PROPRIEDADES COLIGATIVAS. Prof.: Rodrigo Rocha Monteiro

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1 PROPRIEDADES COLIGATIVAS Prof.: Rodrigo Rocha Monteiro

2 Propriedades Coligativas São mudanças que ocorrem no comportamento de um líquido. Quando comparamos, em análise química, um líquido puro e uma solução desse líquido como solvente, a presença de soluto provoca mudanças. As propriedades coligativas dependem unicamente do número de partículas do soluto dissolvidas. Quanto maior for o número de partículas do soluto dissolvidas, maiores serão os efeitos coligativos.

3 Situações Cotidianas 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 em que o inverno é rigoroso, esse mesmo aditivo tem o efeito de evitar o congelamento da água do radiador. Em verduras cruas com sal, as células perdem água mais rapidamente, murchando em pouco tempo.

4 Soluções Iônicas São aquelas que possuem íons como partículas do soluto. Observe que uma solução iônica não tem necessariamente apenas íons dissolvidos. Uma solução iônica pode apresentar também moléculas dissolvidas. Sendo assim, o número de partículas de soluto existentes na solução vai depender: do número de íons presentes em cada fórmula do composto; do grau de dissociação ou ionização (alfa) desse composto a uma dada temperatura.

5 Considere o ácido sulfúrico, H 2 SO 4(aq), com grau de ionização = 61% ou 0,61 a 18 C. Isto significa que cada 100 moléculas de H 2 SO 4 dissolvidas em água dão origem a 222 partículas em solução.

6 Propriedades Coligativas TONOSCOPIA Diminuição da pressão de vapor de um líquido, provocada pela presença de um soluto não-volátil. - Diminuição da Pressão de Vapor Líquido Puro tem uma pressão de vapor (P 0 ). Líquido na solução tem pressão de vapor P 2 (menor). Pela adição de um soluto essa pressão de vapor tende a diminuir...

7 Num sistema fechado: o líquido tende a evaporar e o vapor tende a se condensar até que atinjam um equilíbrio. Vevaporação Líquido Vapor Vcondensação dizemos que a pressão exercida pelos vapores saturantes do Quando a V evaporação = V condensação líquido atingiram a Pressão Máxima de Vapor.

8 Fatores que influenciam a Pressão Máxima de Vapor Temperatura: A pressão de vapor aumenta como aumento da temperatura. Natureza do Soluto: Cada líquido apresenta uma pressão de vapor característica numa mesma temperatura.

9 Pressão de Vapor

10 Pressão de Vapor

11 Soluções puras e com solutos

12 Quem congela primeiro: água quente ou água fria? Surpreendemente, a água quente congela primeiro. na verdade a água quente não congela mais rápido que a água fria, é claro. Mas se você ferve água e depois deixa que ela resfrie até a temperatura ambiente, ela congelará mais rápido que uma outra quantidade de água que não tenha sido aquecida antes. A água aquecida perde o ar dissolvido nela, que sai em forma de bolhas, e o ar é um mau condutor térmico. O ar presente na água dificulta as trocas de calor com o meio e dificulta a perda de calor que a água precisa sofrer para que aconteça o congelamento.

13 Propriedades Coligativas EBULIOSCOPIA Elevação do ponto de ebulição de um líquido, provocada pela presença de um soluto não-volátil. Um líquido entra em ebulição (ferve) quando a pressão de vapor é maior ou igual pressão atmosférica. Quanto maior a concentração do soluto, maior a elevação da temperatura de ebulição do solvente e maior a temperatura de ebulição do mesmo.

14 EBS: No nível do mar... Pressão Atmosférica = 760 mmhg = 1 atm Água ferve à 100 ºC Onde a pressão for menor, a temperatura de ebulição será menor. Ex: [La Paz (Bolívia) 90ºc] Onde a pressão for maior que 1 atm, a temperatura de ebulição será maior. Ex: [panela de pressão 120 ºC]

15 Propriedades Coligativas CRIOSCOPIA Abaixamento do ponto de congelamento um líquido, provocada pela presença de um soluto não-volátil. Com a adição de soluto, a pressão de vapor diminui, a temperatura de ebulição aumenta e a temperatura de congelamento diminui.

