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COORDENAÇÃO DE ENSINO SUPERIOR E PESQUISA
CURSO: TECNOLOGIA EM SERVIÇOS DE POÇOS DE PETRÓLEO
QUÍMICA GERALAula 05 – LIGAÇÕES QUÍMICAS II
O QUE MANTÉM AS MOLÉCULAS UNIDAS?
Interações nos Materiais e Constituintes do Petróleo
Profa. Maria Inês P. Ferreira, D.Sc.
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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???
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INTERAÇÕES NOS MATERIAIS:Interatômicas Intermoleculares
I.Covalentes: Polares x Apolares I.Forças de LondonNormais: 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
HidrogênioGases (baixa M.M.)/Líquidos/Sólidos (elevada M.M.) (Moléculas
POLARES)
II.IônicasSERÃO DETALHADAS POSTERIORMENTE!!!
III.Metálicas
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Recordando as Ligações Intermoleculares: Dipolos induzidos
LIGAÇÕES QUÍMICAS II – INTERAÇÕES NOS MATERIAIS E CONSTITUINTES DO PETRÓLEO
A presença de moléculas que têm dipolos permanentes distorce a distribuição de carga elétrica em outras moléculas vizinhas APOLARES
Ocorre entre moléculas APOLARES!!!
He----He
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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.
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http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/forcas_intermoleculares.html
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Forças Dipolo-Dipolo:
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Pontes de Hidrogênio (H ligado a F,O,N):
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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 100-1000
Fonte: http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/forcas_intermoleculares.html
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As forças intermoleculares influenciam: A tensão superficial dos líquidos:
Fonte: http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/forcas_intermoleculares.html
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As forças intermoleculares influenciam: A cristalinidade e a densidade dos sólidos;
Pontes de H no gelo
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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!!!
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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 Sólido asfalto
A seguir, detalharemos um pouco o
tema “Constituintes do Petróleo”!!!
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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).
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Exercícios Gerais:
http://www.univ-ab.pt/disciplinas/dcet/qg607/files/polaridade.pdf
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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