Propriedades Coligativas

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1 Propriedades Coligativas

2 Propriedades Coligativas São propriedades que se somam pela presença de um ou mais solutos e dependem única e exclusivamente do número de partículas (moléculas ou íons) que estão dispersas na solução, não dependendo da natureza do soluto.

3 Propriedades Coligativas Essas propriedades estão relacionadas com a pressão máxima de vapor das soluções. São elas: Tonoscopia; Ebulioscopia; Crioscopia; Osmose.

4 Pressão Máxima de Vapor Pressão que o vapor do líquido saturado exerce sobre o líquido.

5 Pressão Máxima de Vapor (Pv)

6 Pressão Máxima de Vapor (Pv) Resultado: Quanto mais volátil é o líquido maior sua pressão de vapor e menor seu ponto de ebulição!

7 Pressão Máxima de Vapor e a Temperatura de Ebulição Um líquido ferve (entra em ebulição) à temperatura na qual a pressão máxima de vapor se iguala à pressão exercida sobre sua superfície, ou seja, à pressão atmosférica.

8 Ponto de ebulição

9 Propriedades Coligativas Os efeitos coligativos não dependem da natureza do soluto, mas sim de sua quantidade!

10 SOLUTOS NAO VOLÁTEIS Solutos moleculares como a glicose e sacarose, apresentam em solução aquosa a mesma quantidade em mols de soluto que a concentração da solução; Solutos iônicos como NaCl ou CaCl 2 sofrem dissociação, resultando em uma quantidade maior de mols de íons em solução comparada com a concentração da solução.

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12 PROPRIEDADES COLIGATIVAS TONOSCOPIA É o abaixamento da pressão de vapor pela adição de um soluto não volátil.

13 Tonoscopia Tal fenômeno pode ser explicado pelas interações que ocorrem entre as partículas do soluto e as moléculas do solvente. Essas interações dificultam a passagem do solvente para o estado de vapor. O efeito coligativo depende somente da QUANTIDADE de soluto e não da sua natureza!

14 TONOSCOPIA Em uma solução aquosa de NaCl (b), a quantidade de moléculas de água que passa para o estado de vapor é menor que na água pura (a), a uma mesma temperatura.

15 Tonoscopia A pressão máxima de vapor da água a 30 ºC é igual a 31,82 mm Hg. Soluções aquosas de solutos não-voláteis apresentam pressões máximas de vapor menores que a da água.

16 Aspectos Quantitativos: Tonoscopia No século XIX vários cientistas verificaram que a adição de um soluto não-volátil a um dado solvente provocava diminuição da pressão máxima de vapor. Essa variação (ΔP) é denominada abaixamento absoluto da pressão máxima de vapor: ΔP = P 2 P

17 Aspectos Quantitativos: Tonoscopia Por volta de 1887, o químico francês François Marie Raoult estabeleceu uma relação entre o número de partículas do soluto não-volátil e o abaixamento da pressão máxima de vapor (ΔP). Essa relação, conhecida como lei de Raoult, diz que: O abaixamento absoluto da pressão máxima de vapor (ΔP) é igual ao produto da pressão máxima de vapor do solvente (P 2 ) e da fração molar do soluto (x 1 ).

18 Aspectos Quantitativos: Tonoscopia Matematicamente, temos: ΔP = x 1 P 2 ou ΔP = x 1 P 2 em que x 1 = n 1 n 1 + n 2 sendo essa relação denominada abaixamento relativo da pressão máxima de vapor.

19 Aspectos Quantitativos: Tonoscopia Outra maneira de calcular o efeito tonoscópico é relacionando-o à molalidade da solução: ΔP = K t. W P 2 Kt = constante tonoscópica em que, Kt = massa molecular do solvente W(molalidade) = n 1 = mol m 2 kg

20 Observações 1. A lei de Raoult é válida para soluções moleculares de soluto não-volátil de concentrações inferiores a 1 mol de soluto por litro de solução, ou seja, 1 molar. 2. Em soluções aquosas diluídas, a molalidade (W) pode ser considerada igual à molaridade (m) (concentração em mol/l). Assim, a lei de Raoult também pode ser expressa por: ΔP = K t. m P 2

21 Observações 3. Essas relações matemáticas são válidas para soluções moleculares em que o número de partículas presentes na solução (moléculas) é igual ao número de partículas dissolvidas (moléculas). Nas soluções iônicas, porém, devido ao fenômeno da dissociação ou ionização, o número de partículas presentes na solução (moléculas e íons) é maior do que o número de partículas dissolvidas, o que provoca um aumento no efeito coligativo.

22 Observações Por esse motivo, nas soluções iônicas devemos introduzir um fator de correção. Esse fator é representado pela letra i e foi proposto pela primeira vez por Van t Hoff, que deduziu uma expressão matemática que relaciona o grau de dissociação (α) e o número de íons produzidos por fórmula de soluto (q) para a determinação do i: i = 1 + α (q 1)

23 Observações Logo, para soluções iônicas, temos: ΔP = x 1. i P 2 ΔP = K t. m. i P 2

24 Ebulioscopia Ebulioscopia ou ebuliometria é o estudo da elevação da temperatura de ebulição do solvente em uma solução pela adição de um soluto não volátil. O aumento (variação) da temperatura de ebulição (ΔtE) pode ser justificado pela diminuição da pressão máxima de vapor, que se deve à presença das partículas do soluto.

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26 Ebulioscopia Para que ocorra a ebulição da solução, é necessário que ela seja aquecida até que sua pressão de vapor se iguale à pressão atmosférica. Cálculo:

27 CRIOSCOPIA É o abaixamento do ponto de congelamento de uma solução pela adição de um soluto não volátil.

28 Cálculos: crioscopia

29 osmose Processo onde ocorre a passagem do solvente, através de uma membrana semipermeável, de um meio menos concentrado para um meio mais concentrado

30 Análise microscópica da osmose

31 Pressão osmótica É a mínima pressão exercida para impedir a osmose.

32 Pressão osmótica

33 Osmose reversa

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