Propriedades Coligativas Análise Qualitativa

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1 Colégio Salesiano Sagrado Coração Aluna(o): Nº: Turma: 2º ano Recife, de de 2014 Disciplina: Química RECIFE Professor: Eber Barbosa ] 01 Definição Propriedades Coligativas Análise Qualitativa Efeitos coligativos são alterações nas propriedades físicas de um líquido, ou seja, de um solvente, após a adição de um soluto não volátil. Também podemos dizer que: Propriedades coligativas são propriedades que independem da natureza das substâncias adicionadas ao solvente, mas dependem do número de partículas dispersas nesse solvente. Dessa forma percebemos que, o primeiro passo, para entendermos as propriedades coligativas consiste em conhecer as propriedades físicas dos líquidos puros... pressão de vapor, ponto de ebulição, ponto de congelação e pressão osmótica. Todas essas propriedades físicas dos líquidos são inerentes ao líquido, ou seja, dependem da natureza do líquido e não da quantidade de cada líquido. 02 Pressão Máxima de Vapor do Líquido Antes de falarmos em pressão de vapor vamos debater o que é volatilidade de um líquido... Pergunta: Comparando álcool com água, qual dos dois vaporiza mais facilmente? Resposta: Logicamente, pelo que você percebe no seu dia a dia, o álcool vaporiza com maior facilidade. Pois bem, entendemos que o álcool é mais volátil que a água. Volatilidade corresponde à facilidade que um líquido apresenta de liberar vapores. Por isso dizemos que líquidos muito voláteis liberam grande quantidade de vapores. Dessa forma podemos afirmar que a pressão de vapor do líquido é a medida da pressão exercida pelos vapores produzidos pelo líquido. Pressão (ou tensão) máxima de vapor de um líquido é a pressão que seus vapores exercem quando se encontram em equilíbrio dinâmico com o líquido. H 2 O (g) Vaporização Condensação Mesma velocidade Água Propriedades Coligativas Parte I A pressão do vapor atinge seu valor máximo... Sendo chamada de Pressão máxima de vapor 251

2 Vamos analisar o seguinte caso: Observe que a água libera menos vapor. Menor quantidade de vapor corresponde a menor pressão de vapor. A água é menos volátil (ou mais fixa) que o álcool..... Água Álcool... Observe que o álcool libera muito mais vapor. Maior quantidade de vapor corresponde a maior pressão de vapor. O álcool é mais volátil que a água. Conclusões: Líquido mais volátil apresenta maior pressão de vapor. A pressão de vapor é uma expressão da volatilidade do líquido. Análise gráfica da pressão de vapor de líquidos puros diferentes. P Vapor P 1 P 2 Líquido 1 Líquido 2 Temperatura Conclusões: Nesse gráfico percebemos que o líquido 1 é mais volátil que o líquido 2 porque, à uma mesma temperatura, a pressão de vapor do líquido 1 (P 1 ) é maior que a pressão de vapor do líquido 2 (P 2 ). Apenas como exemplo, o líquido 1 poderia ser o álcool enquanto o líquido 2 á água. Apenas para reforçar o seu entendimento do que foi exposto observe essa segunda argumentação, envolvendo água e éter como exemplos. Uma das propriedades físicas com a qual mais comumente convivemos e muito fácil de perceber é a volatilidade de diferentes substâncias. É senso comum que o éter é mais volátil que a água. Vamos imaginar um experimento em que essas duas substâncias estejam no estado líquido, cada uma num frasco fechado a vácuo, provido de manômetro: Estado inicial da água Água após certo tempo, a 20 o C Água Água Estado inicial do éter Éter após certo tempo, 17,5 mm Hg a 20 o C 442 mm Hg Pressão máxima de vapor (P) a 20 o C Água (l) Água (v) 17,5 mm Hg Éter (l) Éter (v) 442 mm Hg À temperatura de 20 o C, as pressões indicadas pelos manômetros correspondem aquelas exercidas pelos vapores numa situação de equilíbrio entre as duas fases (líquido e vapor). Nessa situação a pressão é denominada pressão máxima de vapor (PV). Podemos concluir que no éter as forças de atração intermoleculares (dipo-dipolo) são mais fracas que na água (pontes de hidrogênio), uma vez que o éter é mais volátil que a água, o que é confirmado pela maior pressão de vapor do éter em relação a pressão de vapor da água. Éter Éter 252 Propriedades Coligativas Parte I

3 Mas o que é a vaporização? Em linguagem simplificada podemos descrever a vaporização como uma fuga das moléculas do líquido para a forma de vapor... ( ) (g) Fuga das moléculas = vaporização ( ) (g) Importante: Qualquer fator que aumente a dificuldade da passagem das moléculas do líquido para forma de vapor provoca diminuição da quantidade de vapor liberada. Com menos vapor liberado ocorrerá diminuição da pressão de vapor. Pois é justamente isso que ocorre ao adicionarmos soluto a um solvente... 2.A Efeito tonoscópico Efeito tonoscópico ou tonoscopia é a diminuição da pressão de vapor do líquido após adição de um soluto não volátil. Vaporização partículas do soluto Perceba que as partículas do soluto dificultam a fuga das moléculas, tornando mais difícil a passagem do líquido para o estado gasoso, ou seja... As partículas do soluto dificultam a vaporização e diminuem a pressão de vapor. Influência da concentração da solução Considerando que um maior número de partículas dispersas dificulta com maior intensidade a liberação de vapores do solvente, entendemos que... Soluções mais concentradas apresentam menor pressão de vapor. Análise gráfica da pressão de vapor de soluções de um mesmo solvente P Vapor P 0 P 1 P 2 t Solvente puro Solução 1 Solução 2 Temperatura Conclusões do gráfico: Constatamos que a solução 2 é mais concentrada que a solução 1 por que......conforme o gráfico percebe-se que, a solução 2 é menos volátil que a solução 1 uma vez que, à uma mesma temperatura, a pressão de vapor da solução 2 (P 2 ) está menor que a pressão de vapor da solução 1 (P 1 ). O gráfico também mostra que as soluções apresentam menor pressão de vapor em relação ao líquido puro Isso é o efeito tonoscópico. Atenção: Ao analisar um gráfico de pressão de vapor X temperatura, procure observar bem se o gráfico se refere à líquidos puros diferentes ou se o gráfico se refere a soluções de um mesmo solvente com diferentes concentrações. Propriedades Coligativas Parte I 253

