Propriedades Coligativas

Diagrama de Fases

Propriedades Coligativas

Ponto triplo:

Ponto triplo é a intersecção das três linhas de uma substância, indicando um estado no

qual se estabelece o equilíbrio

sólido « líquido « vapor .

Somente a uma determinada

temperatura e pressão, encontramos esse equilíbrio triplo.

No caso da água, esse equilíbrio estabelece-se a, e somente a, 0,01°C e 4,58 mmHg.

Não existe líquido a uma pressão inferior à do respectivo ponto triplo. Assim, não existe água líquida a uma pressão menor que 4,58 mmHg.

A uma pressão inferior à do ponto triplo, ocorre somente o equilíbrio sólido « vapor

(sublimação).

Propriedades Coligativas

Propriedades Coligativas

Se adicionarmos um sal à água pura, temos alterações das propriedades

físico-químicas da água, por exemplo, a temperatura de ebulição será maior.

Consequentemente, o ponto triplo da mistura será diferente.

São as propriedades como o ponto de solidificação e ebulição, que dependem do

número de partículas dispersas em certa quantidade de solvente e independem da

natureza das partículas do soluto.

Propriedades Coligativas

Propriedades Coligativas

As principais mudanças sofridas por um líquido que contém um soluto não-volátil dissolvido são:

• A pressão de vapor diminui.

Essa propriedade coligativa chama-se tonoscopia.

Propriedades Coligativas

•O ponto de ebulição aumenta.

Essa propriedade coligativa chama-se ebulioscopia.

• O ponto de congelamento diminui.

Essa propriedade coligativa chama-se crioscopia.

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Vejamos algunas situações relacionadas com essas propriedades:

• O uso de aditivos, como o etilenoglicol, à água do radiador de carros evita que ela entre em ebulição, no caso de um superaquecimento do motor.

• Nos países frios, em que o inverno é rigoroso, esse mesmo aditivo tem o efeito de evitar o congelamento da água do radiador.

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Tonoscopia

Para estudarmos essa propriedade, vamos relembrar o conceito de pressão máxima de vapor.

Vamos imaginar um cilindro munido de um êmbolo totalmente apoiado em um líquido puro contido no seu interior.

Propriedades Coligativas

Tonoscopia

Propriedades Coligativas

Tonoscopia

Se elevarmos o êmbolo, criaremos um espaço vazio, e o líquido começará a vaporizar-se.

I) Inicialmente temos evaporação, pois ainda não existem moléculas no estado de vapor;

II) A velocidade de evaporação é maior que a velocidade de condensação;

III) Após algum tempo, a velocidade de condensação iguala-se à velocidade de evaporação e o sistema atinge um equilíbrio dinâmico;

Propriedades Coligativas

Tonoscopia

Em resumo, no início, a velocidade com que o líquido passa a vapor é alta e a velocidade com que o vapor volta ao líquido é baixa. No decorrer do processo, a velocidade com que o líquido passa a vapor vai diminuindo, e aumenta a velocidade com que o vapor volta ao líquido. Quando temos a impressão de que o processo parou, o que ocorreu realmente foi um equilíbrio, isto é, as duas velocidades se igualaram.

Propriedades Coligativas

Tonoscopia

Nesta situação, dizemos que foi atingida a pressão máxima de vapor do líquido.

Líquido Vapor (equilíbrio dinâmico)

Fatores que influenciam a pressão máxima de vapor:

Temperatura: p.máxima de vapor

Natureza do líquido: volatilidade p.máxima

de vapor

Propriedades Coligativas

Tonoscopia

Exemplos:

Propriedades Coligativas

Tonoscopia

Propriedades Coligativas

Tonoscopia

Quando adicionamos um soluto não-volátil a um líquido puro, a pressão máxima de vapor do solvente na solução (p) é menor que a do solvente (p2).

Isso acontece, porque as partículas do soluto dispersas “seguram” as moléculas do solvente, impedindo-as de passarem para o estado de vapor.

Propriedades Coligativas

Tonoscopia

Esquematicamente, temos:

Propriedades Coligativas

Tonoscopia

Propriedades Coligativas

Tonoscopia

Em 1878 o químico francês François-Marie Raoult

(1830-1901) afirma que o efeito coligativo de um soluto não-volátil molecular em um solvente é diretamente proporcional à molalidade da solução e que assim o p é o produto da pressão máxima de vapor do solvente (p2) e da fração molar do soluto (x1).

Propriedades Coligativas

Tonoscopia

W = molalidade (mol/kg ou molal)

Kt = constante tonoscópica

Kt = Massa molar - solvente/1000

p0 = p2 = solvente

p = p2 – p(solução)

Propriedades Coligativas

Tonoscopia

Aplicação:

No preparo de uma solução são dissolvidos 6 g de uréia (CON2H4) em 300 g de água, a 200C. Determine a pressão de vapor da água nessa solução, sabendo que a pressão máxima de vapor da água pura, a 200C, é de 23,5 mmHg.

Propriedades Coligativas

Tonoscopia

Aplicação:

Dados: p0 = 23,5 mmHg n1 = 6 g/ 60 gmol-1 = 0,1 mol

m2 = 300 g = 0,3 kg Kt = 18/1000 = 0,018 g/mol

p = 0,018. 0,1. 23,5 p = 0,141 mmHg

0,3

p = p2 – p(solução) 0,141 = 23,5 – p

Pressão da água na solução = 23,359 mmHg

Propriedades Coligativas

EbulioscopiaÉ o estudo da elevação da temperatura de ebulição de um líquido, por meio da adição de um soluto não volátil.A diminuição da pressão máxima de vapor do solvente, devido à adição de um soluto, leva inevitavelmente ao aumento da temperatura de ebulição.

Propriedades Coligativas

Ebulioscopia

Te = Te(solução) – Te2

Ke = constante ebulioscópicaKe = RT2 /1000.Lv

W = molalidade (mol/kg)

Propriedades Coligativas

CrioscopiaÉ o estudo do abaixamento da temperatura de congelação de um líquido, por meio da adição de um soluto.A diminuição da pressão de vapor do solvente, devido à adição de um soluto, leva à diminuição da temperatura de congelamento.

Propriedades Coligativas

Crioscopia

Tc = Tc2 – Tc(solução)

Kc = constante crioscópicaKc = RT2 /1000.Lf

W = molalidade (mol/kg)

Propriedades ColigativasEbulioscopia e Crioscopia:Graficamente, podemos representar os efeitos ebulioscópico e crioscópico: