P R O P R I E D A D E S C O L I G A T I V A S PROF. AGAMENON ROBERTO < 20 >
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com 2 PROPRIEDADES COLIGATIVAS PRESSÃO MÁXIMA DE VAPOR Vamos imaginar que um líquido se enconre Verificam-se alerações de algumas em um recipiene fechado e que enre o líquido e propriedades do solvene, provocadas pela a ampa do recipiene enhamos vácuo. adição de um soluo não-voláil a ese solvene. Inicialmene o líquido evapora rapidamene e, Esas alerações dependem apenas da depois esa evaporação vai diminuindo, aé ficar quanidade de parículas, do soluo, que foi consane. Iso ocorre porque os vapores adicionada ao solvene. formados começam a sofrer uma condensação, Tais propriedades são denominadas de enrando em equilíbrio dinâmico com a PROPRIEDADES COLIGATIVAS. evaporação. A pressão que o vapor exerce no equilíbrio líquido-vapor denomina-se de pressão máxima de vapor. VÁCUO VÁCUO ESPAÇO VAZIO h ( a ) ( b ) A diferença h enre os níveis do mercúrio indica a pressão máxima de vapor do líquido. INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA A emperaura influencia na pressão máxima de vapor de um líquido. Como a formação dos vapores é um fenômeno endoérmico, um aumeno de emperaura favorece a sua formação, aumenando, assim, a pressão máxima dos vapores. O gráfico abaixo mosra a pressão máxima de vapor da água em várias emperauras. INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA VAPOR D ÁGUA VAPOR D ÁGUA 26 mmhg 79 mmhg água água 27 C 47 C pressão de vapor da água (mmhg) 79 26 7,5 20 27 47 emperaura( C)
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com 3 INFLUÊNCIA DA NATUREZA DO LÍQUIDO A volailidade de um líquido esá ligada direamene à aração enre suas moléculas. Assim, quano mais fracas forem as ligações inermoleculares, mais fácil será a evaporação e, porano, maior será a pressão máxima de vapor do líquido. INFLUÊNCIA DA NATUREZA DO LÍQUIDO VAPOR D ÁGUA VAPOR DE ETANOL 7,5 mmhg 44 mmhg água eanol Como o eanol é mais voláil que a água, sua pressão máxima de vapor será ambém maior, na mesma emperaura. É imporane saber que a pressão máxima de vapor de um líquido não depende da quanidade do líquido. A EBULIÇÃO DE UM LÍQUIDO Quando um líquido esá sendo aquecido, algumas moléculas colidem violenamene enre si e ornam-se livres. Com isso, forma-se porções de vapores no inerior da massa líquida, consiuindo desa forma as bolhas. Esas bolhas não sobem à superfície imediaamene, iso só ocorre quando a pressão denro da bolha igualase à pressão exerna. A esse fenômeno damos o nome de EBULIÇÃO. A PRESSÃO DE VAPOR E A TEMPERATURA DE EBULIÇÃO VAPOR VAPOR A ebulição de um líquido depende da pressão exerna, iso é, quano menor for a pressão exerna menor será a sua emperaura de ebulição. 20 C 20 C Exercícios: 0) Tendo em visa o momeno em que um líquido se enconra em equilíbrio com seu vapor, leia aenamene as afirmações a seguir: I. A evaporação e a condensação ocorrem com a mesma velocidade. II. Não há ransferência de moléculas enre o líquido e o vapor. III. A pressão de vapor do sisema se maném consane. IV. A concenração do vapor depende do empo. Das afirmações ciadas, são FALSAS: a) I e III. b) II e IV. c) II e III. d) I e II. e) III e IV. 02) Temos uma solução de pares iguais de água, éer eílico e eanol (álcool comum) em um recipiene fechado. As pressões parciais dos vapores dos líquidos esão na seguine ordem crescene: a) eanol, água, éer. b) água, eanol, éer. c) éer, álcool, água. d) éer, água, álcool. e) água, éer, álcool.