4 2.B Umidade Relativa do Ar No ar atmosférico sempre há certa quantidade dissolvida de vapor de água é o que se chama de umidade do ar. Se a umidade aumenta e chega ao ponto de saturação (ponto de orvalho), começam a se formar a neblina (no ar), as nuvens (na alta atmosfera) e o orvalho (sobre as plantas, por exemplo). Você já deve ter reparado que nos boletins meteorológicos se divulga a umidade relativa do ar. Esse valor é definido como o quociente entre a pressão parcial do vapor de água presente no ar e a pressão máxima do vapor de água, na mesma temperatura. Esse quociente pode ser expresso em porcentagem, de forma que A umidade relativa do ar indica o percentual de vapores de água existentes no ar em relação à quantidade máxima de água que seria possível no ar de determinada região geográfica. Dessa maneira entendemos que quando a umidade relativa do ar é de 20% é porque existe no ar apenas 20% dos vapores de água necessários para saturar o ar daquela região. Cotidianamente falando temos que... umidades relativas entre 50% e 70% são consideradas confortáveis pela maioria das pessoas. umidades relativas inferiores a 50% são consideradas perigosas uma vez que nossa pele começa a perder água para o ar, provocando ressecamento da pele, rachadura dos lábios e, até, mesmo fissura das mucosas e consequentes sangramentos. umidades relativas superiores a 70% são consideradas desconfortáveis pela maioria das pessoas. A sensação de calor torna-se maior, motivo pelo qual sentimos um incômodo excesso de calor após certas pancadas rápidas de chuva seguidas de momentos com céu aberto sol intenso (é a elevada umidade relativa do ar logo após a rápida pancada de chuva). A elevada umidade relativa do ar também provoca dificuldade de respiração, torna nossa pele mais molhada, aumenta o tempo necessário para secar roupas no varal assim como retarda a secagem de poças d água. A neblina e o orvalho são a combinação de baixas temperaturas com elevadas umidades relativas do ar. 2.C Fatores que influenciam a pressão máxima de vapor do líquido puro Temperatura: para quaisquer líquidos, quanto maior a temperatura, maior a agitação térmica, maior a capacidade de evaporação e maior a pressão de vapor. Natureza do líquido: substâncias que apresentam maiores forças intermoleculares, possuem menor a capacidade de evaporação e, consequentemente, menor pressão de vapor. Na realidade a pressão de vapor reflete a intensidade das forças intermoleculares. Quantidade do líquido: a pressão máxima de vapor não depende da quantidade de líquido utilizado nem depende da quantidade de vapor produzido. Para uma dada temperatura constante, a pressão máxima de vapor é constante. Comentários Adicionais 254 Propriedades Coligativas Parte I

5 03 Análise da Natureza das Partículas Dispersas na Solução Como bem sabemos os efeitos coligativos não dependem da natureza dos solutos (desde que as concentrações das partículas dispersas no solvente sejam as mesmas), porém é fundamental lembrar que a natureza do soluto pode interferir nas concentrações das partículas dispersas no solvente. 3.A Principais Elementos Químicos Comporta-se como ametal Metais Perdem elétrons Baixa eletronegatividade 3.B Solutos Iônicos 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A H Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl K Ca Br I Ba Ametais ou semi-metais Ganham elétrons Muito eletronegativos São aqueles solutos cujas estruturas são constituídas por íons, ou seja, cátions que podem ser metálicos (Na +, K +, Ca +2, Ba +2, Al +3 entre outros) ou cátions ametálicos (como o amônio, NH + 4 ) combinados com ânions ametálicos (Cl, Br, NO 3 entre outros) ou ânions metálicos (Permanganato MnO 4, cromato CrO 2 4, dicromato Cr 2 O 2 7 entre outros). É fundamental ressaltar que a maioria dos compostos iônicos realmente é constituída por combinações de metais com ametais. Cátions Os íons mais comuns são: Atenção: Para esses quatro elementos, na ausência dos sufixos ico ou oso, devemos adotar a carga H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Ag, NH Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd + 3 A Cobre Cu +1 = Cuproso Cu +2 = Cúprico Ferro Fe +2 = ferroso Fe +3 = férrico Níquel Ni +2 = Niqueloso Ni +3 = Niquélico Chumbo Pb +2 = Plumboso Pb +4 = Plúmbico ico = maior carga oso = menor carga Ânions F 1 C 1 Br 1 I 1 Fluoreto Cloreto Brometo Iodeto CN 1 S 2 O OH Cianeto Sulfeto Óxido Hidróxido 1 C O 3 1 NO 3 2 CO 3 2 SO 4 3 PO 4 Clorito = Nitrito = Sulfito = Hipoclorito = Bisulfato = Bicarbonato = Perclorato = Bromato = Iodato = Clorato Nitrato Carbonato Sulfato Fosfato Derivações desses ânions oxigenados são indicados pelos seguintes sufixos e prefixos: ITO = ATO menos 1 oxigênio HIPO = Retirar outro oxigênio PER = Acrescentar + 1 oxigênio Bi = significa que o ânion... XO Y 2 terá estrutura...hxo Y 1 Importante: Em todos os compostos químicos a soma das cargas de todas as espécies químicas envolvidas é igual a zero. Principais propriedades dos compostos iônicos Os compostos iônicos constituídos por combinações de metais e não metais são sólidos cristalinos, duros e quebradiços de altos pontos de fusão e ebulição. Os compostos iônicos também são isolantes elétricos na forma pura e condutores elétricos quando fundidos (liquefeitos) ou quando em solução aquosa (dissolvidos em água), formando as chamadas soluções eletrolíticas. A condutibilidade elétrica dos compostos iônicos deve-se a um fenômeno denominado dissociação iônica. Propriedades Coligativas Parte I 255

6 Exemplo: Escreva a dissociação iônica dos seguintes compostos: a) Cloreto de sódio: NaCl (s) H 2 O (l) NaCl (aq) H 2 O (l) Na + (aq) + Cl (aq) 1 mol 1 mol 1 mol 2 mols de partículas dispersas no solvente. NaCl (s) H 2 O (l) H 2 O (l) NaCl (aq) Na + (aq) Cl H 2 O (l) (aq) A solução aquosa de cloreto de sódio 100% dissociado não possui NaCl (aq). Possui apenas os íons Na + (aq) e Cl (aq). H 2 O (l) H 2 O (l) b) Cloreto de cálcio: CaCl 2(s) CaCl 2 (aq) Ca +2 (aq) + 2 Cl (aq) 1 mol 1 mol 2 mol 3 mols de partículas dispersas no solvente. H 2 O (l) H c) Cloreto de alumínio AlCl 3(s) AlCl 2 O (l) 3(aq) Ca +2 (aq) + 3 Cl (aq) 1 mol 1 mol 3 mol 4 mols de partículas dispersas no solvente. d) Sulfato de alumínio: Al 2 (SO 4 ) 3(s) H 2 O (l) Al 2 (SO 4 ) 3(aq) H 2 O (l) 2 Al +2 (aq) SO 4 (aq) 1 mol 2 mol 3 mol 3.C Solutos Moleculares 5 mols de partículas dispersas no solvente. Os mais comuns compostos moleculares são formados por ametais combinados com ametais por meio de ligações covalentes, ou seja, combinações entre átomos com baixa diferença de eletronegatividade. Exemplos: sacarose (C 12 H 22 O 11 ), glicose (C 6 H 12 O 6 ), etanol (CH 3 CH 2 OH), éter metílico (CH 3 O CH 3 ), água (H 2 O)... Os compostos moleculares podem se apresentar como gases, líquidos ou sólidos de baixo ponto de fusão e ebulição. Além disso, os compostos tipicamente moleculares não são condutores de corrente elétrica mesmo que sejam fundidos ou quando em solução aquosa. Exemplo: Dissolução da sacarose sólida em água: C 6 H 12 O 6(s) H 2 O C 6 H 12 O 6(aq) Observação: Alguns compostos moleculares, como por exemplo, os ácidos do tipo HX (ácidos de Arrhënius), formam soluções eletrolíticas, ou seja, são condutores de corrente elétrica, porque em solução aquosa esses compostos produzem íons (sofrem ionização). Mesmo assim são menos condutores que os iônicos. Exemplos: HC ( ) H 2 O H + (aq) + C (aq) Ácido clorídrico CH 3 C Ácido acético Significa = produção de íons que não existiam. O H 2 O CH 3 C OH (aq) + H + (aq) 256 Propriedades Coligativas Parte I O O (aq)

