Por que a água se mistura com o álcool o álcool se mistura com a gasolina é a água não se mistura com a gasolina?

Uma experiência bastante simples, que os alunos podem executar em grupo e percorrer esses passos (observar, comprovar e registrar), baseia-se no teste realizado nos postos de gasolina para verificar se o combustível não foi adulterado com álcool.

Para realizá-la, são necessários para cada grupo:

• uma proveta de 100 ml
• 50 ml de gasolina
• 50 ml águaMistura-se a gasolina e a água tampando a proveta e tem-se a separação de mistura em duas partes distintas. Essa mistura deve ser feita com cuidado, tampando a proveta com a mão e virando-a devagar para não derramar ou espirrar. Na parte superior, ficará a gasolina pura e na parte inferior ficará uma mistura de água e álcool.É interessante que o professor não conte o resultado, para que os alunos possam buscá-lo, explicando apenas que hoje em dia a gasolina contém, por lei, uma certa porcentagem de álcool.

  É importante ressaltar que, além dos cuidados na manipulação desses materiais para preservar a integridade física dos alunos, a precisão das quantidades também é fundamental.

  Pode-se solicitar que os alunos respondam a algumas perguntas em grupo. A idéia é que eles levantem hipóteses, por exemplo a respeito do fato de que a gasolina não se mistura à água, mas o álcool sim:

• Que substâncias se separaram?
• O que ficou na parte de cima e o que ficou na parte de baixo?
• Por quê?O professor traz algumas informações teóricas para subsidiar a reflexão. Se os alunos já estudaram pontes de hidrogênio, pode explicar que tanto a água como o álcool possuem moléculas polares e ambos apresentam pontes de hidrogênio. O álcool se mistura mais facilmente à água, mas a gasolina não se mistura a essa substância, pois tem um comportamento parecido com o óleo.Se os alunos já estudaram Química Orgânica, pode-se analisar a estrutura molecular do etanol. O etanol, por ter uma parte da cadeia formada por carbono (apolar), consegue se dissolver em gasolina (apolar). Mas o etanol tem mais afinidade química com a água e é extraído da gasolina.

  Analisado o fenômeno da separação de misturas, é hora de propor o desafio final aos grupos: que calculem a porcentagem (teor) de álcool na gasolina. Eles precisam ter somente o conhecimento de regra de três para resolver este problema.

  Provavelmente, a soma de água e álcool estará próxima de 62 ml, o que equivale a 12 ml de álcool (62 ml – 50 ml = 12 ml) . Se havia 12 ml de álcool em 50 ml de gasolina (misturada ao álcool), então haverá, em 100 partes:

  12 ——– 50
  x ——– 100

  Portanto, x = 24%

  Esse valor varia conforme as determinações do Conselho Nacional de Petróleo. A tolerância permitida é de aproximadamente 2%.

  Ele são dois combustíveis bem diferentes. O primeiro é derivado do petróleo e um dos subprodutos do mesmo, sendo mais valorizado e abastecendo a maior parte da frota mundial de veículos.

  O segundo é de origem vegetal e é conhecido por ser limpo e renovável, mas abastece apenas uma pequena parcela dos automóveis do mundo, já que seu uso é intensivo apenas no Brasil, sendo usado de forma misturada em alguns outros mercados.

  Estamos falando de gasolina e álcool, que também recebe o nome de etanol. O interessante nesses dois combustíveis é que eles passaram 25 anos separados em motores diferentes, não sendo jamais utilizados simultaneamente em automóveis e outros veículos do tipo.

  Apenas com a tecnologia flex, lançada nas últimas décadas, é que foi possível misturar no mesmo tanque os dois produtos e mover uma boa parte da frota nacional de veículos. Mas será que gasolina e etanol se misturam?

  Sim, os dois combustíveis se misturam. Eles formam a chamada mistura homogênea, já que são substâncias apolares. Mas o que significa isso?

