QuímicaFácilCuestión · 1,5 pts

Fuerzas intermoleculares y propiedades

Andalucía · 2017 · Septiembre · Opción B

Enunciado

Opción B · Cuestión 3. En función del tipo de enlace conteste, razonando la respuesta:

a) ¿Tiene el

\text{CH}_3\text{OH}

un punto de ebullición más alto que el

\text{CH}_4

?

b) ¿Tiene el

\text{KCl}

un punto de fusión mayor que el

\text{Cl}_2

?

c) ¿Cuál de estas sustancias es soluble en agua:

\text{CCl}_4

\text{KCl}

Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido

Resultado

\boxed{\;\textbf{a) Sí: el metanol forma enlaces de hidrógeno}\;}

\boxed{\;\textbf{b) Sí: iónico (red) frente a molecular apolar}\;}

\boxed{\;\textbf{c) } \text{KCl}, \text{ por ser iónico y solvatarse en agua}\;}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

Clasifica las cuatro sustancias por su tipo de enlace, que es lo que determina todas sus propiedades:

Sustancia	Tipo	Interacción entre partículas
$\text{CH}_3\text{OH}$	Molecular polar	Enlaces de hidrógeno
$\text{CH}_4$ , $\text{Cl}_2$ , $\text{CCl}_4$	Molecular apolar	Fuerzas de dispersión de London
$\text{KCl}$	Iónico	Red de atracciones electrostáticas

Con eso, los tres apartados aplican la misma jerarquía: iónico $\gg$ molecular con enlace de hidrógeno $>$ molecular apolar. Y para la solubilidad, lo semejante disuelve a lo semejante.

Desarrollo

a) Sí: el metanol hierve muy por encima del metano.

El

\text{CH}_3\text{OH}

tiene un grupo

-\text{O}\!-\!\text{H}

, así que forma enlaces de hidrógeno, las fuerzas intermoleculares más intensas: para separar sus moléculas hace falta mucha energía.

El

\text{CH}_4

es una molécula tetraédrica y apolar (la simetría anula los dipolos de enlace) y solo presenta fuerzas de dispersión de London, muy débiles por tratarse de una molécula pequeña.

T_{eb}(\text{CH}_3\text{OH}) = 65\ ^\circ\text{C} \qquad\qquad T_{eb}(\text{CH}_4) = -161\ ^\circ\text{C}

Obsérvese que sus masas moleculares son parecidas (

32

16

) y la diferencia es de 226 grados: lo que manda es el tipo de interacción, no el tamaño.

b) Sí: el $\text{KCl}$ funde muchísimo más alto que el $\text{Cl}_2$ .

El

\text{KCl}

es un sólido iónico: una red tridimensional de iones

\text{K}^+

\text{Cl}^-

unidos por fuerzas electrostáticas intensas. Fundirlo exige romper esa red completa.

El

\text{Cl}_2

es una molécula covalente discreta y apolar. Su enlace

\text{Cl}\!-\!\text{Cl}

es fuerte, pero para fundirlo no hay que romperlo: basta con separar unas moléculas de otras, y estas solo se atraen por dispersión.

T_f(\text{KCl}) = 770\ ^\circ\text{C} \qquad\qquad T_f(\text{Cl}_2) = -101\ ^\circ\text{C}

c) Soluble en agua: el $\text{KCl}$ .

El agua es un disolvente muy polar:

El $\text{KCl}$ , iónico, se disuelve bien: las moléculas de agua rodean y estabilizan los iones $\text{K}^+$ y $\text{Cl}^-$ (solvatación), y la energía liberada en ese proceso compensa la energía reticular que hay que vencer.
El $\text{CCl}_4$ es una molécula apolar (tetraédrica y simétrica, con los cuatro dipolos $\text{C}\!-\!\text{Cl}$ anulándose): no puede establecer interacciones favorables con el agua y resulta insoluble. Sí lo es, en cambio, en disolventes apolares como el benceno.

Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)

Consejo

La idea que resuelve b) es distinguir enlace intramolecular de fuerza intermolecular. En el $\text{Cl}_2$ el enlace es fuerte, pero fundirlo no lo rompe: solo separa moléculas.

En a), señala que las masas moleculares son comparables. Así queda claro que la enorme diferencia de puntos de ebullición se debe al enlace de hidrógeno y no al tamaño, que es el argumento que se busca.

Y en c), justifica la insolubilidad del $\text{CCl}_4$ con su geometría: tiene enlaces polares pero es apolar por simetría. Es el mismo razonamiento que sirve para el $\text{CO}_2$ o el $\text{BF}_3$ .