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com 4 03) Em um mesmo local, a pressão de vapor de odas as subsâncias puras líquidas: a) em o mesmo valor à mesma emperaura. b) em o mesmo valor nos respecivos ponos de ebulição. c) em o mesmo valor nos respecivos ponos de congelameno. d) aumena com o aumeno do volume de líquido presene, à emperaura consane. e) diminui com o aumeno do volume de líquido presene, à emperaura consane. 04) Devido à sua aliude, a pressão amosférica no opo do Pico da Bandeira é menor do que am. Enreano, ao nível do mar pode ser considerada igual a am. Em um recipiene abero: a) A água enra em ebulição a 00 ºC, ano no opo do Pico da Bandeira como ao nível do mar. b) A emperaura de ebulição da água é maior do que 00 ºC no Pico da Bandeira. c) A emperaura de ebulição da água é menor do que 00 ºC no Pico da Bandeira. d) A emperaura de ebulição da água é maior do que 00 ºC ao Nível do Mar. e) A emperaura de ebulição da água é menor do que 00 ºC ao Nível do Mar. 05) A emperaura de início de ebulição de uma solução conida em um béquer: a) não depende da pressão amosférica do local. b) depende do volume da solução. c) depende da quanidade de calor fornecida. d) depende da emperaura ambiene. e) depende do número de parículas dispersas por unidade de volume. 06) As propriedades coligaivas das soluções dependem: a) da pressão máxima de vapor do líquido. b) da naureza das parículas dispersas na solução. c) da naureza do solvene, apenas. d) do número de parículas dispersas na solução. e) da emperaura de ebulição do líquido. DIAGRAMA DE FASES Os rês esados físicos podem coexisir em equilíbrio em ceras condições de pressão e emperaura, chamado pono riplo. O pono riplo é caracerísico de cada subsância ou solução. pressão (am) T ( C) O pono T é o pono riplo e indica uma condição única de pressão e emperaura na qual enconramos as rês fases em equilíbrio. Exercícios: 0) A figura a seguir represena o diagrama de fases da água. Aravés desse diagrama, podemos ober imporanes informações sobre o equilíbrio enre fases. As linhas nele presenes represenam a coexisência das fases: sólido-líquido, líquido-vapor e sólido vapor. 760 pressão (mmhg) A I II III 00 Com base nas informações analise: B ( C) 0 0 A fase sólida é a fase mais esável na região I. A fase mais esável na região III do diagrama é a fase vapor. 2 2 No pono B do diagrama esão em equilíbrio as fases sólida e vapor. 3 3 No pono A esão em equilíbrio as fases sólida, líquida e vapor. 4 4 Na região II do diagrama a fase mais esável é a líquida.
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com 5 02) Com referência aos ponos assinalados no diagrama de fases, pode-se afirmar que: Pressão (am) 04) (Mackenzie-SP) Relaivamene ao diagrama de fases da água pura, é incorreo afirmar que, no pono: 4 760 Pressão (mmhg) M A N B 2 3 5 4,579 R D T C Temperaura ( C) a) no pono 3 coexisem somene as fases líquida e sólida. b) no pono só exise a fase de vapor. c) no pono 4 coexisem as fases líquida e vapor. d) no pono 2 esá localizado o pono riplo. e) no pono 5 esá localizado o pono riplo. 03) No diagrama de fases da água: 760 Pressão (mmhg) 0 0,0098 00 Temperaura ( C) a) A, em-se o equilíbrio enre água sólida e água líquida. b) B, em-se o equilíbrio enre água líquida e vapor. c) C, em-se, somene, água na fase vapor. d) T, as rês fases coexisem em equilíbrio. e) D, coexisem as fases vapor e líquida. 05) (UFRGS) Considere o diagrama que represena o equilíbrio enre fases da água pura. A linha que represena o fenômeno de granizo é: Pressão (mmhg) 5 6 LÍQUIDO A B ( C) SÓLIDO T 3 4 GASOSO as emperauras A e B são, respecivamene: a) ponos normais de fusão e ebulição. b) ponos normais de ebulição e fusão. c) ponos de sublimação e fusão. d) ponos de ebulição e sublimação. e) dois ponos riplos que a água possui. 2 a) () (2). b) (2) (). c) (4) (3). d) (5) (6). e) (6) (5). Temperaura ( C)
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com 6 As propriedades coligaivas são: Tonoscopia. Ebulioscopia. Crioscopia. Pressão osmóica. TONOSCOPIA ou TONOMETRIA É esudo da diminuição da pressão máxima de vapor de um solvene, provocada pela adição de um soluo não-voláil. VAPOR DO SOLVENTE VAPOR D ÁGUA P P solvene puro P > P solvene + soluo 0) Os rês frascos a seguir conêm água pura a 25 C. A B C P A P B P C Vários esudanes, ao medirem a pressão de vapor a 25 C, fizeram quaro anoações: P A = P B ; P A P C ; P C P B ; Quanas dessas anoações esão correas? a) uma. b) duas. c) rês. d) odas. e) nenhuma. 02) Dadas as seguines soluções aquosas: P A = P B = P C I. 2 mol/l de C 2 H 22 O. IV. 2 mol/l de KNO 3. II. 2 mol/l de HCl. V. 2 mol/l de (NH 4 ) 2 SO 4 III. 2 mol/l de C 6 H 2 O 6. Qual apresena a menor pressão máxima de vapor? a) I. b) II. c) III. d) IV. e) V. 03) (UNESP-SP) Comparando duas panelas, simulaneamene sobre dois queimadores iguais de um mesmo fogão, observa-se que a pressão dos gases sobre a água fervene na panela de pressão fechada á maior que aquela sobre a água fervene numa panela abera. Nessa siuação, e se elas conêm exaamene as mesmas quanidades de odos os ingredienes, podemos afirmar que, comparando com o que ocorre na panela abera, o empo de cozimeno na panela de pressão fechada será... a) menor, pois a emperaura de ebulição será menor. b) menor, pois a emperaura de ebulição será maior. c) menor, pois a emperaura de ebulição não varia com a pressão. d) igual, pois a emperaura de ebulição independe da pressão. e) maior, pois a pressão será maior.
