Profª Luiza P. R. Martins EEB Presidente Médici

Profª Luiza P. R. Martins EEB Presidente Médici

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Algumas perguntas... Por que a água ferve a 71 C no Monte Everest? Por que o sal ou o açúcar interrompe a ebulição da água? Por que a água do mar em algumas regiões polares, mesmo abaixo de 0ºC não congela? Por que o sal conserva os alimentos? É possível obter água potável da água do mar? Como? 3

Pressão de vapor Do ponto de vista microscópico, a evaporação é o escape de algumas moléculas, que se transformam em vapor, da superfície do líquido para a atmosfera. Se colocarmos uma quantidade de água em um recipiente fechado e previamente evacuado, ela começara a evaporar imediatamente. Como resultado, a pressão exercida pelo vapor no espaço acima do líquido aumenta. 4

Pressão de vapor Pressão do gás = CONSTANTE => Equilíbrio V evaporação = V condensação Pressão máxima de vapor: é a pressão exercida pelo vapor quando existe um equilíbrio entre as fases líquida e de vapor a uma dada temperatura. 5

Natureza do líquido Quanto mais volátil for o líquido, mais fácil é sua vaporização e, consequentemente, maior será sua pressão de vapor. 1 atm = 760 mmhg (Experimento de Torrricelli,que permitia observar e medir o peso do ar. O barômetro de Torricelli consistia em mergulhar um tubo de vidro, contendo mercúrio e fechado em apenas uma das extremidades, em um recipiente também preenchido com mercúrio. O líquido dentro do tubo subia ou descia conforme a pressão atmosférica, mostrando que a coluna de mercúrio é proporcional a ela; daí a unidade de pressão milímetros de mercúrio.) 6

Temperatura de ebulição e pressão Um líquido entra em ebulição quando sua pressão de vapor se iguala a pressão externa. Quanto mais volátil for um líquido, menor será sua temperatura de ebulição externa 7

Por que a água ferve a 71 C no Monte Quanto maior a altitude, menor é a pressão atmosférica e o ponto de ebulição do líquido. Everest? Poucos são os lugares com altitude abaixo do nível do mar. O mar Cáspio que a banha a Rússia e outros países, tem altitude de 28m abaixo do nível do mar. Em suas margens, a água ferve a uma temperatura maior do que 100 C. 8

Utilização da panela de pressão Quando preparamos um alimento em uma panela de pressão, a água ferve a temperaturas superiores a 100 C. Como o sistema é fechado, o aquecimento provoca um aumento da pressão interna. Um aumento da pressão provoca um aumento da temperatura de ebulição, que por sua vez, acelera as mudanças físicas e químicas que ocorrem durante o cozimento de alimentos. A panela de pressão teoricamente pode atingir valores de 1,44 atm a 2 atm. Assim, os alimentos cozinham mais rapidamente, pois a temperatura de ebulição da água aumenta. 9

Diagrama de fases É um gráfico demonstrativo das condições sob as quais uma fase pode ser transformada em outra. Diagrama de fases da água Cada umas das curvas indica as condições de pressão e temperatura nas quais duas fases estão em equilíbrio. As áreas delimitadas pelas linhas representam as condições de pressão e temperatura nas quais uma substância existe em único estado físico. O ponto triplo é uma condição única de pressão e temperatura na qual encontramos as três fases em equilíbrio. 10

Propriedades Coligativas São as propriedades do solvente, como pressão de vapor, ponto de ebulição, ponto de solidificação e pressão osmótica, que se modificam na presença de um soluto não volátil*. *Soluto não volátil, é aquele que não evapora junto com o solvente, como ocorreria, por exemplo, com o álcool etílico dissolvido e água. As propriedades coligativas dependem apenas do número de partículas do soluto, e não da sua natureza. 11

Nº de partículas dissolvidas Pressão de vapor (30ºC) T de ebulição (760 mmhg) Temperatura de congelamento (760 mmhg) 1 kg de água - 31, 82 mmhg 100 ºC 0ºC 1 kg de água + 1 mol de glicose C 6 H 12 O 6(s) C 6 H 12 O 6(aq) 1 mol 31,26 mmhg 100,52 ºC -1,86 ºC 1 kg de água + 1 mol de ureia CO(NH 2 ) 2(s) CO(NH 2 ) 2(aq) 1 mol 31,26 mmhg 100,52 ºC -1,86 ºC 1 kg de água + 1 mol de NaCl NaCl (s) Na + (aq) + Cl - (aq) 1 mol + 1 mol 2 mols 30,70 mmhg 101,04 ºC -3,72ºC 12

