1 Ciências Naturais e suas Tecnologias AULA DIGITAL QUÍMICA 22. Propriedades Coligativas das Soluções.

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2 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 2 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL Índice Propriedades Coligativas das Soluções Pressão de Vapor de um Líquido A Temperatura de Ebulição da Água nas Diferentes Altitudes A Panela de Pressão A Pressão de Vapor de várias substâncias O Diagrama de Fases Tonoscopia Ebulioscopia e Crioscopia Osmoscopia Solutos que se ionizam ou se dissociam Estudo Quantitativo das Propriedades Coligativas das Soluções

3 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 3 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL Pressão de Vapor de um Líquido Pressão de vapor de um líquido Se deixarmos um frasco aberto, contendo água pura, em contato com o meio ambiente, com o tempo ocorrerá a evaporação dessa água até seu desaparecimento total.

4 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 4 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL Pressão de Vapor de um Líquido Por outro lado, se essa quantidade de água pura estiver contida num recipiente fechado, a evaporação acontecerá, mas, desta vez, em equilíbrio com a condensação:

5 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 5 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL à medida que moléculas de água passam para o estado de vapor, este vai ficando contido no recipiente devido a seu fechamento, até o momento em que ocorre a saturação de vapor, quando se estabelece o equilíbrio químico entre o líquido e o vapor Pressão de Vapor de um Líquido

6 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 6 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL Alguns líquidos evaporam mais facilmente do que outros. Pressão de Vapor de um Líquido

7 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 7 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL Pressão de Vapor de um Líquido A evaporação de um líquido depende de três fatores: natureza do líquido: quanto menores forem as forças de atração intermoleculares, maior será a velocidade de evaporação; temperatura: quanto mais alta a temperatura, maior será a energia cinética das moléculas e maior será a velocidade de evaporação; superfície da fase líquida: quanto maior for a superfície da fase líquida, maior será a velocidade de evaporação.

8 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 8 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL Aumentando-se a temperatura, o equilíbrio (endotérmico) desloca-se no sentido da água gasosa: aumenta a quantidade de vapor e aumenta a pressão de vapor. Pressão de Vapor de um Líquido Observe a tabela abaixo e a reprodução desses dados no gráfico:

9 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 9 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL A Temperatura de Ebulição da Água nas Diferentes Altitudes Ebulição é a passagem do estado líquido para o estado gasoso, com a característica de formação de bolhas.

10 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 10 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL A Temperatura de Ebulição da Água nas Diferentes Altitudes Na tabela do texto anterior, podemos observar que a pressão de vapor da água a 25º C é de 23,8 mmHg, aumentando gradativamente à medida que a temperatura aumenta, chegando a 760 mmHg à temperatura de 100 o C

11 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 11 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL A Temperatura de Ebulição da Água nas Diferentes Altitudes Para que a água ferva e consiga vaporizar, é necessário que a pressão de vapor das bolhas formadas seja, no mínimo, igual à pressão atmosférica.

12 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 12 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL A Temperatura de Ebulição da Água nas Diferentes Altitudes A pressão atmosférica varia de acordo com a altitude: é diferente nos vários locais da Terra. Como consequência, a temperatura de ebulição também assume diferentes valores.

13 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 13 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL A Panela de pressão A Panela de Pressão Para acelerar o cozimento dos alimentos, foi desenvolvido um recipiente fechado no qual se consegue obter condições de pressão maior que a atmosférica: é a conhecida panela de pressão, em que o aumento da pressão provoca o aumento da temperatura da água e alimentos no seu interior, chegando a valores próximos de 120ºC. Como a panela é hermeticamente fechada, o vapor d’água que vai se formando não consegue se dispersar, o que vai aumentando a pressão interna da panela, tornando-a maior que a pressão atmosférica.

14 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 14 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL A Pressão de Vapor de várias substâncias A Pressão de vapor de várias substâncias Cada substância possui, a uma dada temperatura, sua pressão de vapor. Quanto mais volátil: maior é a pressão de vapor da substância a uma temperatura; menor é o ponto de ebulição da substância.

15 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 15 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL O Diagrama de Fases Como o gráfico das pressões de vapor, em função da temperatura, representa os pontos de equilíbrio entre as fases líquida e gasosa, podemos ampliá-lo inserindo os pontos de equilíbrio entre as fases sólida e líquida e os pontos de equilíbrio entre as fases sólida e gasosa, obtendo, assim, nosso já conhecido diagrama de fases O Diagrama de Fases

16 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 16 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL Tonoscopia Imagine dois recipientes abertos contendo um deles água pura e outro uma solução aquosa de açúcar, conforme figura abaixo: Se deixarmos os dois recipientes em contato com o meio ambiente, perceberemos que a evaporação no recipiente que contém apenas água é mais intensa do que a evaporação no recipiente que contém a solução aquosa de açúcar.

17 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 17 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL Tonoscopia As partículas do açúcar na solução formam uma espécie de obstáculo, dificultando a evaporação das moléculas de água. Experimentalmente, verifica-se que a pressão de vapor da água pura é maior que a pressão de vapor da água na solução. Graficamente, podemos representar esses dados da seguinte forma:

18 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 18 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL Ebulioscopia e Crioscopia Imagine novamente dois recipientes contendo respectivamente água e solução de glicose em água, conforme figura abaixo: verifica-se que a adição de um soluto não volátil provoca um aumento na temperatura de ebulição e uma diminuição na temperatura de congelamento da água

19 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 19 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL Ebulioscopia e Crioscopia o soluto adicionado funciona como uma espécie de barreira que dificulta a passagem das moléculas do solvente do estado líquido para o estado gasoso Por isso, as moléculas do solvente necessitam de mais energia para passar do estado líquido para o estado gasoso. Se houver um aumento de energia, consequentemente também haverá um aumento na temperatura.

20 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 20 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL Ebulioscopia e Crioscopia Verifica-se também que a adição de um soluto não volátil funciona como uma espécie de barreira que dificulta a aproximação entre as moléculas do solvente, de forma que, para mudar do estado líquido para o estado sólido é necessário tirar mais calor do que se tiraria se o solvente estivesse sozinho.

21 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 21 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL Osmoscopia Ocorre quando duas soluções de concentrações diferentes são colocadas no mesmo recipiente, separadas por uma membrana semipermeável, ou seja, uma membrana que permite apenas a passagem do solvente do meio menos concentrado para o meio mais concentrado: a osmose.

22 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 22 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL Osmoscopia A pressão que deve ser exercida no sentido de impedir a passagem do solvente é chamada pressão osmótica.

23 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 23 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL Solutos que se ionizam ou se dissociam Ao estudar as propriedades coligativas, verificamos que elas dependem apenas do número de partículas, independendo da natureza do soluto. No entanto, existem substâncias que, colocadas em água, sofrem processos de ionização (como é o caso dos ácidos) ou dissociação (no caso dos eletrólitos). Suponha as soluções A e B: Na solução de NaC l o efeito coligativo será duas vezes mais acentuado que o da solução de C6H12O6, por ter mais partículas de soluto.

24 Ciências Naturais e suas Tecnologias www.sistemacpv.com.br 24 QUÍMICA Capítulo 22 Propriedades Coligativas das Soluções AULA DIGITAL Estudo Quantitativo das Propriedades Coligativas das Soluções