moléculas de água realizam entre si. Portanto, o benzeno não consegue separar as moléculas de água e interagir com elas.

• Tamanho das cadeias carbônicas:

Além da semelhança de polaridade e das interações intermoleculares, o tamanho aproximado das moléculas também contribui para uma maior solubilidade. Por exemplo, isso é verificado quando consideramos o ácido acético, cuja estrutura está representada a seguir. Este composto é solúvel em água em quaisquer proporções porque, assim como o álcool, o ácido acético possui uma parte hidrofílica, que tem afinidade com a água, que é a extremidade com o grupo OH; mas também possui uma parte hidrofóbica, que não tem afinidade com a água, que é a cadeia carbônica.

Já o ácido caproico, mostrado ao lado da estrutura do ácido acético, é parcialmente solúvel em água. Isso ocorre porque sua parte hidrofóbica é maior.

Visto que a água é polar e o etano é apolar, ele é o menos insolúvel em água. Então, já anulamos as questões “a” e “c”. Os demais compostos são polares, porém o etanol e o ácido etanoico realizam ligações de hidrogênio assim como a água, então eles são os mais solúveis.

Consulte Mais informação

Além disso, porque o etanol é mais volátil do que a água?

ponto de ebulição

Por exemplo, no nível do mar, a água ferve a 100ºC, enquanto o etanol ferve a 78ºC. Isso ocorre porque as forças de atração nas moléculas da água são mais fortes. Dessa forma, dizemos que o álcool é mais volátil que a água, ou seja, tem menor temperatura de ebulição.

O que acontece com a mistura de água e álcool?

O álcool etílico (álcool comum) forma com a água uma mistura azeotrópica (95,5% de álcool e 4,5% de água) que destila à temperatura de 78,1° C. Este é um caso de mistura homogênea de líquidos que não pode ser separada por processo físico como, por exemplo, a destilação. Por conseguinte, porque o álcool se mistura com a água e com a gasolina? A gasolina, por sua vez, é uma substância apolar, e o etanol apresenta uma parte de sua molécula apolar e outra polar. Por esse motivo, o álcool dissolve-se na gasolina. Assim, a mistura gasolina e etanol também é homogênea.

Porque água e etanol formam uma mistura homogênea?

O álcool hidratado é uma mistura homogênea, pois apresenta uma única fase. Outros exemplos de misturas homogêneas são o soro caseiro, o soro fisiológico, a gasolina, o vinagre etc. No entanto, quando a mistura apresenta mais de uma fase, como uma mistura de areia e água, dizemos que é uma mistura heterogênea. Como saber se é mais solúvel? Uma determinada substância pode ter diferentes solubilidades em temperaturas diferentes. A maior parte das substâncias tem sua solubilidade aumentada com o aumento de temperatura. Os gases, porém, tem sua solubilidade diminuída. Na figura acima, tem-se que a substância mais solúvel a 20º C é o AgNO3.

Solúveis: aqueles que se dissolvem no solvente. O cloreto de sódio (soluto), por exemplo, é solúvel na água (solvente); Pouco solúveis: aqueles que apresentam dificuldade de se dissolver no solvente. O que significa solubilidade em água?

Capacidade de uma substância se dissolver em líquido

A solubilidade é a aptidão que um corpo ou matéria tem de se dissolver, ou não, em determinado tipo de líquido. Ela também é conhecida como coeficiente de solubilidade e definida como a habilidade que determinado soluto tem de se dissolver em um solvente.

De acordo com suas propriedades físico-químicas é um líquido inflamável, incolor, ponto de fusão/congelamento - 97,5 ◦C, ponto de ebulição 64,7 ◦C a 760 mmHg e densidade 0,792 g/ml a 20 ◦C.

RD Resoluções

Há mais de um mês

Isabella Bassoto

Há mais de um mês

Matheus Souza

Há mais de um mês

Aldeana Dantas

Há mais de um mês

Essa pergunta já foi respondida por um dos nossos especialistas