Profª Luiza P. R. Martins| EEB Professor Rudolfo Meyer

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perfumesequimica.wordpress.com

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Algumas perguntas...

Por que a água ferve a 71°C no Monte Everest?

Por que o sal ou o açúcar interrompe a ebulição da água?

Por que a água do mar em algumas regiões polares, mesmo abaixo de 0ºC não congela?

Por que o sal conserva os alimentos?

É possível obter água potável da água do mar? Como?

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Pressão de vapor Do ponto de vista microscópico, a evaporação é o escape de algumas

moléculas, que se transformam em vapor, da superfície do líquido para a atmosfera.

Se colocarmos uma quantidade de água em um recipiente fechado e previamente evacuado, ela começara a evaporar imediatamente. Como resultado, a pressão exercida pelo vapor no espaço acima do líquido aumenta.

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Pressão de vapor Pressão do gás = CONSTANTE => Equilíbrio

Pressão máxima de vapor: é a pressão exercida pelo vapor quando existe um equilíbrio entre as fases líquida e de vapor a uma dada temperatura.

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Pressão de vapor Quando a pressão máxima de vapor se iguala à pressão

externa local, o líquido entra em ebulição. É por isso, por exemplo, que a água sob pressão de 1 atm (nível do mar) entra em ebulição a 100 °C.

Se variarmos a pressão externa a que o líquido está sujeito, sua temperatura de ebulição irá variar. À medida que nos afastamos da superfície do planeta, o ar se torna cada vez mais rarefeito, e, portanto, exercendo uma pressão cada vez menor.

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Natureza do líquido Quanto mais volátil for o líquido, mais fácil é sua vaporização

e, consequentemente, maior será sua pressão de vapor.

Assim, terá menor ponto de ebulição, isto é, necessitará de menos energia para igualar sua pressão de vapor à pressão externa local.

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1 atm = 760 mmHg

Experimento de Torricelli

Torricelli (1608-1647) realizou uma experiência para determinar a pressão atmosférica ao nível do mar.

Consistia em mergulhar um tubo de vidro, contendo mercúrio e fechado em apenas uma das extremidades, em um recipiente também preenchido com mercúrio. Ele observou que, após destampar o tubo, o nível do mercúrio desceu e estabilizou-se na posição correspondente a 760 mm, restando o vácuo na parte vazia do tubo.

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• Assim, provou que a pressão atmosférica é proporcional ao tamanho de uma coluna de mercúrio; daí a unidade de pressão milímetros de mercúrio = mmHg)

Temperatura de ebulição e pressão externa

Um líquido entra em ebulição quando sua pressão de vapor se iguala a pressão externa.

Quanto mais volátil for um líquido, menor será sua temperatura de ebulição

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Por que a água ferve a 71 °C no Monte Everest?

Quanto maior a altitude, menor é a pressão atmosférica e o ponto de ebulição do líquido.

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Utilização da panela de pressão

Quando preparamos um alimento em uma panela de pressão, a água ferve a temperaturas superiores a 100 °C. Como o sistema é fechado, o aquecimento provoca um aumento da pressão interna.

Um aumento da pressão provoca um aumento da temperatura de ebulição, que por sua vez, acelera as mudanças físicas e químicas que ocorrem durante o cozimento de alimentos.

A panela de pressão teoricamente pode atingir valores de 1,44 atm a 2 atm. Assim, os alimentos cozinham mais rapidamente, pois a temperatura de ebulição da água aumenta.

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Diagrama de fases É um gráfico demonstrativo das condições sob as quais uma fase pode ser

transformada em outra.

Cada umas das curvas indica as condições de pressão e temperatura nas quais duas fases estão em equilíbrio.

As áreas delimitadas pelas linhas representam as condições de pressão e temperatura nas quais uma substância existe em único estado físico.

O ponto triplo é uma condição única de pressão e temperatura na qual encontramos as três fases em equilíbrio.

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Diagrama de fases da água

Propriedades Coligativas São as propriedades do solvente, que se

modificam na presença de um soluto não volátil. São elas: Tonoscopia

Ebulioscopia

Crioscopia

Osmose

*Soluto não volátil, é aquele que não evapora junto com o solvente, como ocorreria, por exemplo, com o álcool etílico dissolvido e água.

As propriedades coligativas dependem apenas do número de partículas do soluto, e não da sua natureza.

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Nº de partículas dissolvidas

Pressão de vapor

(30ºC)

T de ebulição

(760 mmHg)

Temperatura de

congelamento (760 mmHg)

1 kg de água - 31, 82 mmHg

100 ºC 0ºC

1 kg de água + 1 mol de glicose

C6H12O6(s) → C6H12O6(aq)

1 mol 31,26

mmHg

100,52 ºC

-1,86 ºC

1 kg de água + 1 mol de ureia

CO(NH2)2(s) → CO(NH2)2(aq)

1 mol

31,26 mmHg

100,52 ºC

-1,86 ºC

1 kg de água + 1 mol de NaCl

NaCl (s) → Na+ (aq) + Cl-(aq)

1 mol + 1 mol 2 mols

30,70 mmHg

101,04 ºC

-3,72ºC

Tonoscopia

É o estudo da diminuição da pressão máxima de vapor de um solvente, provocada pela adição de um solvente não-volátil.

