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PROPRIEDADES COLIGATIVAS
Propriedades Coligativas - Tonoscopia: estuda o abaixamento da pressão máxima de vapor (  p) de uma solução em relação ao solvente puro ( p 2 ). Soluto molecular Soluto iônico - Ebulioscopia: estuda a elevação da temperatura de ebulição (  t e ) de uma solução em relação ao solvente puro . Soluto molecular Soluto iônico - Crioscopia: estuda o abaixamento da temperatura de solidificação de uma solução (  t c ) em relação ao solvente puro. Soluto molecular Soluto iônico - Osmoscopia: estuda a passagem do solvente de uma solução menos concentrada para outra mais concentrada, através de membranas semi-permeáveis.    =M.R.T
Exercícios 1- (UFU-MG) O arroz branco, um cereal refinado, cozinha a 373,15 K em Santos, próximo à praia. Que procedimento deve ser tomado para cozinhar o mesmo arroz em La Paz, na Bolívia, que possui 3.657 m de altitude? Responda conceitualmente explicando sucintamente o fenômeno. Dado: em La Paz , a pressão atmosférica é de aproximadamente 62 kPa ( 1 atm = 101,325 kPa)
Solução Um líquido entra em ebulição, quando sua pressão máxima de vapor iguala-se a pressão atmosférica. Em lugares mais altos a pressão atmosférica é menor, portanto para entrar em ebulição precisará de uma temperatura menor. Portanto em La Paz, a água entra em ebulição abaixo de 100 0 C, o que não é suficiente para cozinhar o arroz. A alternativa seria usar uma panela de pressão. Curiosidade: em La Paz, a água entra em ebulição  aproximadamente à 85 0 C.
2- (Fatec-SP) Sobre pressão normal, uma dada solução, contendo 9,0 g de uma substância A dissolvida em 400 g de água, entra em ebulição a 100,26 0 C. Qual a massa molecular da substância A? Dados: Ke  da água  = 0,52  0 C.kg/mol
Solução m A = 9,0 g  m H 2 O = 400 g  Ke = 0,52  0 C.kg/mol  t e  = 100,26 0 C
3- (UFSC) O gráfico a seguir apresenta a variação das pressões de vapor do n-hexano, da água, do benzeno e do ácido acético com a temperatura. Indique a(s) proposição(ões) verdadeira(s): ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],f) A ordem crescente de volatilidade, a 80 0 C, é: ácido acético<água<benzeno<n-hexano. g) As pressões de vapor aumentam com a temperatura.
Solução a- CORRETA: De todas as substâncias, representadas no fráfico a de maior pressão de vapor é o n-hexano. b- CORRETA: Basta seguir a pressão de 760 mmHg no gráfico. c- ERRADA: Nessa temperatura, a pressão de vapor da água fica abaixo de 760 mmHg. d- ERRADA: ao nível do mar 760 mmHg de pressão, a temperatura de ebulição de uma  solução  será sempre maior que a temperatura de ebulição do  líquido puro . e- ERRADA: é só seguir o gráfico. f- CORRETA: segue-se a temperatura de 80 0 C, e verifica-se que as curvas mais acima, têm maior pressão de vapor. g- CORRETA: a pressão máxima de vapor está relacionada com a temperatura   quanto maior o temperatura, maior a pressão de vapor.
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Solução p  v  hexano = 122 mmHg  X  molar  hexano = 0,4 p  v  heptano = 36 mmHg  X  molar  heptano = 0,6 p  vapor  mistura = ? Para calcular a pressão de vapor de uma solução podemos usar :  p = X 2 .p 2     fração molar solvente .  p  vapor  do solvente ,  daí temos: Para o hexano:  p = X 2  . p 2  = 0,4 . 122 = 48,8 mmHg Para o heptano:  p  =  X 2  . p 2  = 0,6 . 36 = 21, 6 mmHg  Como estamos falando em comportamento ideal, é só somar as duas: P total da mistura = p  hexano  + p  heptano  = 70,4 mmHg  Resposta: Letra  C = 70,4 mmHg
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Solução m  dispersão coloidal  = 685 mg = 685 .10 -3   g  V  solução  = 10 ml = 0,01 L Pressão osmótica    = 0,28 atm  7  0 C    280 K   Resposta: Letra A = 5,6 .10 3  g/mol
[object Object],[object Object],[object Object]
Solução ,[object Object],[object Object],[object Object],Ácido clorídrico(forte) = 10 -2  M  Ácido acético( fraco)  = 10 -2  M
Importante Para os exercícios que envolverem soluções de solutos iônicos, as expressões são as mesmas, só que, devemos multiplicar todas elas por um fator de correção, que chamamos de fator de Van’t Hoff. Os solutos iônicos sofrem dissociação ou ionização,  como  as propriedades coligativas dependem somente do números de partículas dispersas, os efeitos coligativos das iônicas serão sempre maiores que os efeitos coligativos das moleculares, comparando-se soluções de mesma molalidade ( molaridade). ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Exemplo: CaCl 2  100% ionizado CaCl 2      Ca +2   + 2 Cl - i = 1 +    ( q-1) i = 1 + 1 ( 3 –1) i = 3 Qualquer  efeito coligativo  de uma solução de CaCl 2 , será 3 vezes maior, que o de uma solução molecular de mesma molalidade.
