03/04/2016 AULAS 11 E 12 SETOR A

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1 AULAS 11 E 12 SETOR A 1

2 Propriedade coligativa das soluções: são aquelas que depende unicamente do número de partículas dissolvidas. Ou seja: a adição de um soluto não-volátil a uma solução provoca mudanças em algumas propriedades físicas de determinado líquido. 2

3 As principais mudanças no comportamento de um líquido pela adição de um soluto não-volátil são: A pressão de vapor de um líquido diminui TONOSCOPIA; O ponto de ebulição de um líquido diminui EBULIOSCOPIA; o ponto de congelação do líquido diminui CRIOSCOPIA; A pressão osmótica varia - OMOSCOPIA 3

4 LÍQUIDO VAPOR Equilíbrio líquido-vapor em frasco fechado são dois processos opostos ocorrendo com velocidades iguais. A pressão de vapor de um líquido é a pressão exercida por seus vapores (vapores saturados) quando estes estão em equilíbrio dinâmico com o líquido. 4

5 A pressão de vapor depende: TEMPERATURA e NATUREZA DO LÍQUIDO PRESSÃO DE VAPOR X TEMPERATURA O que ocorre se um líquido é aquecido em um frasco fechado? 5

6 PRESSÃO DE VAPOR X TEMPERATURA A elevação temperatura favorece o sentido endotérmico do processo. Como a evaporação é um processo endotérmico, a elevação da temperatura desloca o equilíbrio no sentido da formação de vapor. No final, chega-se a um novo equilíbrio, com mais vapor e, portanto, maior pressão de vapor 6

7 PRESSÃO DE VAPOR X TEMPERATURA Medidas da pressão de vapor d água a 25 C e 100 C Variação da pressão de vapor d água com a temperatura 7

8 PRESSÃO DE VAPOR X NATUREZA DOS LÍQUIDOS Frascos abertos Volatilidade: é a capacidade que um líquido tem de passar para o estado gasoso 8

9 PRESSÃO DE VAPOR X NATUREZA DOS LÍQUIDOS Frascos fechados Quanto mais volátil for o líquido maior será sua pressão de vapor. 9

10 Volatilidade X Temperatura de Ebulição Quanto mais volátil for o líquido, menor será a temperatura de ebulição. 10

11 Quanto maior a altitude, mais fácil será a ebulição de um líquido 11

12 Nas panelas abertas a água ferve a temperatura próxima de 100 C, dependendo da altitude. E na panela pressão? Por que é mais rápido cozinhar um feijão em uma panela de pressão do que em uma panela aberta? 12

13 Pressão interna aumenta: P int > 1 atm (760 mmhg) TE água = 120 C TE maior os alimentos são cozidos com maior rapidez 13

14 Pressão interna aumenta: P int > 1 atm (760 mmhg) TE água = 120 C TE maior os alimentos são cozidos com maior rapidez 14

15 Teoricamente, todas as substâncias podem ser representadas em um diagrama do tipo pressão x temperatura DIAGRAMA DE FASES O diagrama de fases informará quais as fases existem no sistema. 15

16 Diagrama de Fase da Água. Curva AT: equilíbrio líquido-vapor, curva de vaporização ou condensação. Curva CT: equilíbrio sólido-vapor, curva de sublimação. Ex: liofilização secagem à vácuo sublimação do gelo. O material é congelado e em seguida a pressão é reduzida. Nessa condição o gelo sublima e água é eliminada. Curva BT: equilíbrio sólido-líquido, curva de fusão. Essa curva é levemente inclinada para a esquerda, porque em uma dada temperatura, se aumentarmos a pressão sobre o gelo ele tende a se transformar em líquido. A água é uma das poucas substâncias que se comportam dessa maneira. Geralmente, o aumento da pressão tende a solidificar um líquido. 16

17 Diagrama de Fase da Água. Ponto T: ponto triplo pode-se prever a ocorrência simultânea dos três estados físicos. 17

18 Diagrama de Fase da Água. Para cada substância, o ponto triplo é obtido em uma única situação, com valores específicos de temperatura e pressão. O ponto triplo da água é: 18

19 A TONOSCOPIA é uma propriedade coligativa que refere-se à diminuição da volatilidade que o soluto provoca no solvente. A evaporação da água pura e de uma solução aquosa de açúcar 19

20 As moléculas de açúcar provocam a redução da pressão de vapor d água 20

21 21

22 Químico francês, François Raoult, observou a porcentagem de queda da pressão de vapor da água com adição de açúcar. A pressão de vapor do solvente da solução é uma fração da pressão de vapor do solvente puro: p = x 2 p 2 Lei de Raoult p pressão de vapor do solvente na solução x 2 fração em mol do solvente p 2 pressão de vapor do solvente puro 22