Isso ocorre porque as partículas de soluto “bloqueiam, atrapalham” o escape das moléculas de água do sistema, diminuindo o número de moléculas que evaporam num determinado intervalo de tempo e, portanto, diminuindo a pressão de vapor da água no recipiente.

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Ebulioscopia É o estudo da elevação do ponto de ebulição do solvente em uma

solução.

Por que o sal ou o açúcar interrompe a ebulição da água?

Como ocorre uma diminuição da pressão de vapor, para que essa solução entre em ebulição é necessário que ela seja aquecida a uma temperatura maior.

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Ebulioscopia Considere um determinado volume de água

submetida a uma pressão externa de 760 mmHg (1 atm).

Para que a água entre em ebulição, é necessário que sua pressão de vapor atinja 760 mmHg, ou seja, iguale-se à pressão externa, o que ocorrerá na temperatura de 100 °C.

Adicionando-se à água em ebulição um soluto não volátil, a solução resultante terá uma pressão de vapor menor do que 760 mmHg, logo, menor do que a pressão externa e a ebulição será interrompida.

A água da solução só entrará em ebulição nova mente se receber energia suficiente para que sua pressão de vapor volte a se igualar à pressão externa, o que ocorrerá numa temperatura superior a 100 °C.

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Crioscopia

É o estudo da diminuição do ponto de congelamento de um solvente em uma solução.

Nos países muito frios, durante o inverno é comum jogar sais, como NaCl e CaCl2 nas ruas para dificultar a formação de uma camada de gelo e até mesmo derreter a neve. Assim, obtém-se uma mistura que funde a -22 °C. A temperatura da neve geralmente fica entre -20°C e 0°C, como essa temperatura está acima da temperatura de fusão da mistura neve e sal, a neve derrete desobstruindo as vias.

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O etilenoglicol é um líquido usado como aditivo na água do sistema de refrigeração de veículos automotores. Ele evita que a água congele num clima frio ou que ela entre em ebulição quando o motor sofre um aquecimento intenso.

Por que a água do mar em algumas regiões polares, mesmo abaixo de 0°C não congela?

Enquanto, a água de lagos e rios congela a 0 °C, a dos oceanos congela a -1,8 °C. Isso ocorre, pois a água do mar contém vários sais dissolvidos que abaixam seu ponto de solidificação. Por isso, mesmo quando a temperatura ambiente se encontra abaixo de 0°C, a água permanece em grande parte na fase líquida.

A camada de gelo também funciona como um isolante térmico, o que evita que o resto da água perca calor para a atmosfera.

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Osmose É a passagem espontânea de solvente de uma solução mais diluída

(ou de um solvente puro) para outra mais concentrada através de membranas semipermeáveis.

Membranas semipermeáveis são membranas que permitem a passagem de moléculas de solvente, mas não do soluto. Ex: membrana celular dos animais e vegetais, bexiga de porco e papel celofane.

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Por que o sal conserva os alimentos?

Quando a carne é salgada, a diferença entre o meio externo e o interior das células promove a saída de água das células dos microrganismos que acabam morrendo. Estes poderiam causar a deterioração da carne.

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Pressão osmótica É a pressão externa que deve ser aplicada a uma solução para evitar sua

osmose.

Quanto maior a concentração de uma solução maior será a sua pressão osmótica.

Influência da pressão osmótica nas hemácias

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Meio hipertônico

Meio isotônico

Meio hipotônico

A pressão osmótica do normal do sangue é de aproximadamente 7,8 atm quando comparada com a da água pura.

É possível obter água potável da água do mar? Como?

Sim, pode-se obter das seguintes formas:

Congelamento – Quando a água do mar congela, os cristais formados são constituídos de água pura. Assim, a água do mar é resfriada ao se passar um hidrocarboneto imiscível por ela, que retira o calor, transformando-a em gelo.

Osmose reversa – Aplicação de uma pressão superior à osmótica da solução de maior concentração (água salgada). O fluxo do solvente é invertido, indo do lado de maior concentração para o de menor.

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Destilação

Osmose reversa O processo dura cerca de 30 minutos. As substâncias retiradas da água

são devolvidas ao mar.

A água é submetida a grande pressões, que são obtidas com o auxílio de motores elétricos, o que encarece o processo.

Israel está entre um dos países do Oriente Médio que fazem uso da osmose reversa, sendo que, 67% da água para consumo doméstico já provém desse processo.

24 Técnico israelense acompanha processo de dessalinização

Usina de Ashkelon em Israel

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Referências CARVALHO, Geraldo Camargo de; SOUZA, Celso

Lopes de. Química de olho no mundo do trabalho. Volume único. 1ª ed. São Paulo: Scipione, 2003

REIS, Martha. Química. 3 v. São Paulo: Ática, 2013.

USBERCO, J; SALVADOR, E. Química essencial. 1ª ed. Volume único, São Paulo: Saraiva, 2001.

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