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
I-  ERRADA     quando maior o número de partículas dispersas, menor a pressão de vapor. Estamos comparando duas soluções: uma molecular e outra iônica de mesmas molaridade. Como o cloreto de sódio se dissocia, teremos uma concentração molar maior de partículas dissolvidas. Glicose     Glicose  NaCl     Na +   +  Cl - 0,1 Mol/L     0,1 mol/L  0,1 mol/L  0,1 mol  0,1 mol  Total partículas = 0,2 mol/L II-  CERTA     O n-hexano possui maior cadeia carbônica do que o n-pentano. A temperatura de ebulição do n-hexano é maior (maior intensidade nas forças intermoleculares). A pressão máxima de vapor depende da quantidade de vapor. Comparando as duas substâncias numa mesma temperatura, o n-pentano por ter menor temperatura de ebulição, terá mais vapor na mesma temperatura, portanto maior pressão de vapor.  III-  CERTA  Um líquido entre em ebulição quando a pressão máxima de vapor iguala-se a pressão externa. Como os líquidos estão em um mesmo local  em  ebulição, as pressões máximas de vapor são iguais.   IV- CERTA    Em uma maior temperatura as moléculas da substâncias começam a se movimentar com maior intensidade, conseguindo escapar para o estado de vapor; se temos mais vapor, maior será a pressão de vapor. V- ERRADA   Pressão de vapor não depende do volume e sim da natureza e da temperatura do líquido. LETRA  D
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Nunca podemos esquecer que: quanto maior a concentração molar de uma solução menores as pressões de vapor, maiores os efeitos coligativos. Para soluções de mesma molaridade, quanto maior a quantidade de partículas dispersas, maiores os efeitos coligativos, portanto, menores as temperaturas de congelamento. I- Al 2 (SO 4 ) 3      2 Al +3   (aq)   +  3 SO 4 -2   (aq) 1 x 10 -3  M  2 x10 -3  M  3 x 10 -3  M  => total de: 5 x 10 -3  mol/L (partículas) II- Na 2 B 4 O 7      2 Na +   (aq)   +  1 B 4 O 7 (aq) 1 x 10 -3  M  2 x 10 -3  M  1 x10 -3  M  => total de 3 x 10 -3  mol/L (partículas) III- K 2 Cr 2 O 7      2 K +   (aq)   +  Cr 2 O 7 -2   1 x10 -3  M  2 x 10 -3  M  1 x 10 -3  M  => total de 3 x 10 -3  mol/L (partículas) IV- Na 2 CrO 4      2 Na +   (aq)   +  CrO 4 -2   1 x 10 -3 M  2 x 10 -3 M  1 x 10 -3  M => total de 3 x 10 -3  mol/L (partículas) V- Al(NO 3 ) 3   . 9H 2 O     Al +3 (aq)   + 3 NO 3 - (aq)   + 9 H 2 O 1 x10 -3  M  1 x10 -3 M  3 x10 -3 M  => total de 4 x 10 -3  mol/L (partículas) LETRA  B

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PROPRIEDADES COLIGATIVAS

  • 2. Propriedades Coligativas - Tonoscopia: estuda o abaixamento da pressão máxima de vapor (  p) de uma solução em relação ao solvente puro ( p 2 ). Soluto molecular Soluto iônico - Ebulioscopia: estuda a elevação da temperatura de ebulição (  t e ) de uma solução em relação ao solvente puro . Soluto molecular Soluto iônico - Crioscopia: estuda o abaixamento da temperatura de solidificação de uma solução (  t c ) em relação ao solvente puro. Soluto molecular Soluto iônico - Osmoscopia: estuda a passagem do solvente de uma solução menos concentrada para outra mais concentrada, através de membranas semi-permeáveis.  =M.R.T
  • 3. Exercícios 1- (UFU-MG) O arroz branco, um cereal refinado, cozinha a 373,15 K em Santos, próximo à praia. Que procedimento deve ser tomado para cozinhar o mesmo arroz em La Paz, na Bolívia, que possui 3.657 m de altitude? Responda conceitualmente explicando sucintamente o fenômeno. Dado: em La Paz , a pressão atmosférica é de aproximadamente 62 kPa ( 1 atm = 101,325 kPa)
  • 4. Solução Um líquido entra em ebulição, quando sua pressão máxima de vapor iguala-se a pressão atmosférica. Em lugares mais altos a pressão atmosférica é menor, portanto para entrar em ebulição precisará de uma temperatura menor. Portanto em La Paz, a água entra em ebulição abaixo de 100 0 C, o que não é suficiente para cozinhar o arroz. A alternativa seria usar uma panela de pressão. Curiosidade: em La Paz, a água entra em ebulição aproximadamente à 85 0 C.
