Ejercicios: Fuerzas intermoleculares y puntos de ebullición de hidrocarburos

Explicá qué significa que un enlace covalente sea polar y qué propiedad de los átomos que lo forman determina esa polaridad. Dá un ejemplo de un enlace polar y uno no polar.

Indicá qué tipo de fuerza intermolecular predomina entre las moléculas de metano, $CH_4$, en estado líquido, y explicá brevemente por qué se origina. Aclará si esas moléculas son polares o no polares.

Ordená las siguientes fuerzas intermoleculares de menor a mayor intensidad, en general: puente de hidrógeno, dipolo temporario (fuerzas de dispersión de London) y dipolo permanente (dipolo-dipolo). Mencioná un ejemplo de sustancia para cada tipo.

Los puntos de ebullición del metano, el etano, el propano y el butano son aproximadamente $-162\,°C$, $-89\,°C$, $-42\,°C$ y $-1\,°C$. Explicá por qué el punto de ebullición aumenta al crecer la cadena, utilizando los conceptos de masa molar, superficie de contacto y dipolos temporarios.

Valentina quiere limpiar una mancha de aceite de motor de su ropa. Probó con agua y no pudo sacarla, pero con nafta la mancha se disolvió. Explicá este resultado en términos de polaridad de las moléculas y de las fuerzas intermoleculares entre el soluto y el solvente.

Comparás el etanol, $CH_3CH_2OH$, con el propano, $CH_3CH_2CH_3$, cuyas masas molares son parecidas (46 g/mol y 44 g/mol). El etanol hierve a unos $78\,°C$ y el propano a unos $-42\,°C$. Explicá a qué se debe esa gran diferencia, indicando las fuerzas intermoleculares presentes en cada sustancia.

El pentano, $CH_3CH_2CH_2CH_2CH_3$, hierve a unos $36\,°C$, mientras que el 2,2-dimetilpropano (neopentano), con la misma fórmula molecular, hierve a unos $10\,°C$. Argumentá a qué se debe la diferencia, considerando la geometría de las moléculas, la superficie de contacto y la intensidad de los dipolos temporarios. Explicá también qué esperarías para el 2-metilbutano respecto de estos dos valores.

Se tienen cuatro sustancias: agua, $CO_2$, tetracloruro de carbono, $CCl_4$, y cloroformo, $CHCl_3$. Para cada una, analizá la polaridad de sus enlaces, la geometría molecular y si la molécula en conjunto es polar o no polar. Luego predecí cuáles serían miscibles con el hexano y cuáles no, justificando con las fuerzas intermoleculares involucradas.