QUÍMICA FRENTE II FICHA 11 PROPRIEDADES COLIGATIVAS

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1 Propriedades Coligativas São aquelas propriedades das substâncias puras que são modificadas quando se adiciona um soluto não volátil a elas. Essas propriedades, portanto, não são explicadas pela natureza da substância, mas sim pela quantidade de suas moléculas, partículas ou átomos. Existem quatro estudos principais destas propriedades. O estudo das quatro propriedades coligativas permite responder e entender questões como: Qual o motivo de se acrescenta sal ao gelo para gelar cerveja em lata? Quando se acrescenta sal ou açúcar a uma quantidade de água que está iniciando fervura, ela quebra a fervura? O que acontece quando se coloca sal sobre um pedaço de carne? O que ocorre a um pedaço de fruta já desidratada dentro de um recipiente com água? Qual a razão do peixe de um rio não conseguir sobreviver em ambiente marítimo e o peixe provindo do mar não conseguir sobreviver no rio? Por que as águas dos oceanos não congelam totalmente, mesmo em locais extremamente gelados? Ebulioscopia Estudo da elevação da temperatura de ebulição do solvente numa solução. Perceba na Figura 1 que a temperatura de ebulição da água é 100ºC e ao adicionar 0,5 molar de glicose a temperatura de ebulição se eleva para 100,26ºC. Já na Figura 2, ao adicionar 1 molar de glicose ou sacarose a temperatura ebulição se eleva para 100,52ºC. Dessa forma, percebe que a temperatura de ebulição aumenta proporcionalmente a concentração do soluto adicionado, pois 0,5 molar teve uma variação de 0,26ºC e ao dobrar a concentração, 1 molar, a variação de temperatura dobrou também, 0,52ºC. Figura 1: Aumento da Temperatura de Ebulição com o Aumento da Concentração do Soluto. Disponível e modificada em: Figura 2: Variação de Temperatura é Proporcional ao Aumento da Concentração do Soluto. Disponível e modificada em: Tonoscopia Estudo da diminuição da pressão máxima de vapor de um solvente quando lhe é adicionado um soluto não-volátil. Em uma mesma temperatura, note que na Figura 3a as moléculas de água não possuem dificuldade em passar do estado líquido para o gasoso. Porém, ao adicionar NaCl (sal) a água, Figura 3b, isso não ocorre com facilidade, pois ocorre uma interação entre a molécula de sal e água.

2 Crioscopia Estudo da diminuição do ponto de congelamento de um líquido a 0ºC quando adicionado um soluto não-volátil. Na Figura 4 a crioscopia pode ser entendida melhor. Ao adicionar glicose ou sacarose 0,5 molar a água a 0ºC, a temperatura de congelamento diminui para -0,93ºC. Já ao adicionar 1 molar de glicose ou sacarose a água a temperatura diminui para - 1,86ºC, ou seja, ao dobrar a concentração do soluto dobra-se a diminuição da temperatura de congelamento. Figura 3: a) moléculas de água sendo evaporadas facilmente e possuem uma determinada pressão máxima de vapor. b) interação da molécula de água com NaCl e com uma pressão máxima de vapor menor em relação a imagem a. Disponível em: oscopia-fsico-qumica phpapp02/95/propriedades-coligativas-tonoscopiafsicoqumica jpg?cb= A tonoscopia pode ser visualizada através do Gráfico 1. Em uma mesma temperatura, o solvente puro possui uma pressão P 0, e a solução 1 (solvente puro + soluto), possui uma pressão menor. Ou seja, ao adicionar um soluto a um solvente a pressão máxima de vapor diminui. Figura 4: Diminuição da temperatura de congelamento ao adicionar um soluto ao solvente. Modificada e disponível em: Osmoscopia Através de uma membrana semipermeável, ocorre o fluxo do solvente de uma solução em menor concentração em direção a de maior concentração, com a finalidade de igualar as concentrações de ambos os lados da membrana semipermeável. Geralmente, o solvente envolvido é a água. Gráfico 1: Gráfico da Pressão Máxima de Vapor em Função da Temperatura. Disponível em: co-press%c3%a3o-de-vapor-temperatura.