16 CRIOSCOPIA Com a adição de soluto, a temperatura de ebulição aumenta e a temperatura de congelamento diminui.

17 PONTO TRIPLO É uma temperatura e uma pressão nas quais as fases sólida, líquida e gasosa coexistem.

18 Ponto Triplo A Figura ilustra o ponto triplo. Gelo (iceberg) coexistindo com o líquido no qual flutua, e com a fase gasosa (ar e vapor de água).

19 Patinação no Gelo O deslizamento dos patins sobre o gelo está relacionada a uma fina camada de água líquida que se forma devido à pressão exercida pelas lâminas dos patins, pressão essa que provoca a fusão do gelo. É possível derreter o gelo ou neve por uma aumento de pressão.

20 Gelo-seco nome popular para o dióxido de carbono solidificado ao ser resfriado a uma temperatura inferior a - 78ºC. Ao ser aquecido na pressão atmosférica torna-se imediatamente gás de dióxido de carbono, sem passar pelo estado líquido (processo conhecido por sublimação). Se o ar quente sopra sobre o gelo-seco, forma-se uma nuvem branca densa, que permanece ao nível do chão, utilizado no teatro.

21 01 - (UESPI) Em países frios, é comum a utilização de água e etilenoglicol no radiador de carros para evitar o congelamento do líquido. Esta mistura pode baixar a temperatura de congelamento até 35 C (a água pura congela a 0 C). Esta característica se deve ao fato de que: a) a temperatura de início de congelamento do solvente de uma solução (água + etilenoglicol) é menor que a temperatura de início de congelamento do solvente puro (água). b) o etilenoglicol reage com a água liberando energia que irá aquecer o radiador. c) o etilenoglicol cria uma camada protetora no radiador, impedindo a perda de calor no sistema. d) quanto menor a concentração da solução, menor será a temperatura de início do congelamento. e) o composto formado nesta reação, o etilenoglicol hidratado, possui menor ponto de fusão. Gab: A

22 02 - (UFMG) Ao se preparar uma solução aquosa concentrada de sal de cozinha, NaCl, observouse, durante a dissolução, um resfriamento do sistema. Considerando-se a situação descrita e outros conhecimentos sobre o assunto, é CORRETO afirmar que a) a dissolução do NaCl aumenta a energia cinética média das moléculas da água. b) a quantidade de NaCl dissolvida determina o grau de resfriamento do sistema. c) a quebra do retículo cristalino do NaCl é um processo exotérmico. d) a solução transfere energia, na forma de calor, para a vizinhança. Gab: B 03 - (FMJ SP) Sob mesma pressão, comparando-se as temperaturas de congelamento de três soluções aquosas diluídas de NaNO 3, MgSO 4 e Na 3 PO 4, de mesma concentração molar, é correto afirmar que a) as três soluções têm ponto de congelamento muito mais altos que o da água destilada. b) a solução de Na 3 PO 4 tem ponto de congelamento mais baixo que os das demais soluções. c) as soluções de NaNO 3 e Na 3 PO 4 têm o mesmo ponto de congelamento. d) o ponto de congelamento de cada solução depende de sua densidade. e) o ponto de congelamento das três soluções é igual ao ponto de congelamento da água destilada. Gab:B

23 04 - (UEG GO) A análise da figura acima, que representa o gráfico da pressão de vapor versus a temperatura para três líquidos puros hipotéticos, permite concluir que a) a adição de NaCl aos líquidos diminui as suas temperaturas de ebulição. b) na mesma temperatura o líquido B apresenta maior pressão de vapor. c) o líquido C apresenta a menor temperatura de ebulição. d) o líquido A é o mais volátil. Gab: D

24 05 - (UFU MG) A respeito das propriedades das soluções, considere as afirmativas abaixo. I. A água do mar ferve a uma temperatura mais baixa que a água pura, ambas ao nível do mar. II. A água do mar congela a uma temperatura mais baixa que a água pura, ambas ao nível do mar. III. Uma solução aquosa de sacarose ferve a uma temperatura mais alta que a água pura, ambas ao nível do mar. IV. Uma solução aquosa de sacarose congela a uma temperatura mais alta que a água pura, ambas ao nível do mar. Dentre essas afirmações: a) Todas são incorretas. b) I e IV são corretas. c) I é correta e III é incorreta. d) II e III são corretas. Gab: D