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com 7 EBULIOSCOPIA ou EBULIOMETRIA É o esudo da elevação da emperaura de ebulição de um líquido puro, causado pela adição de um soluo não-voláil. e 0 e } e solvene puro e < 0 e solvene + soluo 0) Foi observado que o cozimeno de meio quilo de baaas em liro de água é mais rápido se adicionarmos 200g de sal à água do cozimeno. Considere as seguines possíveis explicações para o fao: I. A adição de sal provoca um aumeno da emperaura de ebulição da água. II. A adição de sal provoca um aumeno da pressão de vapor. III. O sal adicionado não alera a emperaura de ebulição da água, mas reage com o amido das baaas. Esá(ao) correa(s) a(s) explicação(ões): a) I apenas. b) II apenas. c) III apenas. d) I e II apenas. e) I, II e III. 02) Quando o café é aquecido em banho-maria, observa-se que: a) só o café ferve. b) o café e a água do banho-maria fervem. c) só o banho-maria ferve. d) o banho-maria ferve a uma emperaura menor que a da água pura. e) o café ferve a uma emperaura menor que a da água pura. 03)Indique a afirmaiva INCORRETA: a) Quano maior a emperaura, maior a pressão de vapores dos líquidos. b) A pressão de vapor de um líquido é inversamene proporcional ao volume do líquido. c) A água do mar enra em ebulição a uma emperaura mais ala que a água desilada. d) O líquido A em a 20 C a pressão de vapor igual a 30 mmhg; o líquido B, à mesma emperaura, em pressão de vapor igual a 60 mmhg; enão, a emperaura de ebulição de B é menor que a de A. e) Um líquido enra em ebulição quando sua pressão de vapor se orna igual à pressão exerna (amosférica). 04) Dois recipienes iguais conêm líquidos em coninua ebulição. O recipiene em água pura e o recipiene 2 em água do mar. O gráfico que melhor represena a variação das emperauras dos líquidos em função do empo é: a) T ( C) b) T ( C) c) T ( C) d) T ( C) e) T ( C) 2 2 2 2 2 (min) (min) (min) (min) (min) 05) Das soluções abaixo, a que ferverá mais rapidamene é 00 ml, de solução aquosa de: a) sulfao de cobre 0, mol/l. b) cloreo de cálcio 0, mol/l. c) bicarbonao de sódio 0, mol/l. d) glicose 0, mol/l. e) soda cáusica 0, mol/l.