3 Resolução Alternativa D. O aditivo diminui a pressão de vapor da solução formada com relação à água pura, causando um aumento do ponto de ebulição (evitando que ocorra o superaquecimento da água dos radiadores de carros) e uma diminuição do ponto de fusão (evitando o congelamento da água dos radiadores). Figura 5: Fluxo de água através de uma membrana semipermeável para a solução de maior concentração. Disponível e modificada em: pg. Exercícios Resolvidos 1 (UFPE) Por que a adição de certos aditivos na água dos radiadores de carros evita que ocorra o superaquecimento da mesma e também o seu congelamento, quando comparada com a da água pura? a) Porque a água mais o aditivo formam uma solução que apresenta pontos de ebulição e de fusão maiores que os da água pura. b) Porque a solução formada (água + aditivo) apresenta pressão de vapor maior que a água pura, o que causa um aumento no ponto de ebulição e de fusão. c) Porque o aditivo reage com a superfície metálica do radiador, que passa então a absorver energia mais eficientemente, diminuindo, portanto, os pontos de ebulição e de fusão quando comparados com a água pura. d) Porque o aditivo diminui a pressão de vapor da solução formada com relação à água pura, causando um aumento do ponto de ebulição e uma diminuição do ponto de fusão. e) Porque o aditivo diminui a capacidade calorífica da água, causando uma diminuição do ponto de fusão e de ebulição. 2 (UFG-2007) Ao preparar uma sopa, um cozinheiro colocou mais sal do que o necessário. Para reduzir a quantidade de sal no caldo, ele acrescentou batatas descascadas. Após algum tempo, as batatas foram removidas e a sopa voltou a ter um gosto agradável. O fenômeno, que levou à redução da quantidade de sal no caldo, foi: a) a osmose. b) a difusão. c) a variação de ph. d) o aumento da pressão de vapor. e) a adsorção. Resolução Alternativa B. Não confundir difusão com osmose. A osmose ocorre quando o solvente migra da solução menos concentrada para mais concentrada através de uma membrana semipermeável. Já na difusão é o soluto que migra da solução mais concentrada para a menos concentrada. Exercícios Complementares 1 (UFRN 2005) Um béquer de vidro, com meio litro de capacidade, em condições normais de temperatura e pressão, contém 300 ml de água líquida e 100 g de gelo em cubos. Adicionandose, nesse mesmo béquer, uma porção de sal de cozinha (NaCl), deve-se esperar que, durante a dissolução, ocorra a) aumento da fase sólida. b) elevação da temperatura. c) abaixamento da temperatura. d) diminuição da fase líquida. 2 (Fuvest-SP) Sob mesma pressão, comparando-se as temperaturas de ebulição e

