QUÍMICA GERAL Aula 05 – LIGAÇÕES QUÍMICAS II COORDENAÇÃO DE ENSINO SUPERIOR E PESQUISA   CURSO: TECNOLOGIA EM SERVIÇOS DE POÇOS DE PETRÓLEO QUÍMICA GERAL Aula 05 – LIGAÇÕES QUÍMICAS II O QUE MANTÉM AS MOLÉCULAS UNIDAS? Interações nos Materiais e Constituintes do Petróleo Profa. Maria Inês P. Ferreira, D.Sc.

Vimos na aula anterior que: LIGAÇÕES QUÍMICAS II – INTERAÇÕES NOS MATERIAIS E CONSTITUINTES DO PETRÓLEO RECORDANDO: Vimos na aula anterior que: Moléculas são conjunto de átomos unidos por ligações covalentes; e Essas ligações são INTERAÇÕES ELÉTRICAS INTERATÔMICAS (intramoleculares). MAS, O que mantém as moléculas unidas e explica muitas das suas propriedades???

LIGAÇÕES QUÍMICAS II – INTERAÇÕES NOS MATERIAIS E CONSTITUINTES DO PETRÓLEO Interatômicas Intermoleculares I.Covalentes: Polares x Apolares I.Forças de London Normais: simples, duplas e triplas (Moléculas APOLARES) Coordenadas (“dativas”) Hidrocarbonetos (Petróleo & GN); Solventes Diversos; Solventes Orgânicos Sólidos Moleculares; II.Dipolo-Dipolo Materiais Poliméricos. (Moléculas POLARES) Estado Físico Variado III.Pontes de Hidrogênio Gases (baixa M.M.)/Líquidos/Sólidos (elevada M.M.) (Moléculas POLARES) II.Iônicas SERÃO DETALHADAS POSTERIORMENTE!!! III.Metálicas

Recordando as Ligações Intermoleculares: Dipolos induzidos LIGAÇÕES QUÍMICAS II – INTERAÇÕES NOS MATERIAIS E CONSTITUINTES DO PETRÓLEO Recordando as Ligações Intermoleculares: Dipolos induzidos He----He A presença de moléculas que têm dipolos permanentes distorce a distribuição de carga elétrica em outras moléculas vizinhas APOLARES Ocorre entre moléculas APOLARES!!!

LIGAÇÕES QUÍMICAS II – INTERAÇÕES NOS MATERIAIS E CONSTITUINTES DO PETRÓLEO Explicando as forças de dispersão (Forças de London): Mesmo em moléculas que não possuem momento de dipolo permanente (e.g., no gás nobre neônio ou nos hidrocarbonetos que compõem o petróleo) existem forças de atração; A natureza destas forças requer a mecânica quântica para sua correta descrição: Em um determinado instante, o centro de carga negativa dos elétrons e de carga positiva do núcleo atômico poderia não coincidir: A flutuação eletrônica poderia transformar as MOLÉCULAS APOLARES em dipolos tempo-dependentes, mesmo que, após um certo intervalo de tempo, a polarização média seja zero. http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/forcas_intermoleculares.html

Forças Dipolo-Dipolo: LIGAÇÕES QUÍMICAS II – INTERAÇÕES NOS MATERIAIS E CONSTITUINTES DO PETRÓLEO Forças Dipolo-Dipolo:

LIGAÇÕES QUÍMICAS II – LIGAÇÕES INTERMOLECULARES Pontes de Hidrogênio (H ligado a F,O,N):

LIGAÇÕES QUÍMICAS II – LIGAÇÕES INTERMOLECULARES Magnitude das forças das ligações químicas: Ligação Força Magnitude (KJ/mol) Ponte de H 10 - 40 Intermolecular Dipolo-Dipolo 0,1 – 10 Dispersão 0,1 – 2 Íon-Dipolo 1-70 Interatômica Iônica 100-1000 Covalente Fonte: http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/forcas_intermoleculares.html

LIGAÇÕES QUÍMICAS II – LIGAÇÕES INTERMOLECULARES As forças intermoleculares influenciam: A tensão superficial dos líquidos: Fonte: http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/forcas_intermoleculares.html

LIGAÇÕES QUÍMICAS II – LIGAÇÕES INTERMOLECULARES As forças intermoleculares influenciam: A cristalinidade e a densidade dos sólidos; Pontes de H no gelo

LIGAÇÕES QUÍMICAS II – LIGAÇÕES INTERMOLECULARES As forças intermoleculares influenciam: Os pontos de fusão e de ebulição das substâncias (juntamente com a massa molecular). Diferenças de volatilidade de misturas Destilação e separação dos diversos componentes do petróleo!!!

LIGAÇÕES QUÍMICAS II – LIGAÇÕES INTERMOLECULARES Destilação e separação dos diversos componentes do petróleo: HCs NO PETRÓLEO HC pe (ºC) Fração C1 – C4 -160 - 0 gás C5 – C10 20 - 200 gasolina C11 – C16 180-400 querosene/ diesel C17 – C22 > 350 lubrificantes C23 – C34 Sólido parafinas > C35 asfalto A seguir, detalharemos um pouco o tema “Constituintes do Petróleo”!!!

LIGAÇÕES QUÍMICAS II – LIGAÇÕES INTERMOLECULARES Após a discussão sobre os constituintes do petróleo, responda às seguintes questões: 1. Explique por que pode-se encontrar pequenas quantidades de metano (CH4) na fração de GLP, mas não na gasolina; 2. Explique por que muitas refinarias realizam o fracionamento do petróleo em duas etapas (destilação atmosférica e destilação a vácuo).

LIGAÇÕES QUÍMICAS II – LIGAÇÕES INTERMOLECULARES Exercícios Gerais: http://www.univ-ab.pt/disciplinas/dcet/qg607/files/polaridade.pdf

LIGAÇÕES QUÍMICAS II – LIGAÇÕES INTERMOLECULARES 3. Você esperaria que o o n-pentano e o neo-pentano fizessem parte da mesma fração de petróleo obtida após destilação atmosférica? Por que? Dados: Fórmula molecular (de ambos os compostos): C5H12 n-pentano neo-pentano