Tonoscopia É o estudo da diminuição da pressão máxima de vapor de um solvente, provocada pela adição de um solvente não-volátil. Os efeitos coligativos podem ser explicados 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. 13

Ebulioscopia É o estudo da elevação do ponto de ebulição do solvente em uma solução. Por que o sal ou o açúcar interrompe a ebulição da água? Como ocorre uma diminuição da pressão de vapor, para que essa solução entre em ebulição é necessário que ela seja aquecida a uma temperatura maior. 14

Crioscopia É o estudo da diminuição do ponto de congelamento de um solvente em uma solução. Nos países muito frios, durante o inverno é comum jogar sais, como NaCl e CaCl2 nas ruas para dificultar a formação de uma camada de gelo e até mesmo derreter a neve. Assim, obtém-se uma mistura que funde a - 22 C. A temperatura da neve geralmente fica entre -22 C e 0 C, como essa temperatura está acima da temperatura de fusão da mistura neve e sal, ela derrete desobstruindo as vias. O etilenoglicol é um líquido usado como aditivo na água do sistema de refrigeração de veículos automotores. Ele evita que a água congele num clima frio ou que ela entre em ebulição quando o motor sofre um aquecimento intenso. 15

Por que a água do mar em algumas regiões polares, mesmo abaixo de 0 C não congela? Enquanto, a água de lagos e rios congela a 0 C, a dos oceanos congela a -1,8 C. Isso ocorre, pois a água do mar contém vários sais dissolvidos que abaixam seu ponto de solidificação. Por isso, mesmo quando a temperatura ambiente se encontra abaixo de 0 C, a água permanece em grande parte na fase líquida. A camada de gelo também funciona como um isolante térmico, o que evita que o resto da água perca calor para a atmosfera. 16

Difusão Misturando, sem agitação, duas soluções de concentrações diferentes ou uma solução com o solvente puro, haverá um movimento espontâneo das partículas do sistema para se distribuírem por todo o sistema. A difusão também acontece através de uma membrana permeável e ocorrerá a favor de um gradiente de concentração, ou seja, de uma região muito concentrada para uma pouco concentrada. 17

Difusão Na membrana plasmática de células existe movimento também é conhecido como transporte passivo. 18

Osmose É a passagem espontânea de solvente de uma solução mais diluída (ou de um solvente puro) para outra mais concentrada através de membranas semipermeáveis. Membranas semipermeáveis são membranas que permitem a passagem de moléculas de solvente, mas não do soluto. Ex: membrana celular dos animais e vegetais, bexiga de porco e papel celofane. 19

Por que o sal conserva os alimentos? Quando a carne é salgada, a diferença entre o meio externo e o interior das células promove a saída de água das células dos microrganismos que acabam morrendo. Estes poderiam causar a deterioração da carne. 20

Pressão osmótica É a pressão externa que deve ser aplicada a uma solução para evitar sua osmose. Quanto maior a concentração de uma solução maior será a sua pressão osmótica. Influência da pressão osmótica nas hemácias Meio hipertônico Meio isotônico Meio hipotônico A pressão osmótica do normal do sangue é de aproximadamente 7,8 atm quando comparada com a da água pura. 21

É possível obter água potável da água do Sim, pode-se obter das seguintes formas: mar? Como? Destilação Congelamento Quando a água do mar congela, os cristais formados são constituídos de água pura. Assim, a água do mar é resfriada ao se passar um hidrocarboneto imiscível por ela, que retira o calor, transformando-a em gelo. Osmose reversa Aplicação de uma pressão superior à osmótica da solução de maior concentração (água salgada). O fluxo do solvente é invertido, indo do lado de maior concentração para o de menor. 22

Osmose reversa O processo dura cerca de 30 minutos. As substâncias retiradas da água são devolvidas ao mar. A água é submetida a grande pressões, que são obtidas com o auxílio de motores elétricos, o que encarece o processo. Israel está entre um dos países do Oriente Médio que fazem uso da osmose reversa, sendo que, 67% da água para consumo doméstico já provém desse processo. Técnico israelense acompanha processo de dessalinização 23

Usina de Ashkelon em Israel 24

Referências CARVALHO, Geraldo Camargo de; SOUZA, Celso Lopes de. Química de olho no mundo do trabalho. Volume único. 1ª ed. São Paulo: Scipione, 2003 REIS, Martha. Química. 3 v. São Paulo: Ática, 2013. USBERCO, J; SALVADOR, E. Química essencial. 1ª ed. Volume único, São Paulo: Saraiva, 2001. 25