QUÍMICA Soluções e Substâncias Inorgânicas Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica - Parte 2 Prof ª. Giselle Blois
As PROPRIEDADES COLIGATIVAS são propriedades que se originam a partir da presença de um soluto não-volátil e um solvente. - Tonoscopia; - Ebulioscopia; - Crioscopia; - Osmoscopia.
TONOSCOPIA OU TONOMETRIA É a propriedade coligativa que ocasiona a diminuição ou o abaixamento da pressão máxima de vapor do solvente, quando a ele se adiciona um soluto não-volátil.
Ao adicionarmos um soluto não-volátil a um solvente há um aumento no tempo para começar a evaporar, já que há a diminuição da pressão de vapor. Exemplo de pressão de vapor da água pura e em solução: - Água pura (25 C) = Pv=23,76mmHg - Solução 1mol/L de glicose (25 C) = Pv=23,34mmHg - Solução 1mol/L de sacarose (25 C) = Pv=23,34mmHg
Importante: A pressão de vapor de um solvente puro sempre será maior do que a pressão de vapor de uma solução. Quanto maior a quantidade de partículas em uma solução, menor será a sua pressão de vapor.
Fonte: Alunos Online.
Ebulição dos Líquidos Puros O fenômeno físico onde uma substância passa do estado líquido para gasoso é a vaporização. Há três tipos de vaporização: - evaporação - ebulição - calefação
- Evaporação: acontece na superfície do líquido. É uma vaporização lenta. - Ebulição: acontece no interior do líquido. É uma vaporização mais turbulenta, com formação de bolhas. - Calefação: é uma passagem muito rápida do estado líquido para vapor. Quase que instantânea.
* No momento em que a pressão de vapor é igual a pressão atmosférica o líquido entra em ebulição. Se a pressão de vapor aumentar, o ponto de ebulição (P.E.) também irá aumentar, e vice-versa. P.E. P v = P atm P v = pressão de vapor P atm = pressão atmosférica
Ponto de Ebulição e Pressão Atmosférica A pressão atmosférica varia de acordo com a altitude. Com o aumento da altitude, diminui a pressão atmosférica, diminuindo o ponto de ebulição, causando a diminuição da pressão de vapor.
Em lugares de grande altitude, as substâncias entram em ebulição a temperaturas mais baixas que ao nível do mar. Isto explica a dificuldade de se cozinhar alimentos. Resumindo: quanto maior a altitude, menor o P.E., menor a P atm, menor a P v.
Cidade / Local Altitude em relação ao nível do mar (m) P.E. aproximado da água ( C) Rio de Janeiro 0 100 São Paulo 750 97 Campos do Jordão 1.628 95 Cidade do México 2.240 92 La Paz 3.636 88 Monte Everest 8.848 70
Para o cálculo da Tonoscopia usamos a seguinte fórmula: Δp = P 2 P onde: P = pressão de vapor da solução P 2 = pressão de vapor do solvente
Sabe-se que toda solução tende a um equilíbrio, e este pode ser atingido se considerarmos a Lei de Raoult: a pressão de vapor de um solvente em uma solução é igual ao produto da pressão de vapor do líquido puro presente nesta solução, se considerarmos a fração molar do líquido.
p 2 = p 0 x 2 Onde: p 2 = pressão de vapor do líquido na solução p 0 = pressão de vapor no líquido puro x 2 = fração molar do líquido na solução
EXERCÍCIOS
1. Uma solução anticongelante contém cerca de 650 g de etilenoglicol dissolvidos em 1,5 kg de água. Determine o valor porcentual da queda de pressão de vapor nessa solução em função da Lei de Raoult, sendo que as massas molares da água e do etilenoglicol são, respectivamente, 18 g/mol e 62 g/mol. a) 23 % b) 11 % c) 15 % d) 31 % e) 0,1 %
m 1 = 650 g de etilenoglicol M 1 = 62 g/mol m 2 = 1500 g de água M 2 = 18 g/mol Utilizando a Lei de Raoult, temos: P = x 1. P 2 P= x 1 P 2 P = abaixamento absoluto da pressão máxima de vapor P 2 = pressão de vapor do solvente. x 1 = fração molar do soluto
A relação P/P 2 (o que se quer saber) é o abaixamento relativo da pressão máxima de vapor que não depende da temperatura. Para descobrir P/P 2 é preciso saber o valor da fração molar do soluto (x 1 ): x 1 = n 1 n 1 + n 2
Onde: n = m/m n 1 = m 1 n 1 = 650 n 1 = 10,5 mol M 1 62 n 2 = m 2 n 2 = 1500 n 2 = 83,3 mol M 2 18
x 1 = 10,5 = 0,011 ou 11% (10,5+ 83,3) Aplicando na fórmula da lei de Raoult: P = x 1 = 11% P 2 Portanto, a queda da pressão de vapor da água é de 11%.
a) 23 % b) 11 % c) 15 % d) 31 % e) 0,1 %
2. A pressão de vapor da água pura é de 6,4 kpa a 25 C. Qual será a pressão de vapor de uma solução à mesma temperatura que possui 0,8 mol de glicose em 4,0 mol de água? Psolução =? Psolvente puro = 6,4 kpa nsolvente = 4,0 mol nsoluto = 0,8 mol xsolvente =?
Utilizando a Lei de Raoult, temos: P solução = x solvente. P solvente puro P solução = x solvente. 6,4 kpa
É preciso, portanto, descobrir a fração em mol da água: X solvente = n solvente n solvente + n soluto X solvente = 4,0 (4,0+ 0,80) X solvente = 0,833
Retornando à expressão da Lei de Raoult, e substituindo o valor da fração molar da água, encontramos a pressão de vapor da solução formada: P solução = 0,833. 6,4 kpa P solução = 5,333 kpa
3. (Vunesp-SP) A uma dada temperatura, possui a menor pressão de vapor a solução aquosa: a) 0,1 mol/l de C 12 H 22 O 11. b) 0,2 mol/l de C 12 H 22 O 11. c) 0,1 mol/l de HCl. d) 0,2 mol/l de HCl. e) 0,1 mol/l de NaOH.
A pressão de vapor da solução é tanto menor quanto maior for o número de partículas dissolvidas na solução. Considerando que o α% = 100%, temos: a) 1 C 12 H 22 O 11(s) 1 C 12 H 22 O 11(aq) 0,1 mol 0,1 mol Total = 0,1 mol de partículas em solução.
b) 1 C 12 H 22 O 11(s) 1 C 12 H 22 O 11(aq) 0,2 mol 0,2 mol Total = 0,2 mol de partículas em solução. c) 1 HCl (g) + 1 H 2 O (l) 1 H 3 O + (aq) + Cl - (aq) 0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol Total = 0,2 mol de partículas em solução.
d) 1 HCl (g) + 1 H 2 O (l) 1 H 3 O + (aq) + Cl - (aq) 0,2 mol 0,2 mol 0,2 mol 0,2 mol Total = 0,4 mol de partículas em solução. e) 1 NaOH (s) 1 Na + (aq) + 1 OH - (aq) 0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol Total = 0,2 mol de partículas em solução.
A menor pressão de vapor a solução aquosa: a) 0,1 mol/l de C 12 H 22 O 11. b) 0,2 mol/l de C 12 H 22 O 11. c) 0,1 mol/l de HCl. d) 0,2 mol/l de HCl. e) 0,1 mol/l de NaOH.