QUÍMICA Plano de Estudo Tutorado – Volume 2 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica Prof ª. Carla Jardim.

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2 QUÍMICA Plano de Estudo Tutorado – Volume 2 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica Prof ª. Carla Jardim

3 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica As PROPRIEDADES COLIGATIVAS são propriedades que se originam a partir da presença de um soluto não-volátil e um solvente. -Tonoscopia; -Ebulioscopia; -Crioscopia; -Osmoscopia.

4 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica 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.

5 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica 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. Exemplodepressãodevapordaáguapurae emsolução: -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

6 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica Importante: Apressãodevapordeumsolventepuro sempreserá maior do que a pressão de vapor de uma solução. Quantomaioraquantidadedepartículasemuma solução, menor será a sua pressão de vapor.

7 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica Fonte: Alunos Online.

8 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica 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

9 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica -Evaporação:acontecenasuperfíciedo líquido.Éuma vaporização lenta. -Ebulição:acontecenointeriordolíquido.Éuma vaporizaçãomaisturbulenta,comformaçãodebolhas. - Calefação: é uma passagem muito rápida do estado líquido para vapor. Quase que instantânea.

10 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica * 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

11 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica 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.

12 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica 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.

13 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica Cidade / LocalAltitude em relação ao nível do mar (m) P.E. aproximado da água (°C) Rio de Janeiro0100 São Paulo75097 Campos do Jordão1.62895 Cidade do México2.24092 La Paz3.63688 Monte Everest8.84870

14 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica 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

15 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica 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.

16 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica 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

17 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica EXERCÍCIOS

18 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica 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 %

19 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica 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

20 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica 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 ): x1 =x1 = n1n1 n 1 + n 2

21 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica Onde: n = m/M n 1 = m 1 n1=n1=650n 1 = 10,5 mol M1M1 62 n 2 = 83,3 moln2= m2M2n2= m2M2 n 2 = 1500 18

22 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica 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%.

23 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica a) 23 % b) 11 % c) 15 % d) 31 % e) 0,1 %

24 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica 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? P solução = ? P solvente puro = 6,4 kPa n solvente = 4,0 mol n soluto = 0,8 mol x solvente = ?

25 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica Utilizando a Lei de Raoult, temos: P solução = x solvente.P solvente puro P solução = x solvente.6,4 kPa

26 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica É preciso, portanto, descobrir a fração em mol da água: X solvente =n solvente X solvente = n solvente + n soluto 4,0 (4,0+ 0,80) X solvente = 0,833

27 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica 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

28 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica 3. (Vunesp-SP)Aumadadatemperatura,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.

29 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica 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 Total = 0,1 mol de partículas em solução.

30 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica b) 1 C 12 H 22 O 11(s) →1 C 12 H 22 O 11(aq)0,2 mol Total = 0,2 mol de partículas em solução. c) 1 HCℓ (g) + 1 H 2 O (ℓ) →1 H 3 O + + Cℓ -(aq) 0,1 mol0,1 mol0,1 mol0,1 mol Total = 0,2 mol de partículas em solução.

31 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica d ) 1 HCℓ (g) + 1 H 2 O (ℓ) → 1 H 3 O + + Cℓ -(aq) 0,2 mol0,2 mol 0,2 mol 0,2 mol Total = 0,4 mol de partículas em solução. e) 1 NaOH (s) → 1 Na + + 1 OH -(aq) 0,1 mol0,1 mol 0,1 mol Total = 0,2 mol de partículas em solução.

32 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica 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.

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