EBULIOSCOPIA
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EBULIOSCOPIA: DETERMINAÇÃO DA MASSA MOLAR DE DIFERENTES
SOLUTOS
Amanda CunhaKarin MazurLucas CoelhoNaysla Paulo ReinertSuélen Seledes Rodrigues
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINADEPARTAMENTO DE QUÍMICAQMC5416 - FÍSICO- QUÍMICA EXPERIMENTAL APROFESSOR: LUIZ FERNANDO PROBST
Propriedades coligativas: dependem, exclusivamente, do número de partículas do soluto presentes, e não da natureza química das partículas• Ebulioscopia: elevação do ponto de ebulição Teb pela adição
de um soluto não-volátil
Relações matemáticas: admitir que o soluto não seja volátil e não se dissolva no solvente sólido. • equilíbrio heterogêneo: entre o solvente da fase vapor e o
solvente em solução sendo a pressão igual a 1 atm. Assim:
*A(g) = *A (l) + RT lnxA
Origem: redução do potencial químico do solvente líquido provocada pela presença do soluto.
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• Um soluto com uma fração molar xB causa um aumento na Teb normal de T* para T* + T:
• A elevação de Teb pode ser escrita como:
T = Keb. b1 • massa molar (MMB) do soluto:
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Material Necessário- Reagentes: Etanol, uréia, ácido benzóico, ácido salicílico
- Vidraria: Chapa com agitação béquer de 600 mL tubo de ensaio garra pipeta volumétrica de (25mL) rolha de borracha com dois furos termômetro (0 – 110oC), pedacinhos de porcelana tubo de vidro que se encaixe num dos buracos da rolha
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Termômetro
Tubo de vidro
Tubo de ensaio
Béquer
Suporte universal
Chapa de aquecimento
Garra
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- Parte Experimental• Preparar banho-maria de 85oC num béquer de 600 mL. • Adicionar 25 mL de etanol com uma pipeta volumétrica no tubo de ensaio • Pedacinhos de porcelana devem ser colocados para auxiliar na a ebulição.• Fechar o tubo de ensaio com a rolha de borracha com dois furos e inserir
num dos furos um termômetro e, no outro, um tubo de vidro.• Imergir o tubo de ensaio no banho de água.• Ler a temperatura do termômetro assim que o etanol entrar em ebulição, a
temperatura fique constante ( 79 oC). • Retirar o tubo de ensaio do banho e deixe-o resfriar por alguns minutos.• Cuidadosamente remova a rolha e adicione cerca de 2,50 g de uréia• Recoloque a rolha e o tubo no banho. Deixe a solução ebulir gentilmente
por vários minutos até que todo o soluto esteja dissolvido • Anote a Teb da solução. • Repita o procedimento com ácidos benzóico e salicílico
Uréia Ácido benzóico Ácido salicílico
Massa 2,53g 2,52g 2,48g
Teb(solução) 80,5°C 79°C 79°C
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Dados obtidos:
T*eb(Etanol) = 78,5°C; VEtanol = 25mL
Determinar a molalidade de cada solução (Keb (etanol) = 1,22 °C.kg.mol-1)
T = Keb . b1
URÉIA
1
1
64,1
.22,12
.
molKgb
bCKgmolC
bKT
sol
sol
solebExp
1
1
41,0
.22,15,0
.
molKgb
bCKgmolC
bKT
sol
sol
solebExp
1
1
41,0
.22,15,0
.
molKgb
bCKgmolC
bKT
sol
sol
solebExp
ÁCIDO BENZÓICO ÁCIDO SALICÍLICO
Cálculo da massa molar dos solutos:detanol = 0,785 g.cm-3, logo, a massa de solvente (m2):
0,785g ----------------- 1mL x ----------------- 25mLx = 19,625g ou 0,0196kg
Para calcular a massa molar dos solutos:
Calculando a massa molar da uréia
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MASSA MOLAR ÁCIDO BENZÓICO MASSA MOLAR ÁCIDO SALICÍLICO
SolutoMassa Molar Experimental
Massa Molar Teórica Erro
Uréia g.mol-1 60,11g.mol-1 31%
Ácido Benzóico
g.mol-1 122,13g.mol-1 156%
Ácido Salicílico g.mol-1 138,12g.mol-1 123%
Resultados obtidos
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Cálculo do valor do Teb teórico das soluções
T = ( RT*2 ) xB
VapH
- Para a solução EtOH + uréia:
nB= mB/MB
nB=(2,53g)/(60,11g.mol-1)
nB=0,042mol
nsolução = nB + nsolvente
nsolução= 0,042mol + 0,426mol
Nsolução = 0,468mol
xuréia= 0,042 = 0,090mol
0,468
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Teb teórico da solução etanol + uréia:
T = 8,314J K-1mol-1 x ( 351,85 K)2 x 0,090 = 2,40K38600 J mol-1
- Para a solução EtOH + ácido benzóico:
Teb teórico da solução etanol + ácido benzóico:
T = 8,314J K-1mol-1 x ( 351,85 K)2 x 0,045 = 1,19 K38600 J mol-1
nB= mB/MB
nB=(2,52g)/(122,13g.mol-1)
nB=0,020mol
nsolução = nB + nsolvente
nsolução= 0,020mol + 0,426molnsolução=0,446mol xác.benzóico= 0,020 = 0,045mol 0,446
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- Para a solução EtOH + ácido salicílico:
Teb teórico da solução etanol + salicílico:
T = 8,314J K-1mol-1 x ( 351,85 K)2 x 0,040 = 1,07 K38600 J mol-1
Dados finais
nB= mB/MB
nB=(2,48g)/(138,12g.mol-1)
nB=0,018mol
nsolução = nB + nsolvente
nsolução= 0,018mol + 0,426molnsolução=0,444molxác.salicílico= 0,018 = 0,040mol 0,444
Solução Tteórico Texperimental Erro
Etanol + uréia 2,40K 2K 16%
Etanol + ác.benzóico 1,19 K 0,5K 58%
Etanol + ác.salicílico 1,07 K 0,5K 53%
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• Os resultados obtidos não foram satisfatórios (os erros apresentaram valor elevado)
• Erros provavelmente por:1. contaminação dos materiais utilizados2. presença de impurezas nos reagentes3. presença de umidade nos solutos 4. erros na determinação da leitura da temperatura de ebulição
devido à baixa clareza da graduação do termômetro.• Considerando as soluções experimentais como sendo ideais, a
associação ou dissociação das moléculas do soluto em solução é desconsiderada.
• As massas pesadas para os solutos foram parecidas, porém seus pesos moleculares são diferentes. Então a relação entre o número de mols presente (de cada soluto) é diferente, o que faz com que e a temperatura de ebulição das misturas também seja diferente.
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• Os três solutos possuem interações intermoleculares do tipo ligação de hidrogênio com o solvente, portanto, quanto maior for as possibilidades para a interação, maior será o ponto de ebulição.
Ligações de hidrôgenio na uréia
Ligações de hidrogênio no ácido benzóico
Ligações de hidrogênio no ácido salicílico
• Atkins, P.W., Físico Química, 7ª Ed. Vol 1, LTC• Handbook of Physical and Chemistry Constants• Probst, L.F.D., Ebulioscopia: determinação da massa
molar de diferentes solutos
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