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com 8 CRIOSCOPIA ou CRIOMETRIA É o esudo do abaixameno da emperaura de congelameno de um líquido puro, causado pela dissolução de um soluo não-voláil. c 0 c } c solvene puro solvene + soluo c > 0 c 0) Num congelador, há cinco fôrmas que conêm líquidos diferenes, para fazer gelo e picolé de limão. Se as fôrmas forem colocadas ao mesmo empo no congelador e esiverem, inicialmene, à mesma emperaura, via-se congelar primeiro a fôrma que coniver 550mL de: a) água pura b) solução, em água, conendo 50 ml de suco de limão c) solução, em água, conendo 00 ml de suco de limão d) solução, em água, conendo 50 ml de suco de limão e 50 g de açúcar. e) solução, em água, conendo 00 ml de suco de limão e 50 g de açúcar. 02) Em regiões de baixa emperaura, a adição de um soluo não-voláil aos radiadores dos auomóveis deve-se ao fao de ele provocar... na... do solvene exisene nos mesmos. a) diminuição; emperaura de solidificação. b) aumeno; emperaura de congelameno. c) diminuição; emperaura de ebulição. d) aumeno; pressão de vapor. e) diminuição; ensão superficial. 03) (UNIFOA-RJ) A presença de um soluo nãovoláil dissolvido em um solvene líquido alera o comporameno dese líquido na sua pressão de vapor que (x), no seu pono de ebulição que (y) e no seu pono de solidificação que (z). Respecivamene, podemos subsiuir x, y e z por: a) aumena, diminui e aumena. b) diminui, aumena e diminui. c) aumena, aumena e diminui. d) diminui, diminui e aumena. e) diminui, aumena e aumena. 04) Sob mesma pressão, comparando-se as emperauras de ebulição e de congelameno de uma solução aquosa de açúcar com as correspondenes para a água pura, em-se: a) valores maiores para as emperauras referenes à solução. b) valores menores para as emperauras referenes à solução. c) maior emperaura de ebulição e menor emperaura de congelameno para a solução. d) menor emperaura de ebulição e maior emperaura de congelameno para a solução. e) a mesma emperaura de ebulição e diferenes emperauras de congelameno para a solução e a água. 05) A adição de 50g de sacarose a um liro de água pura fará com que: a) sua pressão de vapor diminua. b) passe a conduzir correne elérica. c) sua pressão de vapor aumene. d) seu pono de ebulição diminua. e) seu pono de congelameno aumene. 06) (Rumo-2004) Foram preparadas cinco soluções aquosas diluídas, de mesma concenração molal dos sólidos abaixo. A solução que congela em emperaura mais próxima de 0 C é a de: a) cloreo de sódio. b) sacarose. c) sulfao de zinco. d) ácido acéico. e) ácido sulfúrico. 07) (UNIP-SP) A dissolução de cera quanidade de cloreo de sódio à água irá causar... a) aumeno da pressão máxima de vapor. b) diminuição do pono de ebulição. c) diminuição da pressão osmóica. d) diminuição do pono de congelameno. e) aumeno do pono de ebulição e do pono de congelameno.
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com 9 OSMOSE Alguns maeriais permiem a passagem de moléculas de solvene, mas não permiem a passagem do soluo desa solução. Tais maeriais são denominados de membranas semipermeáveis e o fenômeno da passagem do solvene de uma solução mais diluída para uma solução mais concenrada, por meio de uma membrana semipermeável chama-se osmose. SOLUÇÃO DILUIDA SOLVENTE SOLUÇÃO MAIS CONCENTRADA COM O TEMPO SOLVENTE SOLVENTE membrana semipermeável PRESSÃO OSMÓTICA (π) É a pressão exerna que deve ser aplicada a uma solução mais concenrada para eviar a sua diluição por meio de uma membrana semipermeável. membrana semipermeável pressão exerna (pressão osmóica) SOLUÇÃO DILUIDA SOLVENTE SOLUÇÃO MAIS CONCENTRADA CLASSIFICAÇÃO DAS SOLUÇÕES Dadas duas soluções A e B, separadas por uma membrana semipermeável e à mesma emperaura, com as suas concenrações diferenes, onde: membrana semipermeável SOLUÇÃO DILUIDA [B] < [A] SOLUÇÃO MAIS CONCENTRADA Podemos afirmar que: A solução A é hiperônica em relação à B. A solução B é hipoônica em relação à A. Se [A] = [B], eremos soluções isoônicas.