7 04 A Influência do número de partículas Para estudar esse item vamos tomar como critério a influência do número de partículas sobre a pressão de vapor. Porém é fundamental entender que as conclusões serão aplicadas a todos os efeitos coligativos... Análise 1 : Em qual dos dois casos abaixo haverá maior efeito tonoscópico? 1 Kg de água 1 mol de sacarose C 12 H 22 O 11 C 12 H 22 O 11(s) H 2 O C 12 H 22 O 11(aq) 1 mol 1 mol de de soluto partículas dispersas 1 Kg de água 1 mol de sal de cozinha NaC NaC (s) H Na + (aq) + C 2 O (aq) 1 mol 2 mol de de soluto partículas dispersas Comentários: Perceba que, partindo-se da mesma quantidade de mols, de uma substância iônica e outra molecular, a iônica produz uma maior quantidade de partículas dispersas em solução, proporcionando maior diminuição da pressão de vapor. Conclusão 1 : Entre duas soluções, sendo uma iônica e outra molecular, ambas de mesma concentração em mol de partículas/kg de solvente, a solução iônica sempre apresentará maiores efeitos coligativo. Análise 2 : Em qual dos dois casos abaixo haverá mais intensa elevação no ponto de ebulição? 1 Kg de água 1 Kg de água 1 mol cloreto de cálcio A C 3 H A C 2 O 3(s) A +3 (aq) + 3 C (aq) 1 mol 4 mol de partículas dispersas 1 mol de sal de cozinha NaC H NaC 2 O (s) Na + (aq) + C (aq) 1 mol 2 mol de partículas dispersas Comentários: Observe que a solução aquosa de A C 3 apresenta o dobro da quantidade de partículas dispersas que a solução de NaC. Resposta: Dessa forma entendemos que a diminuição da pressão de vapor da solução de A C 3 é duas vezes maior que da solução de NaC. Conclusão 2 : Comparando-se duas soluções iônicas, ambas de mesma concentração em mol de partículas dispersas/kg de solvente, a solução onde há maior produção de íons, apresentará maior efeito cologativo. Maior liberação de íons = maior efeito coligativo. Análise 3 : Considere duas soluções contendo, cada uma, 1 Kg de água, porém solutos diferentes. Sabendo-se que foram dissolvidos 34,2g de sacarose e na outra solução 18g de glicose, determine qual a solução com menor pressão de vapor? (Dados: C 12 H 22 O 11 = 342 g/mol e C 6 H 12 O 6 = 180 g/mol) Propriedades Coligativas Parte I 257

8 Testes de Vestibulares 01 (ITA-SP) Qual das opções abaixo contém a sequência correta de ordenação da pressão de vapor saturante das seguintes substâncias: CO 2, Br 2 e Hg, na temperatura de 25 C? a) p CO2 > p Br2 > p Hg b) p CO2 p Br2 > p Hg c) p CO2 p Br2 p Hg d) p Br2 > p CO2 > p Hg e) p Br2 > p CO2 p Hg 02 (PUC MG) Tendo em vista o momento em que um líquido se encontra em equilíbrio com seu vapor, leia atentamente as afirmativas abaixo: I. A evaporação e a condensação ocorrem com a mesma velocidade. II. Não há transferência de moléculas entre o líquido e o vapor. III. A pressão de vapor do sistema se mantém constante. IV. A concentração do vapor depende do tempo. Das afirmativas acima, identifique as incorretas. a) I e III b) II e IV c) II e III d) I e II e) III e IV 03 (FEI SP) Em um cilindro de aço de capacidade máxima de 4 litros, previamente evacuado, munido de um êmbolo móvel, coloca-se 1 litro de água pura. Uma vez atingido o equilíbrio, a uma dada temperatura, a pressão de vapor de água é registrada no manômetro instalado no cilindro. Relativamente às proposições: 1) a pressão de vapor da água pura não depende da quantidade de vapor entre a superfície líquida e as paredes do êmbolo móvel; 2) a pressão de vapor da água pura não depende da quantidade de líquido presente no cilindro; 3) o aumento da temperatura acarreta um aumento na pressão de vapor da água pura; 4) ao substituirmos a água por igual quantidade de éter puro, no cilindro, mantendo a mesma temperatura, a pressão de vapor do éter puro registrada no manômetro resulta a mesma da água pura. Das proposições acima, identifique quais são verdadeiras. a) apenas a 3 b) apenas 3 e 4 c) apenas 1, 2 e 4 d) apenas 1, 3 e 4 e) apenas 1, 2 e 3 04 (UCDB-MT) As propriedades coligativas das soluções dependem: a) da pressão máxima de vapor do líquido. d) do número de partículas dispersas na solução. b) da natureza das partículas dispersas na solução. e) da temperatura de ebulição do líquido. c) da natureza do solvente, somente. 05 (UFRS) Considere o gráfico a seguir, que representa as variações das pressões máximas de vapor da água pura (A.P.) e duas amostras líquidas A e B, em função da temperatura. Pode-se concluir que, em temperaturas iguais: a) a amostra A constitui-se de um líquido menos volátil que a água pura. b) a amostra B pode ser constituída de uma solução aquosa de cloreto de sódio. c) a amostra B constitui-se de um líquido que evapora mais rapidamente que a água pura. d) a amostra A pode ser constituída de solução aquosa de sacarose. e) as amostras A e B constituem-se de soluções aquosas preparadas com solutos diferentes. 258 Propriedades Coligativas Parte I

