Prerrequisitos
- Fuerzas intermoleculares (de más débil a más fuerte, en general): dispersión de London < dipolo-dipolo < puente de hidrógeno
- El puente de hidrógeno requiere un átomo de H unido directamente a N, O o F
- A mayor intensidad de las fuerzas intermoleculares, mayor punto de ebullición (se necesita más energía para separar las moléculas)
El ácido metanoico, HCOOH, y el etanal, CH3CHO, contienen ambos un grupo carbonilo y tienen masas molares similares.
a
Explique por qué el punto de ebullición del etanal es mucho menor que el del ácido metanoico, en función de la intensidad de las fuerzas intermoleculares entre las moléculas.
[2]
b
Resuma por qué el etanal y el ácido metanoico son ambos completamente miscibles en agua.
[1]
Pistas progresivas
- 1General - identifica primero el grupo funcional de cada compuesto: el ácido metanoico tiene -COOH (con un H unido a O); el etanal tiene -CHO (sin H unido a O ni N).
- 2Apartado a) - el ácido metanoico tiene un H unido directamente a un O, así que puede formar PUENTES DE HIDRÓGENO entre sus propias moléculas. El etanal no tiene ese H-O, así que sus moléculas solo pueden formar fuerzas dipolo-dipolo (más débiles).
- 3Apartado a), la conclusión - como el puente de hidrógeno es más fuerte que las fuerzas dipolo-dipolo, se necesita más energía para separar las moléculas de ácido metanoico, y por eso su punto de ebullición es mayor.
- 4Apartado b) - para que un compuesto sea miscible en agua, debe poder formar puentes de hidrógeno CON las moléculas de agua. Tanto el grupo -COOH como el -CHO tienen átomos de oxígeno capaces de aceptar puentes de hidrógeno del H del agua (y el ácido además puede donar el suyo).
Teoría básica
- Fuerzas intermoleculares de más débil a más fuerte: dispersión de London, dipolo-dipolo, puente de hidrógeno.
- El puente de hidrógeno necesita un H unido directamente a N, O o F en al menos una de las moléculas implicadas.
- Mayor intensidad de fuerzas intermoleculares = mayor punto de ebullición, porque se necesita más energía para separar las moléculas.
Refuerzo
Libro — Chemistry 2023 Oxford - Estructura 2.4, de los modelos a los materiales.
Cuadernillo — Cuadernillo de datos 2025 - fuerzas intermoleculares. Examen: EXAMENES AÑOS ANTERIORES/2023/NOVIEMBRE 2023/Chemistry_paper_2__SL_Spanish.pdf, pregunta 1(d); mark scheme en la misma carpeta.
Vídeo —
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Apartado a) —
La fuerza intermolecular más fuerte en el ácido metanoico es el puente de hidrógeno (tiene un H unido directamente a un O), mientras que en el etanal la fuerza más fuerte presente es dipolo-dipolo (no tiene ningún H unido a O, N o F). Como el puente de hidrógeno es más fuerte que las fuerzas dipolo-dipolo, se necesita más energía para separar las moléculas de ácido metanoico, por lo que su punto de ebullición es mayor.
Apartado b) —
Ambos compuestos pueden formar puentes de hidrógeno con las moléculas de agua (a través de sus átomos de oxígeno, y en el caso del ácido también a través de su H ácido), lo que les permite disolverse completamente en agua.