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com 0 0) Uma salada de alface foi emperada com uma solução de vinagre e sal. Após cero empo, as folhas de alface murcharam. A esse fenômeno chamamos de: a) dispersão. b) onomeria. c) ebuliomeria. d) crioscopia. e) osmose. 02) Um saco de celofane, conendo uma solução de sacarose (açúcar) aé a meade, é mergulhado num béquer conendo água, de modo que o saco fica ineiramene imerso na água do béquer. Sendo o celofane uma membrana semipermeável, observaremos depois de cero empo que: a) a água do béquer orna-se adocicada. b) a água do béquer passa oda para o saco. c) o volume da solução no saco aumena d) a concenração da solução no saco aumena. e) a solução do saco orna-se mais adocicada. 03) Sabe-se que por osmose o solvene de uma solução mais diluída aravessa uma membrana semipermeável em direção da solução mais concenrada. Sabe-se, ambém, que um peixe de água doce é hiperônico em relação a água do rio e hipoônico a água do mar. Se um peixe de água doce for colocado na água do mar ele: a) morre porque enra água do mar no seu corpo. b) morre porque sai água do seu corpo. c) morre porque enra sal no seu corpo. d) morre porque sai sal do seu corpo. e) sobrevive normalmene. 04) (Coves-2006) As propriedades de um solvene podem ser aleradas pela adição de soluos. Assim, emse alerações dos ponos de fusão e de ebulição, enre ouras. O efeio depende da concenração do soluo. Considerando o exo acima, podemos afirmar que: 0 0 Aplica-se para as chamadas propriedades coligaivas. Adição de um mol de NaCl a um liro de água deverá produzir o mesmo efeio sobre o pono de ebulição que a adição de um mol de Na 2 SO 4. 2 2 A pressão de vapor da água é ano maior quano maior for a concenração de NaCl nela dissolvido. 3 3 O pono de fusão da água do mar é mais baixo que o da água desilada. 4 4 Além dos ponos de fusão e de ebulição, podemos ciar, enre os efeios coligaivos, a pressão osmóica. 05) (PUC-PR) Volumes iguais de duas soluções, sendo uma de glicose (solução X) e oura de sacarose (solução Y), são posos em conao aravés de uma membrana semipermeável. Y X Y com o empo Com o passar do empo, houve aleração no nível de líquido dos comparimenos conforme mosrado nos esquemas acima. Com base nessas informações podemos afirmar que: a) a solução Y é hipoônica em relação a X. b) a solução Y é mais diluída que X. c) a solução Y em maior pressão osmóica que X. d) a solução X é hiperônica em relação a Y. e) a solução X em maior pressão osmóica que Y.
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com ESTUDO QUANTITATIVO TONOSCOPIA ou TONOMETRIA É esudo da diminuição da pressão máxima de vapor de um solvene, provocada pela adição de um soluo não-voláil. VAPOR DO SOLVENTE VAPOR D ÁGUA P P solvene puro P > P solvene + soluo Observe nas figuras que a pressão máxima do vapor do solvene puro (p) é maior que a pressão máxima do vapor da solução (p ). Podemos desacar, em função deses faos: Abaixameno absoluo da pressão máxima de vapor da solução: p p p Abaixameno relaivo da pressão máxima de vapor da solução: (ambém chamado de efeio onoscópico ou onomérico) p p p p p LEI DE RAOULT O cienisa François Marie Raoul verificou que: dissolvendo-se mol de qualquer soluo não-voláil e não-iônico, em kg de solvene, observa-se o mesmo efeio onoscópico. Raoul observou ambém que o efeio onoscópico varia na mesma proporção que a quanidade de soluo presene na solução. Como o número de mols presene em kg de solvene se chama molalidade (W) a lei de Raoul será: Em uma solução diluída de um soluo qualquer não-voláil e não iônico, o abaixameno relaivo da pressão máxima de vapor é direamene proporcional à molalidade da solução. p p K. W Como a molalidade é dada pela expressão: W 000. m m. 2 M A fórmula da lei de Raoul pode ser: p p K. 000. m m. M 2 A consane K é chamada de consane onoscópica ou onomérica molal do solvene e pode ser calculada pela relação: K M 2 000 Em que M 2 é a massa molar do solvene.