9 06 (Vunesp-SP) A uma dada temperatura, possui a menor pressão de vapor a solução aquosa: a) 0,1 mol/l de sacarose. b) 0,2 mol/l de sacarose. c) 0,1 mol/l de ácido clorídrico. d) 0,2 mol/l de ácido clorídrico. e) 0,1 mol/l de hidróxido de sódio. 07 (UPE SSA 2º ano/2012) O etilenoglicol (C 2 H 6 O 2 ) é uma substância estável, não volátil e tóxica, utilizada durante muito tempo, como aditivo comercial para radiadores de veículos automotivos. Ele reduz a pressão de vapor da água, aumentando o seu ponto de ebulição. Por ser menos tóxico, o propilenoglicol tem substituído o etilenoglicol (C 3 H 8 O 2 ) para esse fim. A redução na pressão de vapor do solvente é diretamente proporcional à fração molar do soluto. Dados de massas atômicas: H = 1 u; C = 12 u; O = 16 u Uma solução preparada com (I) de etilenoglicol em água tem a mesma redução na pressão de vapor apresentada por uma outra solução preparada com (II) de propolenoglicol na mesma massa de água da solução anterior. Assinale a alternativa cujos quantitativos preenchem CORRETAMENTE as lacunas acima. a) I 12,4 g; II 15,2 g c) I 15,0 g; II 7,6 g e) I 6,20 g; II 15,2 g b) I 12,4 g; II 12,4 g d) I 30,4 g; II 24,8 g Resoluções de Testes Comentários Adicionais Propriedades Coligativas Parte I 259

10 04 Ponto de Ebulição 4.A Revisão do fenômeno da vaporização Já vimos que a vaporização pode ser entendida como uma passagem lenta das moléculas do líquido para a forma de vapor... (g) (g) Fuga das moléculas = vaporização Importante: A pressão atmosférica é um dos principais fatores que impede a fuga das moléculas do líquido para forma de vapor... Pressão atmosférica ( ) ( ) A ebulição também pode ser entendida como a passagem das moléculas do líquido para forma gasosa, todavia a ebulição é um fenômeno muito mais rápido que a vaporização. Isto porque enquanto a vaporização ocorre com as moléculas da superfície do líquido, a ebulição ocorre com toda a massa líquida. Podemos então concluir que a ebulição também é dificultada pela pressão externa ao líquido... Conseqüência: Em regiões muito acima do nível do mar, a pressão atmosférica é cada vez menor. Dessa forma, os líquidos são mais voláteis pois encontram menos dificuldade de passar para forma de vapor... Baixa pressão < 1 atm Local muito alto Fácil fuga das moléculas. Fácil vaporização (maior volatilidade) Fácil ebulição, ou seja, em temperaturas menores o líquido já entra em ebulição. Alta pressão = 1 atm Difícil fuga das moléculas. Difícil vaporização. Difícil ebulição, ou seja, São necessárias maiores temperaturas para o líquido entrar em ebulição, o que significa dizer que a temperatura de ebulição e maior. Nível do mar 4.B Ebulição do Líquido A vaporização de um líquido ocorre em qualquer temperatura e se acentua com a elevação térmica, porém a ebulição ocorre em uma temperatura fixa (desde que a pressão também esteja constante). O líquido só entrará em ebulição quando as bolhas formadas no seu interior romperem a barreira da superfície líquida, o que acontece quando a pressão de vapor for, no mínimo, igual à pressão existente sobre a superfície líquida (pressão ambiente). A temperatura em que ocorre esse fenômeno é chamada de temperatura de ebulição. Um líquido entra em ebulição quando sua pressão máxima de vapor é igual à pressão ambiente. 260 Propriedades Coligativas Parte I

11 Temperatura de ebulição do líquido puro Você já deve ter percebido que ao aquecermos um líquido em uma panela. Inicialmente formam-se bolhas nas paredes internas da panela (vapores já produzidos dentro do líquido). Porém as bolhas passam certo tempo presas dentro do líquido... atmosférica.... isso ocorre porque as bolhas só começam a subir quando a pressão dos vapores se tornar igual a pressão Pressão atmosférica Pressão do vapor Bolha Conclusões: Quando P vapor = P atmosférica... as bolhas escapam e o líquido entra em ebulição. Temperatura de ebulição é a temperatura em que a pressão atmosférica e a pressão de vapor serão iguais. A influência da volatilidade Quanto mais volátil for um líquido, mais fácil será a vaporização. Assim, líquidos muito voláteis, como o éter, evaporam rapidamente e sua ebulição ocorre em temperaturas relativamente baixas. Líquido mais volátil apresenta menor ponto de ebulição. Pressão de vapor atm 1 atm Líquido mais volátil Temperatura de ebulição do éter ao nível do mar 36 o C 100 o C Líquido menos volátil Temperatura o C Temperatura de ebulição da água ao nível do mar Consequência no cotidiano: Quanto maior o ponto de ebulição de um líquido, mais é possível aquecê-lo antes que ele assuma a forma gasosa. Se o líquido consegue atingir maiores temperatura, torna-se mais fácil, por exemplo, cozinhar alimentos nesse liquido em menos tempo, pois sabemos que as reações químicas são mais rápidas em temperaturas elevadas. 4.C Efeito Ebulioscópico A adição de um soluto não volátil aumenta o ponto de ebulição do líquido. Isso ocorre porque as partículas do soluto dificultam a saída das moléculas do líquido para forma gasosa. Sendo assim entendemos que quanto maior a quantidade de partículas dispersas no líquido, maior será o ponto de ebulição, ou seja... Soluções mais concentradas apresentam maior ponto de ebulição. Propriedades Coligativas Parte I 261

12 Análise Gráfica do efeito ebulioscópico Temperatura de ebulição do líquido puro Temperatura de ebulição da solução Comentário sobre o gráfico: Para uma mesma temperatura a solução apresenta menor pressão de vapor do que o solvente puro. Para uma mesma pressão a solução apresenta maior temperatura de ebulição. Em resumo, o gráfico fala que a solução apresenta maior ponto de ebulição e, conseqüentemente, menor pressão de vapor. O gráfico se refere aos efeitos ebulioscópico e tonoscópico. 05 Temperatura de Congelação Também chamada de temperatura de fusão ou temperatura de solidificação, corresponde à temperatura em que o líquido passa para o estado sólido. Sabemos que quanto mais baixa é a temperatura de um líquido, mais próximas estarão as suas moléculas. Para um líquido congelar (passar para o estado sólido) é necessário que suas moléculas se aproximem até atingirem a estrutura compacta de um sólido. Todavia em alguns casos essa aproximação das moléculas é muito difícil. Nesses casos o líquido só assume a forma sólida em temperaturas muito baixas, ou seja, a temperatura de congelação é menor. Baixa temperatura de congelação = difícil congelar o líquido. Observação: Não esqueça que a temperatura de congelação é a mesma temperatura em que ocorre a fusão. Por isso é comum aos textos de química utilizar a expressão temperatura de fusão do líquido. 5.A Efeito Crioscópico ou Crioscopia A adição de um soluto não volátil diminui o ponto de congelação do líquido. Isso ocorre porque as partículas do soluto dificultam a aproximação das moléculas do líquido para forma gasosa. Dessa maneira entendemos que quanto maior a quantidade de partículas dispersas no líquido, mais difícil será congelar o líquido e, conseqüentemente, menor será o ponto de congelação, ou seja... Soluções mais concentradas apresentam menor ponto de congelação. Análise Gráfica do efeito crioscópico T congelação T congelação do líquido puro Comentário: Segundo o gráfico, à medida que aumenta a quantidade de partículas dispersas no líquido, diminui sua temperatura de congelação. Mol do soluto/kg do solvente 262 Propriedades Coligativas Parte I