  • 5. 2- (Fatec-SP) Sobre pressão normal, uma dada solução, contendo 9,0 g de uma substância A dissolvida em 400 g de água, entra em ebulição a 100,26 0 C. Qual a massa molecular da substância A? Dados: Ke da água = 0,52 0 C.kg/mol
  • 6. Solução m A = 9,0 g m H 2 O = 400 g Ke = 0,52 0 C.kg/mol t e = 100,26 0 C
  • 7.
  • 8. Solução a- CORRETA: De todas as substâncias, representadas no fráfico a de maior pressão de vapor é o n-hexano. b- CORRETA: Basta seguir a pressão de 760 mmHg no gráfico. c- ERRADA: Nessa temperatura, a pressão de vapor da água fica abaixo de 760 mmHg. d- ERRADA: ao nível do mar 760 mmHg de pressão, a temperatura de ebulição de uma solução será sempre maior que a temperatura de ebulição do líquido puro . e- ERRADA: é só seguir o gráfico. f- CORRETA: segue-se a temperatura de 80 0 C, e verifica-se que as curvas mais acima, têm maior pressão de vapor. g- CORRETA: a pressão máxima de vapor está relacionada com a temperatura  quanto maior o temperatura, maior a pressão de vapor.
  • 9.
  • 10. Solução p v hexano = 122 mmHg X molar hexano = 0,4 p v heptano = 36 mmHg X molar heptano = 0,6 p vapor mistura = ? Para calcular a pressão de vapor de uma solução podemos usar : p = X 2 .p 2  fração molar solvente . p vapor do solvente , daí temos: Para o hexano: p = X 2 . p 2 = 0,4 . 122 = 48,8 mmHg Para o heptano: p = X 2 . p 2 = 0,6 . 36 = 21, 6 mmHg Como estamos falando em comportamento ideal, é só somar as duas: P total da mistura = p hexano + p heptano = 70,4 mmHg Resposta: Letra C = 70,4 mmHg
  • 11.
  • 12. Solução m dispersão coloidal = 685 mg = 685 .10 -3 g V solução = 10 ml = 0,01 L Pressão osmótica  = 0,28 atm 7 0 C  280 K Resposta: Letra A = 5,6 .10 3 g/mol
  • 13.
  • 14.
  • 15.
  • 16.
  • 17. I- ERRADA  quando maior o número de partículas dispersas, menor a pressão de vapor. Estamos comparando duas soluções: uma molecular e outra iônica de mesmas molaridade. Como o cloreto de sódio se dissocia, teremos uma concentração molar maior de partículas dissolvidas. Glicose  Glicose NaCl  Na + + Cl - 0,1 Mol/L  0,1 mol/L 0,1 mol/L 0,1 mol 0,1 mol Total partículas = 0,2 mol/L II- CERTA  O n-hexano possui maior cadeia carbônica do que o n-pentano. A temperatura de ebulição do n-hexano é maior (maior intensidade nas forças intermoleculares). A pressão máxima de vapor depende da quantidade de vapor. Comparando as duas substâncias numa mesma temperatura, o n-pentano por ter menor temperatura de ebulição, terá mais vapor na mesma temperatura, portanto maior pressão de vapor. III- CERTA  Um líquido entre em ebulição quando a pressão máxima de vapor iguala-se a pressão externa. Como os líquidos estão em um mesmo local em ebulição, as pressões máximas de vapor são iguais. IV- CERTA  Em uma maior temperatura as moléculas da substâncias começam a se movimentar com maior intensidade, conseguindo escapar para o estado de vapor; se temos mais vapor, maior será a pressão de vapor. V- ERRADA  Pressão de vapor não depende do volume e sim da natureza e da temperatura do líquido. LETRA D
  • 18.
  • 19. Nunca podemos esquecer que: quanto maior a concentração molar de uma solução menores as pressões de vapor, maiores os efeitos coligativos. Para soluções de mesma molaridade, quanto maior a quantidade de partículas dispersas, maiores os efeitos coligativos, portanto, menores as temperaturas de congelamento. I- Al 2 (SO 4 ) 3  2 Al +3 (aq) + 3 SO 4 -2 (aq) 1 x 10 -3 M 2 x10 -3 M 3 x 10 -3 M => total de: 5 x 10 -3 mol/L (partículas) II- Na 2 B 4 O 7  2 Na + (aq) + 1 B 4 O 7 (aq) 1 x 10 -3 M 2 x 10 -3 M 1 x10 -3 M => total de 3 x 10 -3 mol/L (partículas) III- K 2 Cr 2 O 7  2 K + (aq) + Cr 2 O 7 -2 1 x10 -3 M 2 x 10 -3 M 1 x 10 -3 M => total de 3 x 10 -3 mol/L (partículas) IV- Na 2 CrO 4  2 Na + (aq) + CrO 4 -2 1 x 10 -3 M 2 x 10 -3 M 1 x 10 -3 M => total de 3 x 10 -3 mol/L (partículas) V- Al(NO 3 ) 3 . 9H 2 O  Al +3 (aq) + 3 NO 3 - (aq) + 9 H 2 O 1 x10 -3 M 1 x10 -3 M 3 x10 -3 M => total de 4 x 10 -3 mol/L (partículas) LETRA B