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com 2 Exercícios: 0) Uma solução aquosa foi preparada dissolvendo-se 00g de glicose (C 6 H 2 O 6 ) em 500g de água. Sabendo que a pressão máxima de vapor d água no local é 700 mmhg a uma dada emperaura, calcule: Dados: H 2 O = 8g/mol; C 6 H 2 O 6 = 80g/mol. O abaixameno relaivo da pressão máxima de vapor. O abaixameno absoluo da pressão máxima de vapor. A pressão máxima de vapor da solução na mesma emperaura. 02) Considere uma solução conendo 7,g de sacarose (massa molar = 342g) em 80g de água (massa molar = 8g). A pressão máxima de vapor dessa solução a 20 C é: Dado: Pressão de vapor da água a 20 C é 7,5 mmhg. a) 0,00 am. b) 0,023 am. c) 0,500 am. d) 7,4 am. e) 7,45 am. 03) A pressão máxima de vapor da água pura, a 20 C, é 7,54 mmhg. Dissolvendo-se 36g de glicose (massa molar de 80g) em 500g de água (massa molar de 8g), o abaixameno relaivo e o absoluo da pressão máxima de vapor da solução serão, respecivamene, iguais a: a) 0,0072 mmhg e 0,262 mmhg. b) 0,262 mmhg e 0,0072 mmhg. c) 0,0072 mmhg e 0,0072 mmhg. d) 0,262 mmhg e 0,262 mmhg. e) 7,532 mmhg e 24,36 mmhg. EBULIOSCOPIA ou EBULIOMETRIA É o esudo da elevação da emperaura de ebulição de um líquido puro, causado pela adição de um soluo não-voláil. e 0 e } e solvene puro solvene + soluo e < 0 e LEI DE RAOULT Em uma solução diluída de um soluo qualquer, não-voláil e não-iônico, a elevação da emperaura de ebulição é direamene proporcional à molalidade da solução. Maemaicamene: e K e. W ou K. e e 000. m m. 2 M
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com 3 Podemos calcular o valor de K e, para um deerminado solvene, pela relação: K e 2 R. T 000. L v onde: R é a consane universal dos gases perfeios (2 cal/k.mol). T é a emperaura absolua de ebulição do solvene puro. L v é o calor laene de vaporização do solvene puro (cal/g) 0) Uma solução aquosa de glicose apresena concenração 0,50 molal. Calcular a elevação do pono de ebulição da água. Dado: K e = 0,52 C/molal. a) 5,2 C. b) 2,6 C. c) 0,52 C. d) 0,26 C. e) 0,3 C. 02)2,0g de uma subsância X, dissolvida em 500g de água, sob pressão normal, enram em ebulição a 00,2 C. A massa molar de X é: Dado: K e = 0,52 C/molal a) 52 g/mol. b) 04 g/mol. c) 4,6 g/mol. d) 2,46 g/mol. e) 24 g/mol. CRIOSCOPIA ou CRIOMETRIA É o esudo do abaixameno da emperaura de congelameno de um líquido puro, causado pela dissolução de um soluo não-voláil. c 0 c } c solvene puro solvene + soluo c > 0 c LEI DE RAOULT Em uma solução diluída de um soluo qualquer, não-iônico, o abaixameno da emperaura de congelameno é direamene proporcional à molalidade da solução. Maemaicamene: K. c c W ou K. c c 000. m m. 2 M
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com 4 Podemos calcular o valor de K c, para um deerminado solvene, pela relação: K c 2 R. T 000. L f Onde: R é a consane universal dos gases perfeios (2 cal/k.mol). T é a emperaura absolua de ebulição do solvene puro. L f é o calor laene de fusão do solvene puro (cal/g). 0) O pono de congelameno de uma solução conendo 3g de eilenoglicol (C 2 H 6 O 2 ), comumene usado nos radiadores de auomóveis, em 200g de água, ao nível do mar, é: Dados: K c =,86 C/molal. C 2 H 6 O 2 = 62 g/mol. a),95 C. b),86 C. c) 5,32 C. d) 5,38 C. e) 0 C. CÁLCULO DA PRESSÃO OSMÓTICA Em 885, Van Hoff observou uma semelhança enre os comporamenos de uma solução e de um gás ideal e, parindo desa observação, propôs a deerminação da pressão osmóica aravés da equação dos gases perfeios: onde: π.v = n.r.t ou π = m.r.t R = consane universal dos gases perfeios. T = emperaura absolua (Kelvin). m = Molaridade da solução (mol/l). Exercícios: 0) A pressão osmóica exercida por uma solução aquosa,0 mol/l de glicose a OºC é: a) 22,4 am. b) 2,24 am. c) 224 am. d) 0,082 am. e) 62,3 am. 02) A pressão osmóica, a 27 C, de uma solução aquo sa que coném 6g de glicose (massa molar igual a 80g/mol) em 820 ml de solução é: a) 0,6 am. b) 0,8 am. c),0 am. d),2 am. e),4 am. 03) A uma emperaura de 27 C, 500 ml de uma soluçã o coném 34,2g de açúcar (C 2 H 22 O ). A pressão osmóica desa solução é: Dado: C 2 H 22 O = 342g/mol. a) 0, am. b) 0,2 am. c) 3,42 am. d) 4,45 am. e) 4,96 am.