  No caso do álcool etílico, as moléculas possuem uma parte apolar e outra polar. Com sua fórmula química C2H5OH, a parte C2H5 é apolar e acaba interagindo com as moléculas apolares da gasolina, que é essencialmente desse tipo.

  Dessa forma, os dois combustíveis acabam sendo misturados naturalmente tanto no tanque de combustível quanto na própria refinaria, quando a gasolina pura recebe até 27% de álcool (etanol anidro).

  A mistura é tão boa que outros países, em especial de clima frio, passaram a adotar o combustível vegetal, mas misturado com o derivado de petróleo para reduzir as emissões de poluentes desse último.

  Nos EUA, o percentual de álcool – obtido do milho, diferente do brasileiro, que é extraído da cana-de-açúcar – chega a 85%. Ou seja, é quase como etanol com 15% de gasolina apenas para facilitar na partida a frio.

  

  A vantagem da gasolina é que ela suporta melhor os climas frios, o que ajuda carros com E85 a sobreviver ao rigoroso inverno do hemisfério norte ou do sul, já que a Argentina utiliza um percentual de 10% de álcool em sua gasolina, dita pura. No mundo, em torno de 60 países já utilizam essa mistura de gasolina e álcool em seus carros.

  A tendência é que esse número aumente devido às pressões ambientais para cortar as emissões de poluentes. Mesmo motores de ciclo diesel já foram testados com 95% de etanol e um aditivo de detonação de 5%, já que não existe ignição por centelha, mas por compressão.

  Tecnologia com processo semelhante, a HCCI leva o nome da mistura de gasolina e álcool, sendo Homogeneous Charge Compression Ignition, capaz de permitir a ignição dos dois combustíveis sem a centelha das velas. Esse pode ser o último estágio dos motores de combustão interna.

  

  Geralmente, quando se pergunta sobre gasolina e álcool se misturarem ou não, outra automaticamente é feita: álcool se mistura com a água? A resposta é sim. Na fórmula química do etanol, a parte OH é polar e é uma das partes da água (H2O), que é totalmente polar. Por isso álcool e água se misturam.

  Já a gasolina não se mistura com água, pois uma é apolar e a outra polar. Isso é o que se obtém no teste da gasolina para ver se está adulterada, já que sua parte em álcool se desprende da mesma e mistura-se com a água, indicando o percentual de mistura.

  Nesse caso, uma tecnologia automotiva ainda em testes, tal como a HCCI, promete revolucionar o mercado de carros híbridos com células de combustível.

  A tecnologia SOFC (Solid-Oxide Fuel Cell) utiliza células de combustíveis como aquelas usadas com hidrogênio, mas o processo químico é realizado com álcool, podendo admitir até 55% de água misturada em sua composição.

  Assim, o resultado é eletricidade que, após armazenada em baterias de lítio, alimenta o motor elétrico do carro. Esse sistema está sendo testado pela Nissan, que já prometeu sua introdução futura no Brasil, devido à infraestrutura consolidada.

  Por que o álcool presente na gasolina se mistura na água é a gasolina não?

  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 que faz o álcool conseguir se misturar com a gasolina é com a água?

  O álcool contido na gasolina solubiliza na água por ter a hidroxila (-OH) uma parte da molécula polar que faz pontes de hidrogênio com a água, mais intensas que as forças de Van der Waals, separando o álcool da gasolina.

  Porque que o álcool se separa da gasolina quando é adicionado água na mistura?

  Você notará que a água irá retirar o álcool que estava misturado na gasolina. Isso acontece porque o etanol possui uma parte polar e outra apolar, sendo que sua parte apolar é atraída pelas moléculas da gasolina que também são apolares pela força de dipolo induzido.

  Porque a água não se mistura com o álcool?

  Quando se adiciona água ao álcool, estes vão formar uma mistura não ideal, porque o volume final não corresponde ao total adicionado. Isso é devido à possibilidade das moléculas de água interagir com as moléculas de álcool, porque possuem ligações intermoleculares semelhantes, do tipo ligações de hidrogênio.