25 06 - (UNESP SP) Estudos comprovam que o Mar Morto vem perdendo água há milhares de anos e que esse processo pode ser acelerado com o aquecimento global, podendo, inclusive, secar em algumas décadas. Com relação a esse processo de perda de água, foram feitas as seguintes afirmações: I. a concentração de NaCl irá diminuir na mesma proporção da perda de água; II. a condutividade da água aumentará gradativamente ao longo do processo; III. a densidade da água, que hoje é bastante alta, irá diminuir com o tempo; IV. o ponto de ebulição da água irá aumentar gradativamente. Está correto o contido apenas em a) I. b) III. c) I e III. d) II e III. e) II e IV. Gab: E

26 06 - (UNESP SP) Estudos comprovam que o Mar Morto vem perdendo água há milhares de anos e que esse processo pode ser acelerado com o aquecimento global, podendo, inclusive, secar em algumas décadas. Com relação a esse processo de perda de água, foram feitas as seguintes afirmações: I. a concentração de NaCl irá diminuir na mesma proporção da perda de água; II. a condutividade da água aumentará gradativamente ao longo do processo; III. a densidade da água, que hoje é bastante alta, irá diminuir com o tempo; IV. o ponto de ebulição da água irá aumentar gradativamente. Está correto o contido apenas em a) I. b) III. c) I e III. d) II e III. e) II e IV. Gab: E

27 07 - (UEL PR) A adição de um soluto não volátil a um solvente dificulta sua ebulição e seu congelamento. Isto pode ser útil na prática quando, por exemplo, se pretende cozinhar um ovo mais rápido ou então quando é necessário evitar o congelamento da água do radiador de carros em países muito frios. Considere as duas soluções aquosas de NaCl, conforme o quadro, e analise as afirmativas a seguir. Solução A B Massade soluto (g) Volume deágua (L) 1,0 1,0 I. A solução B tem pressão de vapor menor que a da solução A, na mesma temperatura. II. As soluções A e B apresentam pontos de ebulição menores que o da água pura. III. Independentemente da quantidade de soluto, as duas soluções apresentam o mesmo ponto de ebulição. IV. A solução B entra em ebulição a uma temperatura mais alta que a solução A. Estão corretas apenas as afirmativas: a) I e IV. b) II e IV. c) II e III. d) I, II e III. e) I, III e IV. Gab:A

28 08 - (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 (PUC MG) Sejam dadas as seguintes soluções aquosas: I) 0,1 mol/l de cloreto de potássio (KCl) II) 0,3 mol/l de glicose (C 6 H 12 O 6 ) III) 0,1 mol/l de sacarose (C 12 H 22 O 11 ) IV) 0,3 mol/l de sulfato de sódio (Na 2 SO 4 ) Assinale a alternativa que apresenta as soluções em ordem decrescente de temperatura de ebulição. a) III > I > II > IV b) IV > II > I > III c) IV > II > III > I d) III > II > I > IV Gab: B

29 10 - (UESPI) Considere os sistemas: mL de água pura mL de solução aquosa 0,1M de KNO 3. Submetidos esses sistemas às mesmas condições apropriadas, verifica-se que: a) no sistema 1, a pressão de vapor da água é menor do que no sistema 2. b) no sistema 2, a temperatura de ebulição da solução é maior do que no sistema 1. c) no sistema 2, a temperatura de solidificação da solução é maior do que no sistema 1. d) os dois sistemas apresentam a mesma temperatura de congelamento. e) nos dois sistemas, a pressão de vapor é a mesma. Gab: B

30 Propriedades Coligativas OSMOSCOPIA Aumento da Pressão Osmótica. Fenômeno da disseminação espontânea entre um líquido em outro e vice-versa. A difusão de um líquido para outro através de membranas semipermeáveis recebe o nome de OSMOSE.

31 OSMOSE A pressão de vapor da água pura (p 0 ) é maior que a da água na solução (p). A água se desloca de uma região menos concentrada para uma região mais concentrada. A membrana semipermeável (MSP), que pode ser feita de bexiga de animal ou celofane, é seletiva, ou seja, deixa passar o solvente, mas não deixa passar o soluto. Observa-se que o nível do solvente diminui após um certo tempo, enquanto o nível da solução aumenta.

