PROPRIEDADES COLIGATIVAS

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Isaque Brás
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1 PROPRIEDADES COLIGATIVAS Prof. Gabriel P. Machado

2 DEFINIÇÃO: Propriedades coligativas (ou efeitos coligativos) são alterações nas propriedades físicas de um solvente devido à adição de um soluto. As propriedades como temperaturas de fusão e ebulição, pressão de vapor e pressão osmótica de uma solução são diferentes do que as propriedades do solvente puro. Lembre-se: Substância pura Fonte: Mistura Fonte::

EVAPORAÇÃO DE LÍQUIDOS PUROS PRESSÃO DE VAPOR Pressão exercida pelo vapor de um certo líquido no momento em que o equilíbrio dinâmico vaporização condensação é atingido.

3 EVAPORAÇÃO DE LÍQUIDOS PUROS PRESSÃO DE VAPOR Pressão exercida pelo vapor de um certo líquido no momento em que o equilíbrio dinâmico vaporização condensação é atingido. A ebulição inicia quando a pressão de vapor se iguala à pressão atmosférica. Quanto maior a pressão de vapor de um líquido, à temperatura ambiente, mais volátil o líquido será, e menor será sua temperatura de ebulição. Fonte: FELTRE (2004)

4 EVAPORAÇÃO DE LÍQUIDOS PUROS PRESSÃO DE VAPOR Influência da temperatura na pressão de vapor: Fonte: FELTRE (2004)

5 EVAPORAÇÃO DE LÍQUIDOS PUROS PRESSÃO DE VAPOR Influência da natureza do líquido: Fonte: FELTRE (2004)

6 EVAPORAÇÃO DE LÍQUIDOS PUROS PRESSÃO DE VAPOR Influência da quantidade líquido/vapor: Fonte: FELTRE (2004) Pressão de vapor de A = Pressão de vapor de B.

7 EBULIÇÃO DE LÍQUIDOS PUROS Conforme já mencionado, a ebulição ocorre quando a pressão de vapor é igual ou superior à pressão atmosférica. Portanto, a nível do mar, todos os líquidos entram em ebulição quando a pressão de vapor atinge 760 mmhg. Lembre-se! A pressão ambiente depende da altitude Fonte: FELTRE (2004)

8 CONGELAMENTO DE LÍQUIDOS PUROS Experimentalmente, a relação entre a pressão ambiente e o congelamento da água pura no estado líquido é dado pelo seguinte gráfico: Fonte: FELTRE (2004)

9 CONGELAMENTO DE LÍQUIDOS PUROS Combinando este gráfico com o gráfico de aquecimento, vem: Fonte: FELTRE (2004) Note que é impossível encontrarmos água no estado líquido em pressões abaixo de 4,579 mmhg, pois esta é a pressão de vapor da água a 0 C.

10 CONGELAMENTO DE LÍQUIDOS PUROS Complementando o gráfico anterior, vem o já conhecido diagrama de fases: Fonte: FELTRE (2004)

11 TONOSCOPIA É o abaixamento da pressão de vapor de um solvente devido à adição de um soluto. A presença do soluto atrapalha o escape das moléculas da solução, impedindo, em partes, a evaporação. Portanto, a pressão de vapor da solução, a uma dada temperatura, é sempre menor do que a pressão de vapor do solvente puro. Pressão de vapor da solução: Lembre-se: X é a fração molar, dada por:

12 Exemplo 1: a pressão de vapor da água, a 30 C, é 31,8 mmhg. Determine a pressão de vapor de uma solução aquosa de glicose (C 6 H 12 O 6 ) 18 g/l. Exemplo 2: exercício resolvido e comentado aula 7

13 EBULIOSCOPIA E CRIOSCOPIA Ebulioscopia: devido ao abaixamento da pressão de vapor causado pela adição de um soluto a um solvente, existe como consequência o aumento da temperatura de ebulição desse solvente. A variação da temperatura de ebulição (ΔT = T eb(solução) T eb(solvente puro) ) é dada pela Lei de Raoult: O efeito coligativo depende APENAS da quantidade, em mols, de partículas em solução, por cada 1 kg de solvente (molalidade) Para solutos não-iônicos Para solutos iônicos

14 EBULIOSCOPIA E CRIOSCOPIA Crioscopia: é o abaixamento da temperatura de congelamento de uma solução com relação ao solvente puro A variação da temperatura de congelamento (ΔT = T c(solução) T c(solvente puro) ) também é dada pela Lei de Raoult: Para solutos não-iônicos Para solutos iônicos Lembre-se:

15 OSMOMETRIA Osmose: passagem de solvente de um meio hipotônico (menor concentração) para um meio hipertônico (maior concentração), através de uma membrana semipermeável. Pressão osmótica é a pressão de resistência à osmose. Osmometria é a determinação da pressão osmótica das soluções. Equação fundamental da osmometria: Para solutos não-iônicos Para solutos iônicos

16 FATOR DE VAN T HOFF (i) Para solutos iônicos, deveremos considerar que a dissociação altera a quantidade de partículas em solução. Note que: NaCl Na + + Cl - Nessas condições, perceba que, após diluir o 1 mol de cloreto de sódio, obtemos 1 mol de íons sódio e 1 mol de íons cloreto, totalizando 2 mols em solução. Como os efeitos coligativos não dependem da natureza das partículas em solução, pode-se afirmar que o efeito coligativo dobra no caso da adição do NaCl. O fator de Van t Hoff é definido como:

17 FATOR DE VAN T HOFF (i) Portanto: NaCl Na + Cl - Antes 1 mol 0 mol 0 mol Durante 1 mol 1 mol 0 mol + 1 mol 0 mol + 1 mol Depois 0 mol 1 mol 1 mol Temos que: Quantidade de partículas dissolvidas antes da dissociação: 1 mol Quantidade de partículas dissolvidas após a dissociação: 2 mols Logo, o fator de Van t Hoff para o NaCl é igual a 2. Outros exemplos: CaCl 2 Ca Cl - i = 3 Al 2 (SO 4 ) 3 2 Al SO 4 2- i = 5

18 FATOR DE VAN T HOFF (i) Para o caso de dissociações parciais, temos a seguinte situação: considere que apenas 90% do cloreto de cálcio (CaCl 2 ) sofra dissociação. Temos que: CaCl 2 Ca 2+ 2 Cl - Antes 1 mol 0 mol 0 mol Durante 1 mol 0,9 mol 0 mol + 0,9 mol 0 mol + 1,8 mol Depois 0,1 mol 0,9 mol 1,8 mol Portanto: Quantidade antes da dissociação: 1 mol Quantidade após a dissociação: 2,8 mol Fator de Van t Hoff (i) = 2,8 mol /1 mol = 2,8

19 FATOR DE VAN T HOFF (i) Genericamente, temos: A m B n m A n+ n B m- Antes 1 mol 0 mol 0 mol Durante 1 mol x mol 0 mol + m.x mol 0 mol + n.x mol Depois (1 x) mol m.x mol n.x mol Portanto: Quantidade antes da dissociação: 1 mol Quantidade após a dissociação: (1 x) + mx + nx = (1 x) + x (m + n). Seja m + n = q, vem: 1 x + x.q 1 x(1 q) mols

20 FATOR DE VAN T HOFF (i) Portanto, o fator de Van t Hoff será: Ou, mais simplificadamente: i = 1 x(1 q) Onde x é o grau de dissociação e q é o somatório dos coeficientes que acompanham os íons.

21 Referências Bibliográficas: FELTRE, Ricardo. Química. vol. 2, 6 ed. São Paulo: Moderna, p.

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