13 06 Pressão Osmótica 6.A Osmose Osmose é a passagem espontânea de solvente através de uma membrana semi-permeável, de uma solução pouco concentrada para outra mais concentrada, ambas as soluções a uma mesma temperatura. Comentário sobre osmose... NaCl Solução menos concentrada ou solvente puro H 2 O NaCl H 2 O NaCl NaCl NaCl Solução mais concentrada Ocorre um fluxo espontâneo de solvente da solução menos concentrada para a solução mais concentrada (osmose). Após algum tempo as soluções passam a apresentar as mesmas concentrações. Nesse momento não há H mais osmose, ou pode-se 2O dizer que as duas soluções apresentam a mesma pressão osmótica (as soluções são isotônicas H entre si). 2O H 2O O volume tornou-se menor devido à perda de solvente para a solução mais concentrada. O volume tornou-se maior em função da absorção do solvente da solução menos concentrada. 6.B Pressão Osmótica É a medida da intensidade com que uma solução absorve o solvente de outra solução menos concentrada. Na verdade, quanto maior é a diferença de concentração entre as duas soluções, maior será a pressão osmótica. Soluções mais concentradas apresentam maior pressão osmótica. Comentário: Se uma pessoa tomar banho nas águas do mar morto sua pele irá ressecar com mais intensidade do que em um banho nas águas do atlântico. Isso porque as águas do mar morto são extremamente concentradas e, por isso, apresentam uma violenta pressão osmótica. Como Impedir a Pressão Osmótica? Basta exercer uma pressão sobre a superfície da solução capaz de impedir a elevação do seu volume provocado pela absorção do solvente da solução menos concentrada. Essa mínima pressão exercida sobre a superfície da solução será igual à própria pressão osmótica da solução. Pressão osmótica é a menor pressão que devemos exercer sobre a superfície da solução para impedir sua diluição pela passagem do solvente puro através de uma membrana semipermeável. Pressão externa (P) = Menor pressão para impedir a osmose = Pressão osmótica Pressão osmótica (π) H 2 O Pressão osmótica (π) Propriedades Coligativas Parte I 263

14 Atenção: Se a pressão externa exercida sobre a superfície da solução superar a pressão osmótica, o solvente voltará para solução menos concentrada, ou seja, ocorrerá o inverso da osmose. Isso é chamado de... Osmose Reversa A osmose reversa é empregada, em países com escassez de água potável, para obter água com baixo teor de sais a partir de águas muito salgadas. Classificação das Soluções Quanto a Pressão Osmótica Considerando duas soluções, à mesma temperatura, com pressões osmóticas A e B... A solução A é hipertônica em relação à B, quando A > B ; A solução A é isotônica em relação à B, quando A = B ; A solução A é hipotônica em relação à B, quando A < B. Duas soluções isotônicas são também denominadas soluções isosmóticas ou soluções de igual tonicidade. Como Determinar a Pressão Osmótica? É semelhante ao cálculo da pressão gasosa sobre a superfície da solução: P. V = n. R. T... P = n/v. R. T π = M. R. T = M. R. T Para soluções moleculares = Pressão osmótica M = Concentração molar Concentração molar: mol/l R = Constante dos gases 0,082 atm. L / mol. K, quando pressão em atm. 62,3 mmhg. L / mol. K, quando pressão em mmhg T = Temperatura em Kelvin... T K = T C IMPORTANTE PERCEBER: Duas soluções podem não ser isotônicas, ou seja, podem não apresentar a mesma pressão osmótica mesmo que sejam iguais suas concentrações de partículas dispersas em mol/l. Se as temperaturas das soluções forem diferentes, as pressões osmóticas podem ser diferentes mesmo que suas concentrações sejam iguais. Exemplo 1 : Determine a pressão osmótica, a 27 o C, de uma solução formada por 18 g de glicose dissolvida em 500 ml de água. (Dado: C 6 H 12 O 6 = 180 g/mol; R = 0,082 atm.l/mol.k) 500 ml de H 2 O 18g de C 6 H 12 O 6 M = M = 0,4 mol/l mols do soluto Litros da solução 0,1 mol Exemplo 2 : (UFPI) Osmose reversa tem sido utilizada para obter água doce a partir da água salgada, nos últimos períodos de seca no Nordeste. Assumindo uma concentração de 0,6 mol/l em NaCl para água do mar, indique a pressão mínima a ser aplicada para que ocorra este processo a 27 o C. (Dado: R = 0,082 atm.l/mol.k) 0,25 L a) 1,3 atm. b) 2,7 atm. c) 14,8 atm. d) 29,5 atm. e) 59,0 atm = π = M. R. T π = 0,4. 0, π = 9,84 atm H NaC 2 O (s) Na + (aq) + C (aq) 0,6 mol/l 0,6 mol/l 0,6 mol/l 1,2 mol de partículas dispersas π = M. R. T π = 1,2. 0, π = 29,5 atm 264 Propriedades Coligativas Parte I

15 07 Efeitos Coligativos (Resumo) A adição de um soluto não volátil a um solvente altera as propriedades do dispersante. Nessas condições, observamos quatro fenômenos... + = Sal, ácido, Base, açúcar... Soluto não volátil Água + Solvente puro = Mistura homogênea Solução Inicialmente nula uma vez que o solvente está puro. P vapor T Ebulição T Congelação P Osmótica P vapor diminui... Efeito tonoscópico T Ebulição aumenta... Efeito ebulioscópico T Congelação diminui... Efeito crioscópico P Osmótica aumenta... Efeito osmótico A dissolução de um soluto não volátil dificulta a evaporação, aumentando a temperatura de ebulição. É o efeito ebulioscópico. A dissolução de um soluto não volátil dificulta a solidificação do líquido, diminuindo a temperatura de congelação. É o efeito crioscópico. A dissolução de um soluto não volátil dificulta a evaporação, reduzindo a liberação de vapores e, conseqüentemente, diminuindo a pressão máxima de vapor desse líquido. É o efeito tonoscópico. A dissolução de um soluto não volátil origina uma pressão osmótica. Esse fenômeno é estudado pela osmometria. Não esqueça: Os efeitos coligativos não dependem da natureza do soluto, ou seja, não importa qual é o soluto. O que importa é a quantidade de partículas de soluto dispersas no solvente. Em síntese... Soluções com maiores concentrações de partículas dispersas... Apresentam menor pressão de vapor Apresentam maior ponto de ebulição Apresentam menor ponto de congelação Apresentam maior pressão osmótica Resoluções de Testes Comentários Adicionais Propriedades Coligativas Parte I 265