32 Exemplo: Dadas duas soluções, A e B, inicialmente 0,1 M e 0,2 M, separadas por uma membrana semipermeável. cfnrfcaa6yq&feature=related

33 Glóbulos rojos de la sangre Disolución isotónica (misma que los fluidos intracelulares de los glóbulos) Disolución hipotónica (menor (entra agua y puede causar la ruptura: hemólisis) Disoluc. hipertónica (mayor (sale agua: crenación) Suero fisiológico

34 PRESSÃO OSMÓTICA Pressão osmótica é a pressão que se deveria aplicar sobre a solução para impedir a passagem do solvente através da membrana semipermeável. Pressão osmótica depende da concentração da solução. Soluções isotônicas são soluções de mesma pressão osmótica. Uma solução será hipotônica em relação à outra, quando tiver menor pressão osmótica; e será hipertônica quando tiver maior pressão osmótica.

35 Leis de Van t Hoff para a Osmose

36 Osmose Reversa Ocorre quando se aplica uma pressão no lado da solução mais salina ou concentrada, revertendo-se a tendência natural. Neste caso, a água da solução salina passa para o lado da água pura, ficando retidos os íons dos sais nela dissolvidos. A pressão a ser aplicada equivale a uma pressão maior do que a pressão osmótica característica da solução. Ta taraaaada, ta taraaadada

37 Osmose Reversa

38 Dessalinizadores

39 01 - (UPE PE) As afirmativas abaixo estão relacionadas às propriedades da água e das soluções aquosas moleculares e iônicas. Sobre elas, é CORRETO afirmar que a) quando se abre a tampa de uma garrafa de bebida gaseificada com dióxido de carbono, verifica-se que o gás borbulha fortemente; isso está relacionado com o aumento da pressão parcial do gás no momento em que se remove a tampa. b) não é aconselhável adicionar sal de cozinha ao recipiente contendo gelo, utilizado para gelar a bebida que será servida em uma festa, pois esse procedimento provocaria um aumento na temperatura de congelação da água. c) as águas dos oceanos congelam rapidamente, em regiões perto dos polos, sempre que a temperatura nesses locais atingir 0 C que é a temperatura de congelação da água pura ao nível do mar. d) um náufrago, mesmo com sede intensa, sob um sol inclemente, não deve ingerir água do mar, pois esse procedimento acelera a desidratação corporal, ocasionando sérios problemas para a sua saúde. e)numa panela de pressão usada praticamente por todas as donas de casa, a água ferve a uma temperatura superior a 100 C, porque a pressão sobre a água no interior da panela é menor que 1 atm. Gab: D

40 02 - (UFCG PB) Uma proteína de uma amostra de soro sanguíneo foi isolada e uma dispersão coloidal, contendo 684 mg desta proteína, foi preparada com água suficiente para formar 10 ml de solução. Essa solução apresenta uma pressão osmótica de 0,31 atm a 37 o C. Considerando a proteína como sendo um composto covalente típico, sua massa molecular aproximada é: Dados: R = 0,082 atm.l/mol.k a) g/mol. b) 684 g/mol. c) 5, g/mol. d) g/mol. e) g/mol (UFTM MG) Frutas mantidas imersas em caldas, como por exemplo pêssegos e figos, duram mais do que se estivessem expostas ao ar. Essa maior durabilidade está diretamente relacionada a uma propriedade das soluções conhecida como a) crioscopia. b) ebulioscopia. c) tonoscopia. d) pressão osmótica. e) detergência. Gab: D

41 04 - (UFPE) 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 diluídaideal, 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. Gab: D

42 05 - (PUC SP) A pressão osmótica ( ) de uma solução corresponde à pressão externa necessária para garantir o equilíbrio entre a solução e o solvente puro separados por uma membrana semipermeável. Considere as quatro soluções representadas abaixo Assinale a alternativa que melhor relaciona a pressão osmótica das quatro soluções. a) I < II < III < IV b) I = II = IV < III c) II < I = IV < III d) II < IV < I < III e) I < IV < III < II Gab: D

43 06 - (UESPI) No sertão nordestino, bem como nas plataformas marítimas, tem sido utilizado um processo de dessalinização por osmose reversa que transforma a água salobra em água potável. Neste contexto é correto afirmar que: a) a água extraída nos poços artesianos do sertão entrará em ebulição a uma temperatura menor do que a da água potável. b) a água do mar será congelada a uma temperatura maior que a da água potável. c) a pressão de vapor da água salobra será maior do que a da água potável. d) se todo o NaCl da água do mar fosse substituído por MgCl 2, esta nova água teria menor ponto de ebulição. e) se uma bolsa, de material semipermeável, cheia com água destilada, for lançada ao mar, com o passar do tempo, essa bolsa terá murchado. Gab: E