Propriedades Coligativas

Propriedades Coligativas
São as propriedades como o ponto de solidificação e ebulição, que dependem do número de partículas dispersas em certa quantidade de solvente e independem da natureza das partículas do soluto.

Diagrama de Fases (Revisão):

Ponto triplo: Ponto triplo é a intersecção das três linhas de uma substância, indicando um estado no qual se estabelece o equilíbrio sólido « líquido « vapor . Somente a uma determinada temperatura e pressão, encontramos esse equilíbrio triplo.

No caso da água, esse equilíbrio estabelece-se a, e somente a, 0,01°C e 4,58 mmHg. Não existe líquido a uma pressão inferior à do respectivo ponto triplo. Assim, não existe água líquida a uma pressão menor que 4,58 mmHg. A uma pressão inferior à do ponto triplo, ocorre somente o equilíbrio sólido « vapor (sublimação).

Se adicionarmos um sal à água pura, temos alterações das propriedades físico-químicas da água, por exemplo, a temperatura de ebulição será maior. Consequentemente, o ponto triplo da mistura será diferente.

As principais mudanças sofridas por um líquido que contém um soluto não-volátil dissolvido são: A pressão de vapor diminui. Essa propriedade coligativa chama-se tonoscopia. O ponto de ebulição aumenta. Essa propriedade coligativa chama-se ebulioscopia. O ponto de congelamento diminui. Essa propriedade coligativa chama-se crioscopia.

Vejamos algunas situações relacionadas com essas propriedades: O uso de aditivos, como o etilenoglicol, à água do radiador de carros evita que ela entre em ebulição, no caso de um superaquecimento do motor. Nos países frios, em que o inverno é rigoroso, esse mesmo aditivo tem o efeito de evitar o congelamento da água do radiador.

Tonoscopia Para estudarmos essa propriedade, vamos relembrar o conceito de pressão máxima de vapor. Vamos imaginar um cilindro munido de um êmbolo totalmente apoiado em um líquido puro contido no seu interior.

Tonoscopia Se elevarmos o êmbolo, criaremos um espaço vazio, e o líquido começará a vaporizar-se. Inicialmente temos evaporação, pois ainda não existem moléculas no estado de vapor; II) A velocidade de evaporação é maior que a velocidade de condensação; III) Após algum tempo, a velocidade de condensação iguala-se à velocidade de evaporação e o sistema atinge um equilíbrio dinâmico;

Tonoscopia Em resumo, no início, a velocidade com que o líquido passa a vapor é alta e a velocidade com que o vapor volta ao líquido é baixa. No decorrer do processo, a velocidade com que o líquido passa a vapor vai diminuindo, e aumenta a velocidade com que o vapor volta ao líquido. Quando temos a impressão de que o processo parou, o que ocorreu realmente foi um equilíbrio, isto é, as duas velocidades se igualaram.

Tonoscopia Nesta situação, dizemos que foi atingida a pressão máxima de vapor do líquido. Líquido Vapor (equilíbrio dinâmico) Fatores que influenciam a pressão máxima de vapor: Temperatura: p.máxima de vapor Natureza do líquido: volatilidade p.máxima de vapor

Tonoscopia Exemplos:

Tonoscopia

Tonoscopia Quando adicionamos um soluto não-volátil a um líquido puro, a pressão máxima de vapor do solvente na solução (p) é menor que a do solvente (p2). Isso acontece, porque as partículas do soluto dispersas “seguram” as moléculas do solvente, impedindo-as de passarem para o estado de vapor.

Tonoscopia Esquematicamente, temos:
Propriedades Coligativas Tonoscopia Esquematicamente, temos:

Tonoscopia

Tonoscopia Em 1878 o químico francês François-Marie Raoult ( ) afirma que o efeito coligativo de um soluto não-volátil molecular em um solvente é diretamente proporcional à molalidade da solução e que assim o p é o produto da pressão máxima de vapor do solvente (p2) e da fração molar do soluto (x1).

Tonoscopia W = molalidade (mol/kg ou molal) Kt = constante tonoscópica Kt = MM do solvente/1000 p0 = p2 = solvente p = p2 – p(solução)

Tonoscopia Aplicação: No preparo de uma solução são dissolvidos 6 g de uréia (CON2H4) em 300 g de água, a 200C. Determine a pressão de vapor da água nessa solução, sabendo que a pressão máxima de vapor da água pura, a 200C, é de 23,5 mmHg.

Tonoscopia Aplicação: Dados: p0 = 23,5 mmHg n1 = 6 g/ 60 gmol-1 = 0,1 mol m2 = 300 g = 0,3 kg Kt = 18/1000 = 0,018 g/mol p = 0,018. 0,1. 23, p = 0,141 mmHg 0,3 p = p2 – p(solução) 0,141 = 23,5 – p Pressão da água na solução = 23,359 mmHg

Ebulioscopia É o estudo da elevação da temperatura de ebulição de um líquido, por meio da adição de um soluto não volátil. A diminuição da pressão máxima de vapor do solvente, devido à adição de um soluto, leva inevitavelmente ao aumento da temperatura de ebulição.

Ebulioscopia Te = Te(solução) – Te2 Ke = constante ebulioscópica Ke = RT2 /1000.Lv W = molalidade (mol/kg)

Crioscopia É o estudo do abaixamento da temperatura de congelação de um líquido, por meio da adição de um soluto. A diminuição da pressão de vapor do solvente, devido à adição de um soluto, leva à diminuição da temperatura de congelamento.

Crioscopia Tc = Tc2 – Tc(solução) Kc = constante crioscópica Kc = RT2 /1000.Lf W = molalidade (mol/kg)

Ebulioscopia e Crioscopia: Graficamente, podemos representar os efeitos ebulioscópico e crioscópico:

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