16 Testes de Vestibulares 01 (UFPE 2 a fase/2006) As propriedades de um solvente podem ser alteradas pela adição de solutos. Assim, tem-se alterações dos pontos de fusão e de ebulição, entre outras. O efeito depende da concentração do soluto. Considerando o texto acima, podemos afirmar que: I II 0 0 aplica-se para as chamadas propriedades coligativas. 1 1 adição de um mol de NaCl a um litro de água deverá produzir o mesmo efeito sobre o ponto de ebulição que a adição de um mol de Na 2 SO a pressão de vapor da água é tanto maior quanto maior for a concentração de NaCl nela dissolvido. 3 3 o ponto de fusão da água do mar é mais baixo que o da água destilada. 4 4 além dos pontos de fusão e de ebulição, podemos citar, entre os efeitos coligativos, a pressão osmótica. 02 (UFMG Universidade Federal de Minas Gerais) Duas panelas de pressão iguais, uma aberta e outra fechada, foram comparadas quanto às condições de cozimento de uma mesma quantidade de certo alimento. Ambas estavam ao nível do mar e à mesma temperatura. Foram submetidas à mesma fonte de aquecimento e continham a mesma quantidade de água. Observou-se, então, que: a água, na panela aberta, entrou em ebulição em menos tempo que na panela fechada; o cozimento do alimento foi mais rápido na panela fechada que na panela aberta. Considerando-se essas observações, identifique a alternativa incorreta. a) a panela fechada requer mais tempo para atingir a pressão atmosférica em seu interior. b) a pressão de vapor da água em ebulição na panela fechada é maior que a pressão atmosférica. c) a temperatura de ebulição da água na panela é maior que 100 C. d) o cozimento na panela fechada se passa em temperatura mais elevada que na panela aberta. 03 (UFPE 1 a fase/96) Foi observado que o cozimento de meio quilo de batatas em 1 litro de água é mais rápido se adicionarmos 200 g de sal à água de cozimento. Considere as possíveis explicações para o fato: 1 A adição de sal provoca um aumento da temperatura de ebulição da água. 2 A adição de sal provoca um aumento da pressão de vapor da água. 3 O sal adicionado não altera a temperatura de ebulição da água, mas reage com o amido das batatas. Está(ão) correta(s) a(s) explicação(ões): a) 1 apenas b) 2 apenas c) 3 apenas d) 1 e 2 apenas e) 1, 2 e 3 04 (UFPE 1 a fase/2000) Uma panela X, com água e outra panela Y, com água salgada, são levadas ao fogo e, após algum tempo, seus conteúdos encontram-se em ebulição. O gráfico que melhor descreve a variação de temperatura (eixo das ordenadas) dos líquidos em relação ao tempo (eixo das abcissas) durante a ebulição é: a) b) c) d) e) Y X Y X X Y Y X X Y 05 (COVEST 1 a fase/94) Em qual das cidades indicadas abaixo, é mais demorado o cozimento de uma feijoada em panela de barro? a) Rio de Janeiro b) São Paulo c) Recife d) La Paz e) Brasília 266 Propriedades Coligativas Parte I

17 06 (UFPE 1 a fase/2002) 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) que 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. 07 (UPE Quí. II/2004) I II 0 0 As soluções aquosas diluídas de nitrato de prata e nitrato de alumínio, ambas de mesma concentração em mol/l, se congelam à mesma temperatura. 1 1 A água do mar tem uma pressão de vapor menor que a da água pura, à mesma temperatura. 2 2 Os líquidos, quando submetidos à mesma temperatura e pressão, apresentam sempre a mesma pressão de vapor. 3 3 O tempo necessário para cozinhar um ovo no topo de uma montanha, onde a pressão atmosférica é 0,5 atm, é bem menor que ao nível do mar. 4 4 O objetivo de salgar a carne é evitar a proliferação de microorganismos (pela saída da água intracelular por osmose), que desencadeia a deterioração do alimento. 08 (COVEST 2 a fase/2002) Considere as seguintes soluções aquosas: I sacarose 0,05 M II NaC 0,03 M III Cu(NO 3 ) 2 0,03 M Com relação aos pontos de ebulição destas soluções, podemos afirmar que: I II 0 0 A solução I apresenta ponto de ebulição menor que o da solução II. 1 1 A solução II apresenta ponto de ebulição maior que o da solução III. 2 2 A solução I apresenta ponto de ebulição menor que o da solução III. 3 3 A solução II apresenta ponto de ebulição igual ao da solução III. 4 4 As três soluções apresentam o mesmo ponto de ebulição. 09 (UFPE 1 a fase/2008) A água do mar é rica em cloreto de sódio, dentre outros sais. Sabe-se que a presença de solutos num solvente altera algumas propriedades deste último. Exemplo disso são as propriedades coligativas. Considere a elevação do ponto de ebulição da água, causada pelos seguintes sais, todos bastante solúveis em água (MM é a massa molar): NaCl (MM= 58,5 g. mol 1 ), KCl (MM 74,5 g. mol 1 ) e Na 2 SO 4 (MM = 142 g. mol 1 ). Com base nesses dados, assinale a alternativa correta. a) O aumento no ponto de ebulição da água deverá ser o mesmo para soluções 1 mol. L 1 de qualquer um desses sais. b) Uma solução 2 mol. L 1 de NaCl deverá apresentar um aumento no ponto de ebulição equivalente ao de uma solução 1 mol. L 1 de Na 2 SO 4. c) A dissolução de 117 g de NaCl, em 10 litros de água, deve provocar um aumento no ponto de ebulição equivalente ao obtido pela dissolução de 149 g de KCl, em 10 litros de água. d) Considerando-se uma solução 1 M desses sais, O Na 2 SO 4 é o que causa menor elevação no ponto de ebulição da água, uma vez que é um sal assimétrico. e) Uma solução aquosa contendo 5,85 g. L 1 de NaCl tem o mesmo ponto de ebulição de uma solução aquosa 14,2 g. L 1 de Na 2 SO 4. Propriedades Coligativas Parte I 267

