Propriedades Coligativas [Modo de Compatibilidade] · PDF fileCrioscopia É o estudo do...

Propriedades Coligativas

Diagrama de Fases


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).



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.



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.


•O ponto de ebulição aumenta.

Essa propriedade coligativa chama-se ebulioscopia.

• O ponto de congelamento diminui.

Essa propriedade coligativa chama-se crioscopia.


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.


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.


Tonoscopia


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;


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.


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


Tonoscopia

Exemplos:


Tonoscopia


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.


Tonoscopia

Esquematicamente, temos:


Tonoscopia


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).


Tonoscopia

W = molalidade (mol/kg ou molal)

Kt = constante tonoscópica

Kt = Massa molar - solvente/1000

p0 = p2 = solvente

p = p2 – p(solução)


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.


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


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.


Ebulioscopia

Te = Te(solução) – Te2

Ke = constante ebulioscópicaKe = RT2 /1000.Lv

W = molalidade (mol/kg)


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.


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:

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