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com 5 04) Uma injeção endovenosa deve er a mesma pressão osmóica do sangue para não lesar os glóbulos vermelhos. Se o sangue possui pressão osmóica igual a 7,65 am a 37 C, que massa de glicose (C 6 H 2 O 6 ) deve ser uilizada para preparar 0 ml de uma injeção endovenosa? Dado: C 6 H 2 O 6 = 80g/mol. a) 0,45g. b) 0,54g. c) 2,7g. d) 4,54g. e) 5,40g. PROPRIEDADES COLIGATIVAS EM SOLUÇÕES IÔNICAS Em concenrações iguais, verifica-se que os efeios coligaivos de soluções iônicas são maiores que em soluções moleculares. Iso ocorre devido a dissociação iônica do soluo, que aumena o número de parículas na solução. Por esa razão, Van Hoff propôs a criação de um faor de correção para as fórmulas das propriedades coligaivas, que passou a se chamar faor i de Van Hoff. O faor de Van Hoff é calculado pela relação maemáica: i = + α. (q ) Na qual: i é o faor de Van Hoff. α é o grau de dissociação ou ionização. q é o número de íons originados por uma fórmula do composo. Assim as fórmulas dos efeios coligaivos visas, em soluções iônicas, serão: TONOSCOPIA p p K. W. i EBULIOSCOPIA e K e. W. i CRIOSCOPIA K. c c W. i OSMOCOPIA π = m.r.t. i
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com 6 Exercícios: 0) O faor de Van Hoff i para CaCl 2 com grau de dissociação igual a 80% é: a) 0,80. b) 0,20. c) 2,6. d) 3,0. e) 2,0. 02) O sangue humano em pressão osmóica 7,8 am a 37 C. A massa aproximada de cloreo de sódio que deve ser dissolvida em água suficiene para preparar 4 L de solução isoônica, a ser uilizada nessa emperaura é: Dados: Na = 23 g/mol; Cl = 35,5 g/mol. a) 9g. b) 8g. c) 27g. d) 36g. e) 45g. 03) Tem-se 25 ml de cada uma das seguines soluções 0, mol/l; MgCl 2, NaCl, AlF 3, C 2 H 22 O e Na 2 CO 3. Apresenará maior pressão osmóica, a solução de: a) MgCl 2. b) NaCl. c) AlF 3. d) C 2 H 22 O. e) Na 2 CO 3. 04) No que se refere a efeios coligaivos, a água do mar se compora como uma solução 0,6 mol/l de NaCl, com grau de dissociação igual a 00%. A pressão osmóica da água do mar, a 25 C, é: a) 8 am. b) 22 am. c) 25 am. d) 29 am. e) 33 am. 05) Qual deve ser a concenração molar de uma solução de CaCl 2 (α = 00%) al que seja isoônica de uma solução 0,9 mol/l de NaCl (α = 00%), na mesma emperaura? a) 0,2 mol/l. b) 0,3 mol/l. c) 0,4 mol/l. d) 0,5 mol/l. e) 0,6 mol/l. 06) A 25 C, uma solução,2 mol/l de KC l (α = 00%) erá efeios coligaivos iguais aos de CaCl 2 (α = 00%) de concenração: a) 0,2 mol/l. b) 0,4 mol/l. c) 0,6 mol/l. d) 0,8 mol/l. e),0 mol/l. 07) Uma solução aquosa 0, mol/l de Ba(NO 3 ) 2 erá efeios coligaivos iguais aos de uma solução aquosa de uréia de concenração: a) 0, mol/l. b) 0,2 mol/l. c) 0,3 mol/l. d) 0,4 mol/l. e) 0,5 mol/l.
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com 7 EXPERIÊNCIA INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA FUSÃO E SOLIDIFICAÇÃO DA ÁGUA DO GELO Pressão B. L. A. C S. T V Temperaura ( C) Observando o diagrama de fases abaixo, podemos observar que a região BT corresponde ao equilíbrio sólido líquido. Esa curva se enconra ligeiramene inclinada para a esquerda. Iso significa que, numa dada emperaura, se aumenarmos a pressão sobre o gelo, ele enderá a se ransformar em líquido. Gelo... Gelo Peso Peso Peso Peso O efeio da pressão sobre o gelo pode ser verificado suspendendo-se um arame, com dois pesos, ao redor de um bloco de gelo (figura acima). A pressão do arame irá fundir o gelo, de modo que o arame afundará no bloco. Além da água, apenas bismuo e animônio se comporam dessa maneira. Geralmene, o aumeno da pressão ende a solidificar um líquido. A medida que o arame vai passando pelo bloco de gelo, a água vola a sofrer uma solidificação. Aplicações: 0) (UFPR) Pode-se aravessar uma barra de gelo usando-se um arame com um peso adequado (experiência de Tyndall) conforme a figura, sem que a barra fique dividida em duas pares. Qual a explicação para ese fenômeno? Gelo Gelo... Peso Peso Peso Peso a) A pressão exercida pelo arame sobre o gelo abaixa seu pono de fusão. b) O gelo, já corado pelo arame, devido à baixa emperaura se solidifica novamene. c) A pressão exercida pelo arame sobre o gelo aumena seu pono de fusão, manendo a barra sempre sólida. d) O arame, esando nauralmene mais aquecido, funde o gelo; ese calor, uma vez perdido para a amosfera, deixa a barra novamene sólida. e) Há uma ligeira flexão da barra e as duas pares, já coradas pelo arame, são comprimidas uma conra a oura, soldando-se.
