Esta experiência tem como objetivo determinar o teor de álcool na gasolina; posteriormente, serão discutidos os princípios subjacentes ao método usado para esta determinação.
QUESTÃO PRÉVIA
Como se pode determinar a quantidade de álcool na gasolina?
TEMPO PREVISTO
Aproximadamente 5 minutos.
MATERIAL E REAGENTES
- 10 mL de água
- 10 mL de gasolina
- 1 proveta de 25 mL
- 1 rolha para tampar a proveta
- 1 pipeta de 10 mL (ou seringa hipodérmica)
CUIDADOS
A gasolina é um líquido tóxico, bastante volátil; durante a realização desta experiência, mantenha o laboratório arejado e evite a inalação dos vapores de gasolina. Por outro lado, a gasolina é altamente inflamável; assim, durante a realização desta experiência, não deve haver qualquer chama acesa no laboratório.
PROCEDIMENTO
Usando a pipeta (ou a seringa hipodérmica), coloque 10,0 mL de gasolina na proveta. A seguir, adicione 10,0 mL de água, tampe a proveta com a rolha e agite a mistura água-gasolina. Após deixar o sistema em repouso para que ocorra a separação das fases, determine o volume de cada fase. Então, calcule o teor porcentual de álcool na amostra de gasolina.
DISCUSSÃO
A gasolina é uma mistura de hidrocarbonetos obtida a partir da destilação de petróleo, não sendo, portanto, uma substância pura. No Brasil, antes da comercialização, adiciona-se álcool anidro à gasolina. A mistura resultante é homogênea (monofásica).
A mistura água-álcool também é um sistema homogêneo (monofásico), com propriedades diferentes daquelas das substâncias que a compõem (densidade, ponto de fusão, ponto de ebulição, etc.). Já a mistura água-gasolina é um sistema heterogêneo, bifásico. Quando a gasolina (que contém álcool) é misturada à água, o álcool é extraído pela água e o sistema resultante continua sendo bifásico: gasolina-água/álcool.
O álcool contido na gasolina dissolve-se na água porque suas moléculas são polares como as da água. Isto é, aqui aplica-se o dito “semelhante dissolve semelhante“: substâncias polares dissolvem-se melhor em solventes polares e substâncias apolares dissolvem-se melhor em solventes apolares.
O teor porcentual (volume a volume) de álcool na gasolina, T%, pode ser calculado utilizando-se a seguinte expressão:
T% = (Válcool / Vinicial gasolina) ´ 100%
onde:
Válcool = 10,0 mL – Vfinal gasolina
Note que na última fórmula, o volume 10,0 mL se refere ao volume inicial da mistura gasolina álcool (se este volume for alterado, a fórmula tem que ser modificada de acordo).
OBSERVAÇÕES
- Atualmente recomenda-se que o teor (volume a volume) de um líquido numa solução líquida seja expresso como concentração em volume, Ø , (em mL/L, por exemplo). Neste caso, o cálculo seria feito usando a seguinte expressão: Ø
Ø = Válcool / 0,0100 L
onde:
Válcool = 10,0 mL – Vfinal gasolina
Novamente, o volume 10,0 mL se refere ao volume inicial da mistura gasolina álcool (se este volume for alterado, a fórmula tem que ser modificada de acordo).
- A concentração de álcool na gasolina brasileira, segundo o CNP – Conselho Nacional do Petróleo, deve estar entre 18% e 24%, volume a volume (ou, em unidades de concentração em volume, 180 mL/L a 240 mL/L). Assim, este experimento pode ser usado no contexto de resolução de um problema real mais amplo: verificação do cumprimento ou não da norma do CNP por diferentes postos de gasolina em sua cidade ou região.
QUESTÕES
- Por que o álcool foi extraído pela água?
- É possível separar o querosene (mistura de hidrocarbonetos, que são substâncias apolares) de uma mistura querosene-gasolina colocando-a em contato com água (substância polar)? Por que?
- Uma mistura de duas substâncias, A (polar) e B (apolar), pode ser separada com a utilização de uma substância C (apolar)? E com a utilização de uma substância D (polar)? Por que?
BIBLIOGRAFIA
– Roque Cruz, Experimentos de Química em Microescala – Química Orgânica. São Paulo, Editora Scipione, 1992.
PROVÁVEIS RESPOSTAS À QUESTÃO PRÉVIA
- Destilação – a destilação fracionada poderia ser utilizada para separar o álcool da gasolina. No entanto, ela é inviável devido aos seguintes aspectos: a) uso de calor com uma mistura volátil, explosiva e inflamável; b) necessidade de usar uma coluna de destilação especial (com muitos pratos teóricos).
- Filtração – este método é inadequado para separar álcool de gasolina, pois serve somente para separar líquidos de sólidos (por exemplo, coar café).