18 10 (UFPE Garanhuns e Serra Talhada/2008.2: Prova de Biologia) Se duas células, que apresentam diferentes concentrações, são separadas esquematicamente por uma membrana semipermeável, como ilustrado no modelo, espera-se que: a) ocorra passagem de água da célula de menor concentração para a de maior concentração. b) ocorra passagem de soluto da célula de maior concentração para a de menor concentração. c) ocorra equilíbrio, não havendo passagem de água entre as células. d) haja ruptura da célula de menor concentração após algumas horas. e) tanto a célula de maior concentração quanto a de menor concentração sofram ruptura após algumas horas. 11 (UPE Quí. I/2004) O etileno-glicol é usado como aditivo de água dos radiadores de automóveis com o objetivo de dificultar a ebulição da água e, conseqüentemente, proteger os motores dos automóveis, especialmente nos dias quentes de verão muito comuns em nossa região. Em relação ao etileno-glicol, é correto afirmar que é uma substância... a) gasosa a 25ºC e 1 atm com massa molecular elevada. b) pouco volátil, que é usada nos fluidos para radiadores, a fim de diminuir a temperatura de ebulição da água. c) volátil usada nos fluidos para radiadores, com a finalidade de aumentar a temperatura de congelação da água. d) que deixa mais viscoso e, portanto, mais volátil o fluido para radiadores. e) que, adicionada à água, provoca uma elevação na temperatura de ebulição da solução de resfriamento, em relação à temperatura de ebulição da água pura. 12 (COVEST 1 a fase/2001) O gráfico abaixo representa a pressão de vapor (eixo das ordenadas), em atm, em função da temperatura (eixo das abcissas), em C, de três amostras, I, II e III. Se uma destas amostras for de água pura e as outras duas de água salgada, podemos afirmar que: a) A amostra I é a amostra de água salgada. b) A amostra I é a mais volátil. c) A amostra II é mais concentrada que a amostra III. d) A amostra I é a menos volátil. e) Na temperatura T III e 1 atm a amostra II ainda não entrou em ebulição. 13 (COVEST 1 a fase/90) Com a intenção de calibrar um termômetro a uma altitude de 1000 metros, usando como referencial a temperatura de ebulição da água, podemos afirmar com certeza que: a) a temperatura de ebulição da água registrada pelo termômetro será ligeiramente inferior a 100 o C. b) a temperatura de ebulição da água registrada pelo termômetro será de 100 o C. c) a temperatura de ebulição da água registrada pelo termômetro será de ligeiramente superior a 100 o C. d) a temperatura de ebulição da água registrada pelo termômetro será muito superior a 100 o C. e) a temperatura de ebulição da água registrada pelo termômetro será muito inferior a 100 o C. 268 Propriedades Coligativas Parte I

19 14 (UFPE 2 a fase/2005) Os processos descritos abaixo podem ser explicados por fenômenos que ocorrem em solução, devido à presença de um soluto. 1) Uma salada de alface, temperada com sal e vinagre, murcha após um certo tempo. 2) Durante o inverno, em cidades de clima frio, é comum jogar sal grosso nas ruas, para evitar a formação de crostas de gelo. 3) A temperatura de ebulição da água do mar é sempre maior do que a temperatura de ebulição da água destilada. Para justificar esses fenômenos, podemos dizer que: I II 0 0 a salada de alface murcha devido à desidratação causada pelo efeito de osmose. 1 1 durante o inverno, o sal é jogado nas ruas para que a umidade presente na superfície não se congele, devido ao efeito crioscópico. 2 2 a água do mar entra em ebulição em temperaturas mais elevadas que a água destilada, devido ao efeito ebulioscópico. 3 3 os efeitos responsáveis pelos eventos (I, II,e III) descritos acima, são todos devido à alteração na pressão de vapor de um solvente, causada pela adição de um soluto não volátil. 4 4 a osmose não é uma propriedade coligativa. A panela de pressão permite que os alimentos sejam cozidos em água muito mais rapidamente do que em panelas convencionais. Sua tampa possui uma borracha de vedação que não deixa o vapor escapar, a não ser através de um orifício central sobre o qual assenta um peso que controla a pressão. Quando em uso, desenvolve-se uma pressão elevada no seu interior. Para a sua operação segura, é necessário observar a limpeza do orifício central e a existência de uma válvula de segurança, normalmente situada na tampa. O esquema da panela de pressão e um diagrama de fase da água são apresentados abaixo. 15 (ENEM 99) A vantagem do uso de panela de pressão é a rapidez para o cozimento de alimentos e isto se deve a) à pressão no seu interior, que é igual à pressão externa. b) à temperatura de seu interior, que está acima da temperatura de ebulição da água no local. c) à quantidade de calor adicional que é transferida à panela. d) à quantidade de vapor que está sendo liberada pela válvula. e) à espessura da sua parede, que é maior que a das panelas comuns. 16 (ENEM 99) Se, por economia, abaixarmos o fogo sob uma panela de pressão logo que se inicia a saída de vapor pela válvula, de forma simplesmente a manter a fervura, o tempo de cozimento a) será maior porque a panela esfria. b) será menor, pois diminui a perda de água. c) será maior, pois a pressão diminui. d) será maior, pois a evaporação diminui. e) não será alterado, pois a temperatura não varia. Propriedades Coligativas Parte I 269

20 17 (COVEST 1 a fase/94) O gráfico mostra a variação da pressão de vapor de algumas substâncias (Pv, em mm de Hg nas ordenadas) em relação ma temperatura (T, em o C, no eixo das abcissas). Qual entre estas substâncias é mais volátil? a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) (COVEST 2 a fase/2001) O etileno glicol (1,2-etanodiol) é altamente solúvel em água. É utilizado como aditivo na água dos radiadores de carros, para evitar o seu superaquecimento e também o seu congelamento. Considerando esta mistura, julgue os itens abaixo. I II 0 0 O etileno glicol diminui a pressão de vapor da mistura e, portanto, aumenta o ponto de ebulição da mesma. 1 1 O etileno glicol altera as propriedades desta mistura, porque se dissocia completamente em íons. 2 2 A temperatura de congelamento da mistura independe da concentração de etileno glicol na mesma. 3 3 O etileno glicol é altamente solúvel em água, porque forma ligações de hidrogênio com as moléculas de água. 4 4 O etileno glicol sofre reação de óxido-redução com a água. 19 (UPE Quí. I/2007) Em relação às propriedades das soluções, analise as afirmativas e conclua. I II 0 0 Em países com invernos rigorosos, é costume esparramar, nas rodovias, sal de cozinha com objetivo de aumentar o ponto de congelação da água, evitando a formação do gelo. 1 1 Em 200,0g de uma solução aquosa de sacarose a 10% em massa, há 6,02 x moléculas de água. 2 2 Para diluir 1L de uma solução aquosa de NaOH 1,0 mol/l e transformá-la numa solução 10 6 mol/l, serão necessários aproximadamente 10 6 L de água destilada. 3 3 Os efeitos coligativos produzidos pelos solutos iônicos nas soluções aquosas são sempre de mesma intensidade, desde que as soluções sejam de mesma concentração. 4 4 Para que ocorra a osmose reversa, é necessário que se aplique à solução uma pressão mais baixa que a pressão osmótica da solução. 20 (UFPE 2 a fase/2007) A Tabela abaixo apresenta a variação da pressão de vapor em função da temperatura para naftaleno (sólido), benzeno (líquido) e água (líquida). Analise as afirmações a seguir: naftaleno benzeno Água T/ o C P/mmHg T/ o C P/mmHg T/ o C P/mmHg 7 0, ,61 7 7, , , , , , , , , , ,45 I II 0 0 Dentre as três substâncias, o benzeno deve apresentar o menor ponto de ebulição. 1 1 A 97 o C, o benzeno está abaixo de seu ponto de ebulição normal. 2 2 A 0 o C, a pressão de vapor da água deve ser igual a zero. 3 3 A 100 o C, a pressão de vapor da água deverá ser igual a 760 mmhg. 4 4 O fato de a pressão de vapor do naftaleno ser maior que zero significa que este composto não pode ser um sólido a 25 o C e 760 mmhg. 270 Propriedades Coligativas Parte I

