Iniciante
É comum a adição de álcool etílico à gasolina comercial – essa prática, contudo, pode comprometer a performance e até mesmo causar danos ao motor do carro. Assim, a fração de álcool é regulada por meio de legislação nacional: atualmente, o valor máximo permitido é de 27% de álcool anidro na gasolina.
Uma forma de se medir o teor de etanol é o “teste da gasolina adulterada” (ou “teste da proveta”), que consiste em combinar volumes conhecidos de água e gasolina e analisar o volume final de ambas as fases: o etanol, inicialmente solubilizado na fase apolar (gasolina), passa para a fase aquosa, em que é bem mais solúvel; a variação observada de volume é o próprio volume de álcool presente.
a) Explique por que ocorre a separação de fases observada.
b) Faça um esquema que represente a separação de fases na proveta. Indique quais componentes se encontram em cada uma das fases (assuma que a gasolina é composta por octano e etanol, apenas), apontando qual camada (aquosa ou orgânica) é a de cima.
c) Qual propriedade física das camadas leva a essa disposição específica (uma dada camada sempre em cima e a outra, sempre na parte inferior) das fases?
d) Se ao invés de uma mistura gasolina-água fosse analisada uma mistura clorofórmio-água, a ordem das camadas ainda seria a mesma? Justifique.
Intermediário
É comum a adição de álcool etílico à gasolina comercial – essa prática, contudo, pode comprometer a performance e até mesmo causar danos ao motor do carro. Assim, a fração de álcool é regulada por meio de legislação nacional: atualmente, o valor máximo permitido é de 27% de álcool anidro na gasolina.
Uma forma de se medir o teor de etanol é o “teste da gasolina adulterada” (ou “teste da proveta”), que consiste em combinar volumes conhecidos de água e gasolina e analisar o volume final de ambas as fases: o etanol, inicialmente solubilizado na fase apolar (gasolina), passa para a fase aquosa, em que é bem mais solúvel; a variação observada de volume é o próprio volume de álcool presente.
a) Em um posto, um cliente desconfiado demandou a realização do teste para a gasolina oferecida. Para tal, a uma proveta de 100mL que continha 50mL da gasolina adicionaram-se 50mL de água. Assumindo que a fração de etanol seja exatamente a máxima permitida pela legislação, qual deve ser o volume final da fase orgânica?
b) Em outro teste, o volume final da fase aquosa foi de 70mL após misturar 50mL de água e 50mL de gasolina. Essa amostra de gasolina está de acordo com a legislação?
c) Encontre uma expressão para a fração de etanol em função dos volumes iniciais de água e gasolina e dos volumes finais das fases. Explicite as variáveis utilizadas.
Avançado
É comum a adição de álcool etílico à gasolina comercial – essa prática, contudo, pode comprometer a performance e até mesmo causar danos ao motor do carro. Assim, a fração de álcool é regulada por meio de legislação nacional: atualmente, o valor máximo permitido é de 27% de álcool anidro na gasolina.
Uma forma de se medir o teor de etanol é o “teste da gasolina adulterada” (ou “teste da proveta”), que consiste em combinar volumes conhecidos de água e gasolina e analisar o volume final de ambas as fases: o etanol, inicialmente solubilizado na fase apolar (gasolina), passa para a fase aquosa, em que é bem mais solúvel; a variação observada de volume é o próprio volume de álcool presente.
a) Etanol e água são substâncias infinitamente miscíveis. Explique essa observação com base em interações intermoleculares.
Considerando-se os álcoois 1-propanol, 1-butanol, 1-pentanol, metanol e etanol:
b) Ordene-os em ordem crescente de polaridade. Há alguma relação entre essa ordem e a ordem de solubilidade desses compostos em meio aquoso? Se sim, explique.
c) Imagine que, ao invés de etanol, fosse prática comum adicionar 1-pentanol à gasolina comercial. Nesse cenário, ainda seria válido o “teste da proveta”? Justifique.
d) Imagine que, ao invés de etanol, fosse prática comum adicionar metanol à gasolina comercial. Nesse cenário, ainda seria válido o “teste da proveta”? Justifique.