4 do congelamento de uma solução aquosa de açúcar com as correspondentes para a água pura, tem-se: a) Valores maiores para as temperaturas referentes à solução. b) Valores menores para as temperaturas referentes à solução. c) Maior temperatura de ebulição e menor temperatura de congelamento para a solução. d) Menor temperatura de ebulição e maior temperatura de congelamento para a solução. e) A mesma temperatura de ebulição e diferentes temperaturas de congelamento para a solução e a água. 3 (MACK) Um solvente puro tem temperatura de ebulição (te) e temperatura de solidificação (ts). Adicionando-se soluto não volátil ao solvente, as temperaturas de ebulição e solidificação para a solução serão (t e) e (t s), respectivamente. É correto afirmar que: a) te < t e e ts < t s b) te < t e e ts > t s c) te > t s e ts > t s d) te = t s e ts = t s e) te > t e e ts < t s 4 (UCDB-MT) As propriedades coligativas das soluções dependem: a) Da pressão máxima de vapor do líquido. b) Da natureza das partículas dispersas na solução. c) Da natureza do solvente, somente. d) Do número de partículas dispersas na solução. e) Da temperatura de ebulição do líquido. 5 (VUNESP) Comparando-se os pontos de congelação de três soluções aquosas diluídas de KNO 3, MgSO 4 e Cr(NO 3) 3, de mesma concentração em mol/l, verifica-se que: a) as três soluções têm o mesmo ponto de congelação. b) os pontos de congelação decrescem na seguinte ordem: KNO 3 < MgSO 4 < Cr(NO 3) 3. c) a solução de Cr(NO 3) 3 tem ponto de congelação mais baixo que as soluções dos outros dois sais. d) o ponto de congelação de cada solução depende de seu volume. e) as três soluções têm pontos de congelação maiores que o da água. 6 (FCMSC-SP) Considere o gráfico da pressão máxima de vapor em função da temperatura para um solvente puro e para uma solução desse solvente contendo um soluto molecular não volátil. A seu respeito podemos afirmar: a) A curva A representa a solução. b) A curva A representa o solvente. c) A curva B representa o solvente. d) A solução apresenta pressão máxima de vapor maior que o solvente. e) Ambas as curvas, numa mesma temperatura, apresentam mesma pressão máxima de vapor. 7 (ITA) Considere as seguintes afirmações relativas aos sistemas descritos abaixo, sob pressão de 1atm: I. A pressão de vapor de uma solução aquosa de glicose 0,1mol/L é menor do que a pressão de vapor de uma solução de cloreto de sódio 0,1mol/L a 25ºC. II. A pressão de vapor do n-pentano é maior do que a pressão de vapor do n-hexano a 25ºC. III. A pressão de vapor de substâncias puras como: acetona, éter etílico, etanol e água, todas em ebulição, tem o mesmo valor. IV. Quanto maior for a temperatura, maior será a pressão de vapor de uma substância. V. Quanto maior for o volume de um líquido, maior será a sua pressão de vapor.

5 Destas afirmações, estão CORRETAS: a) apenas I, II, III e IV. b) apenas I, II e V. c) apenas I, IV e V. d) apenas II, III e IV. e) apenas III, IV e V. 8 (VUNESP) Uma das formas de se conseguir cicatrizar feridas, segundo a crença popular, é a colocação de açúcar ou pó de café sobre elas. A propriedade coligativa que melhor explica a retirada de líquido, pelo procedimento descrito, favorecendo a cicatrização, é estudada pela: a) osmometria. b) crioscopia. c) endoscopia. d) tonoscopia. e) ebuliometria 9 (VUNESP) A crioscopia é uma técnica utilizada para determinar a massa molar de um soluto através da diminuição da temperatura de solidificação de um líquido, provocada pela adição de um soluto não volátil. Por exemplo, a temperatura de solidificação da água pura é 0 C (pressão de 1 atm), mas ao se resfriar uma solução aquosa 10% de cloreto de sódio, a solidificação ocorrerá a 2 C. A adição de soluto não volátil a um líquido provoca: a) nenhuma alteração na pressão de vapor desse líquido. b) o aumento da pressão de vapor desse líquido. c) o aumento da temperatura de solidificação desse líquido. d) a diminuição da temperatura de ebulição desse líquido. e) a diminuição da pressão de vapor desse líquido 10 (UFMG-1997) Estudaram-se as variações das pressões de vapor da água pura e de uma solução aquosa diluída de sacarose (açúcar de cana), em função da temperatura. O gráfico que descreve, qualitativamente, essas variações é: 11 (UFMG) Dois recipientes abertos contêm: um, água pura (I) e, o outro, água salgada (II). Esses dois líquidos são aquecidos até a ebulição e, a partir desse momento, mede-se a temperatura do vapor desprendido. Considerando essas informações, assinale a alternativa cujo gráfico melhor representa o comportamento da temperatura em função do tempo durante a ebulição. Gabarito 1 - C; 2 - C; 3 - B; 4 - D; 5 - C; 6 - B; 7 - D; 8 - A; 9 - E; 10 - C; 11 - D;

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