21 21 (UFPE 2 a fase/98) Considerando as informações abaixo sobre duas soluções (I e II): Solução I (10g de composto covalente A em 1 litro de água) Solução II (10 g de composto covalente B em 1 litro de água) Temperatura de ebulição da solução I maior que da solução II Podemos afirmar: I II 0 0 A pressão de vapor da solução I é maior que a de II. 1 1 O ponto de fusão da solução I é maior que o de II. 2 2 O peso molecular de A é maior que o de B. 3 3 A temperatura de ebulição de ambas as soluções é maior que 100 O C. 4 4 A temperatura de fusão de ambas as soluções é maior que 0 O C. 22 (UPE Quí. I/2007) A utilização de polímeros na vida diária é cada vez mais intensa e diversificada. A versatilidade de uso dos polímeros é muito significativa, pois atualmente há uma enorme variedade desses materiais, sendo usados no dia-adia. Os polímeros superabsorventes possuem uma grande afinidade por água. Um dos mais utilizados atualmente é o poliacrilato de sódio (PAS), no qual o mecanismo de absorção é fundamentado nos princípios da osmose. O poliacrilato de sódio absorve água, para equilibrar a concentração de íons sódio dentro e fora do polímero. Este absorve aproximadamente 800 vezes o seu peso em água, dependendo do tempo de exposição. As fraldas descartáveis usam, como polímero absorvente de água, cristais de poliacrilato de sódio. Considere que a equação abaixo descreve a absorção de água pelo polímero: Qual das afirmativas abaixo é a verdadeira? (NaX) n + m(h 2 O) [X n.(h 2 O) m ] 1- + n[na 1+ (aq)] Poliacrilato de sódio a) A quantidade de água absorvida pelo poliacrilato de sódio não depende do tempo de contato da água com o polímero. b) Uma determinada massa de poliacrilato de sódio absorve mais água de torneira rica em cátions sódio e potássio do que água destilada. c) A absorção de água pelo poliacrilato de sódio é bem maior, quando esse polímero está em contato com uma solução de cloreto de sódio do que com água destilada. d) Para o mesmo tempo de exposição, uma mesma massa de poliacrilato de sódio absorve mais água, quando em contato com a água destilada do que quando em contato com uma solução de cloreto de sódio a 15%. e) O poliacrilato de sódio absorve igualmente a mesma quantidade de água, quer esteja em contato com água pura ou com uma solução de cloreto de sódio. 23 (UFPE 1ª fase/2009) Propriedades coligativas de uma solução são propriedades que dependem somente do número de partículas do soluto na solução. A adição de uma pequena quantidade de soluto não-volátil a um solvente para formar uma solução diluída-ideal, permite estudar quantitativamente: a) a elevação da pressão de vapor a partir da constante ebulioscópica. b) o abaixamento da temperatura de ebulição que ocorre com a adição de um soluto a um solvente. c) a elevação da temperatura de solidificação a partir da constante crioscópica. d) a pressão osmótica estabelecida entre o solvente puro e a solução, separados por uma membrana semipermeável. e) o aumento da temperatura de ebulição a partir da constante crioscópica. 24 (ENEM 1ª aplicação/2009) O ciclo da água é fundamental para a preservação da vida no planeta. As condições climáticas da Terra permitem que a água sofra mudanças de fase e a compreensão dessas transformações é fundamental para se entender o ciclo hidrológico. Numa dessas mudanças, a água ou a umidade da terra absorve o calor do sol e dos arredores. Quando já foi absorvido calor suficiente, algumas das moléculas do líquido podem ter energia necessária para começar a subir para a atmosfera. Disponível em: Acesso em: 30 mar (adaptado). A transformação mencionada no texto é a a) fusão. b) liquefação. c) evaporação. d) solidificação. e) condensação. Propriedades Coligativas Parte I 271

22 25 (ENEM 1ª aplicação/2009) A água apresenta propriedades físico-químicas que a colocam em posição de destaque como substância essencial à vida. Dentre essas, destacam-se as propriedades térmicas biologicamente muito importantes, por exemplo, o elevado valor de calor latente de vaporização. Esse calor latente refere-se à quantidade de calor que deve ser adicionada a um líquido em seu ponto de ebulição, por unidade de massa, para convertê-io em vapor na mesma temperatura, que no caso da água é igual a 540 calorias por grama. A propriedade físico-química mencionada no texto confere à água a capacidade de a) servir como doador de elétrons no processo de fotossíntese. b) funcionar como regulador térmico para os organismos vivos. c) agir como solvente universal nos tecidos animais e vegetais. d) transportar os íons de ferro e magnésio nos tecidos vegetais. e) funcionar como mantenedora do metabolismo nos organismos vivos. 26 (ENEM 1ª aplicação/2009) A Constelação Vulpécula (Raposa) encontra-se a 63 anos-luz da Terra, fora do sistema solar. Ali, o planeta gigante HD b, 15% maior que Júpiter, concentra vapor de água na atmosfera. A temperatura do vapor atinge 900 graus Celsius. A água sempre está lá, de alguma forma, mas às vezes é possível que seja escondida por outros tipos de nuvens, afirmaram os astrônomos do Spitzer Science Center (SSC), com sede em Pasadena, Califórnia, responsável pela descoberta. A água foi detectada pelo espectrógrafo infravermelho, um aparelho do telescópio espacial Spitzer. Correio Braziliense, 11 dez (adaptado). De acordo com o texto, o planeta concentra vapor de água em sua atmosfera a 900 graus Celsius. Sobre a vaporização infere-se que a) se há vapor de água no planeta, é certo que existe água no estado líquido também. b) a temperatura de ebulição da água independe da pressão, em um local elevado ou ao nível do mar, ela ferve sempre a 100 graus Celsius. c) o calor de vaporização da água é o calor necessário para fazer 1 kg de água líquida se transformar em 1 kg de vapor de água a 100 graus Celsius. d) um líquido pode ser superaquecido acima de sua temperatura de ebulição normal, mas de forma nenhuma nesse líquido haverá formação de bolhas. e) a água em uma panela pode atingir a temperatura de ebulição em alguns minutos, e é necessário muito menos tempo para fazer a água vaporizar completamente. 27 (COVEST 2 a fase/95) Para determinar a pressão de vapor de um líquido utilizou-se uma seringa evacuada contendo 5 ml do líquido. A seringa foi colocada em banho-maria, conforme a figura seguinte. Quando a temperatura alcançou 45 o C a pressão no interior da seringa era 0,97 atm e o volume de gás era 33,5 ml. Qual a pressão de vapor do líquido nesta temperatura? Marque no cartão o valor em atm multiplicado por cem. água vapor líquido 28 (UFRPE Garanhuns e Serra Talhada/2008.2) Quando se coloca água para ferver, assim que ela entra em ebulição, observa-se a presença de bolhas subindo para a superfície do líquido. Essas bolhas são formadas, principalmente, por: a) ar. b) vapor d água. c) vapor de ar. d) oxigênio e hidrogênio. e) impurezas. 272 Propriedades Coligativas Parte I

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