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com 8 QUEM DERRETE PRIMEIRO? OBJETIVO: Verificar que a adição de um soluo não voláil a um solvene puro diminui a sua emperaura fusão e a propagação do calor denominada de convecção. MATERIAIS: 2 recipienes de vidro ransparenes. 2 pedra de gelo com corane. Água. Sal de cozinha. MODO DE FAZER: Coloque a mesma quanidade de água em dois recipienes de 250 ml e adicione um corane. Leve ao congelador a para formar os blocos de gelo. Adicione a mesma quanidade de água nos dois recipienes de vidro. Em seguida, em um dos recipienes, vá adicionando sal aé saurar a solução. Coloque simulaneamene um bloco de gelo colorido em cada recipiene e observe. O QUE ACONTECE? ) Em qual dos recipienes o coneúdo do gelo se espalhou mais? Porque? 2) A emperaura dos líquidos nos recipienes é a mesma em oda a sua exensão? Descreva. 3) Em qual recipiene o gelo derreeu mais? Porque?
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com 9 OBJETIVO: EFEITO COLIGATIVO: EBULIOSCOPIA Verificar que a adição de um soluo não voláil a um solvene puro aumena a sua emperaura de ebulição. MATERIAIS: 2 ubos de ensaio. 2 pegadores de roupa. Fone de calor. Água desilada. Sal de cozinha. MODO DE FAZER: Marque os dois ubos de ensaio, de forma a poder reconhece-los. Coloque água em um dos ubos de ensaio aé um erço de sua alura. Prepare uma solução concenrada de sal de cozinha, em água, dissolvendo duas colheres de sopa em meio copo de água. Coloque esa solução no ouro ubo de ensaio aé a mesma alura. Usando dois pegadores, aqueça os dois ubos lenamene, movendo-os sobre a chama, de modo que os dois ubos recebam a mesma quanidade de calor. Inicie o aquecimeno dos dois ubos de ensaio ao mesmo empo e coninue aé a ebulição da água desilada.
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com 20 SENTIDO DA OSMOSE Para saber em que senido o solvene aravessa a membrana semipermeável em uma osmose, iremos considerar as siuações abaixo: ª siuação: Coloque uma cenoura em uma salmoura, após algum empo ela perderá água e ficará murcha. cenoua + salmoura Anes Depois 2ª siuação: Coloque uma ameixa seca em água pura, após cero empo ela irá absorver água e inchar. ameixa + água pura Anes Depois Noe que, na primeira experiência, a água sai da cenoura (solução diluída) e passa para a salmoura (solução concenrada), enquano na experiência da ameixa a água penera na frua, que possui solução mais concenrada que a água pura. Observação: Os fenômenos são observados após um período aproximado de dois dias.
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com 2 JARDIM DE SILICATOS (Osmose) OBJETIVO: Verificar a formação de precipiados e o fenômeno da osmose. MATERIAIS: Frasco de boca larga. Água desilada. Silicao de sódio em solução concenrada. Crisais (não em pó) de: cloreo de cobalo, sulfao de cobre, cloreo de ferro III, cloreo de cálcio, sulfao de níquel, cloreo de manganês. MODO DE FAZER: Encha o frasco aé a meade com a solução concenrada de silicao de sódio. Complee com água e agie para ornar a misura homogênea. Adicione os maiores crisais de cada um dos sais (pode subsiuir o sal por ouro que enha o mesmo cáion). OBSERVAÇÕES: O silicao reage com cada um dos íons meálicos formando um precipiado gelainoso que se forma inicialmene ao redor dos crisais funcionando como uma membrana semi-permeável. A concenração do sal denro da membrana é maior do que do lado de fora. Desa forma a água ende a enrar na membrana para igualar as concenrações rompendo a mesma. O silicao de sódio novamene reage repeindo odo o processo.
Prof. Agamenon Robero PROPRIADES COLIGATIVAS www.agamenonquimica.com 22 OSMOSE EM SOLUÇÃO AQUOSA DE SULFATO DE COBRE MATERIAL NECESSÁRIO: Funil graduado. Recipiene de vidro (grande). Supore e garra de ferro. Solução aquosa de sulfao de cobre. Água desilada. Papel celofane. MONTAGEM: Solução de sulfao de cobre Água pura Observação: Podemos verificar a osmose, ambém, colocando uma faia de baaa em um recipiene com água pura e faias em vários recipienes com solução aquosa de cloreo de sódio (NaCl) de concenrações crescenes. Verificamos que a baaa fluua nas soluções mais concenradas, devido à perda de água.