23 Utilizamos a fração em mol do soluto: x 1 + x 2 = 1 x 2 = 1- x 1 p = (1-x 1 )p 2 Resolvendo... Temos: x 1 = P/p 2 23

24 Exemplo: A 25 C, dissolvem-se 45 g de glicose em 175,5 g de água. Determine: a) A porcentagem de queda da pressão de vapor da água. Resolução x 1 = n 1 /n 1 +n 2 n 1 = m 1 /MM 1 n 2 = m 2 /MM 2 Massas molares: glicose = 180 g/mol Água = 18 g/mol n 1 = 45/180 n2 = 175,5/18 n1 = 0,25 mol n2 = 9,75 mol x1 = 0,25/0,25 + 9,75 x1 = 0,025 ou 2,5 % 24

25 Exemplo: A 25 C, dissolvem-se 45 g de glicose em 175,5 g de água. Determine: b) A pressão de vapor da solução Resolução: Pressão de vapor da água a 25 ºC = 24 mmhg Como a pressão de vapor cairá 2,5 %, a pressão de vapor final será 97,5 % do inicial. 24 mmhg 100 % p 97,5 % p = 23,4 mmhg 25

26 Para soluções diluídas, tal que a quantidade em mol do soluto seja desprezível em relação à do solvente, temos: n 1 + n 2 n 2 [soluto] < 0,1 mol/l solução diluída Com isso temos: P/p 2 = K T W W concentração molal W = 1000.m 1 /MM 1 m 2 KT constante tonoscópica K T = MM 2 /

27 Exemplo: Uma solução aquosa foi preparada dissolvendo-se 100 g de glicose em 500 g de água. Sabendo que a pressão máxima de vapor d água no local é igual a 700 mmhg a uma dada temperatura, calcule: a) O abaixamento relativo da pressão máxima de vapor; b) O abaixamento absoluto da pressão máxima de vapor; c) A pressão máxima de vapor da solução na mesma temperatura. Dados: Massas molares: Água = 18 g/mol Glicose = 180 g/mol. 27

28 Resolução: a) O abaixamento relativo ( P/p 2 ) é calculado por: P/p 2 = K T W K T = MM 2 /1000 K T = 18/1000 K T = 0,018 W = 1000.m 1 /MM 1 m 2 W = / W = /90000 W = 1,11 P/p 2 = 0,018.1,11 P/p 2 = 0,02 28

29 Resolução: b) O abaixamento absoluto ( P) é calculado por: P/p 2 = K T W P2 = 700 mmhg P/p 2 = 0,02 P = 0,02. p2 P = 0, P = 14 mmhg c) A pressão máxima de vapor (P) P = p 2 p 14 = 700 p p = 686 mmhg 29

30 Ebulioscopia é a propriedade coligativa correspondente à elevação do ponto de ebulição de um líquido, provocada pela presença de um soluto não volátil. Um líquido entra em ebulição quando ocorre a formação de bolhas de vapor que sobem pelo líquido, estourando na superfície. Isso acontece quando a pressão de vapor (p) é maior ou igual à pressão atmosférica (p atm ) 30

31 Se adicionarmos soluto ao líquido, a pressão de vapor diminuirá, aumentando, em consequência, a temperatura de ebulição desse líquido. 31

32 O aumento da temperatura de ebulição () denomina-se efeito ebulioscópico e pode ser calculado por: t e = K e.w Ke = constante ebulioscópia = 0,52 K Para soluções diluídas: t e = K e.m Em que M é a concentração em mol/l. 32

33 A crioscopia é a propriedade que indica o abaixamento do ponto de congelamento de um líquido provocado pela presença de um soluto não volátil. Dois frascos no congelador com volumes iguais de água e num deles adiciona-se sal. Qual congelará mais depressa? A adição de soluto diminui a pressão de vapor do líquido. Consequentemente, a temperatura de ebulição desse líquido aumenta e a de congelamento diminui. 33

34 Adição de sal no gelo: parte do gelo derrete, pois o gelo e o sal formam um mistura que se funde a -22 C (mistura eutética). A temperatura da mistura é abaixada, assim as bebidas ficam mais geladas. 34

35 O abaixamento da temperatura de congelamento denomina-se efeito crioscópico ( t c ) e é calculado por: t c = K c.w K c = constante crioscópica K c = 1,86 K 35

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