PROPRIEDADES COLIGATIVAS São alterações que ocorrem nas propriedades de um solvente,quando nele...
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PROPRIEDADES COLIGATIVAS
São alterações que ocorrem nas propriedades de um solvente,quando nele se adiciona um soluto não-volátil
Água pura(1atm)TE= 100 ° CTC= 0 ° C
Água pura + NaCl(1atm)TE >100 ° CTC< 0 ° C
Tais propriedades não dependem da natureza do soluto,mas de sua concentração
Diminuição da pressão
de vapor do solvente na
solução;
Aumento da temperatura de ebulição do solvente na solução;
Diminuição da temperatura
de congelação do solvente na
solução;
Pressão osmótica
da solução;
PRESSÃO DE VAPOR
O estabelecimento do equilíbrio líquido vapor
Pressão máxima de Vapor de um líquido é a pressão que o vapor exerce quando em equilíbrio com o líquido correspondente.
PRESSÃO DE VAPOR E TEMPERATURA
PRESSÃO DE VAPOR E VOLATILIDADE
Quanto maior a volatilidade de uma substância,maior sua pressão de
vapor.
PRESSÃO DE VAPOR E TEMPERATURA DE EBULIÇÃO
Um líquido entra em ebulição quando sua pressão de vapor igualar-se a pressão
atmosférica
P vapor = P atm
t > 100t < 100
P < 760
P > 760
Em locais de maior altitude
Menor pressão
atmosférica
Menor o PE da
substância
• H2O > Solução
Volatilidade
Água pura(1atm)TE= 100 ° CTC= 0 ° C
Água pura + NaCl(1atm)TE >100 ° CTC< 0 ° C
Um abaixamento da pressão de vapor ( ∆p)
Um abaixamento da temperatura de congelação ( ∆tc)
Uma elevação da temperatura de ebulição ( ∆te)
A adição de solutos não voláteis no solvente provocam:
Efeito Tonoscópico ( ∆p)
Pode-se dizer que as partículas do soluto
“atrapalham” a evaporação das
moléculas de solvente.
O gráfico mostra o abaixamento da
pressão de vapor de uma solução
H2O > Solução
Pressão de Vapor
H2O < Solução
Temperatura de Ebulição (TE)
Como visto a pressão de
vapor de uma solução é
menor do que a do solvente puro, pois a “moléculas”
do soluto “atrapalha” a evaporação
do solvente.
Deste modo, a solução
emite menos
vapores, e será
necessário mais calor para ferver a solução.
O gráfico mostra a elevação
da temperat
ura de ebulição de uma solução
O Diagrama de Fases mostra a diferença entre as curvas da água pura e de uma solução aquosa. Pode-se reparar a variação da pressão de vapor (DPv) e da temperatura de ebulição (Dte), estudados anteriormente.
Efeito Crioscópico (∆tc)
H2O > Solução
Temperatura de Congelação (TC)
A adição de um soluto à água
dificulta a congelação do
solvente, sendo necessário um
esfriamento mais intenso para que a
solução congele. Desta forma
uma solução irá congelar a uma
temperatura inferior à do
solvente puro.
O gráfico mostra o
abaixamento da
temperatura de congelação
de uma solução
∆p
∆te
C6H12O6
CÁLCULO DO NÚMERO
DE PARTÍCULAS DISSOLVIDAS
substâncias não eletrolíticas (a = 0 %)
Soluções moleculares eletrólitos
fortes (a = 100 %)
Soluções Iônicas
1 mol de glicose (C6H12O6 )
1 mol de partículas
1 mol de NaCl
Dissociaçãoiônica
Na+ Cl-
N = n’• Este tipo de composto não
sofre dissociação eletrolítica, logo i = 1.
• Exemplos: glicose, sacarose, glicerol, etc.
No inicial de “moléculas”
No final de partículasdissolvidas
N = n’. i
Fator de Van’ t Hoff
Fator de Van’t Hoff (i): indica o número de partículas formadas por “molécula”dissolvida.
i = 1 + a (q-1)
i…fator de Van’ t HoffOnde a …grau de dissociação ou ionização q … número de íons formados na dissociação
Exemplo: CaCl2 ( = 100%)aCaCl2 Ca2+ + 2 Cl-
q = 3
i = 1 + a (q-1)i = 1 + 1 (3-1)i = 3
Niα = ––– Nd
q = 2
N = n’. Q N = 1 . 2 = 2 mol
• Este tipo de composto sofre dissociação eletrolítica total, logo i = q.
• Exemplos: sais solúveis, ácidos e bases fortes.
N= 2 mol de partículas dissolvidas
α = 0 (o soluto não se ioniza) i =1 Solução molecular
α= 100% (1) (todas as moléculas se ionizam) i=q Solução Iônica
Este tipo de composto sofre dissociação eletrolítica parcial, logo i = 1 + a (q-1)
Exemplos: ácidos fracos (H2S, ácido acético, etc.) e bases fracas (NH4OH, etc.)
n’= 1 mol de NH4OH (a = 5%) NH4OH NH4+ + OH-
q = 2
i = 1 + a (q-1)i = 1 + 0,05 (2-1)i = 1,05
N = n’. i N = 1 . 1,05 = 1,05 mol
N=1,05 mol de partículas dissolvidas
eletrólitos fracos (a < 100 %)
Soluções Iônicas
Raoult
Como o número de mols presente em 1kg de solvente se chama molalidade (W) a lei
de Raoult :
“O efeito coligativo produzido num solvente pela adição de um soluto não-volátil é diretamente proporcional a molalidade da solução”
R = constante = 1,98 cal/mol. K;L = calor latente de fusão/ vaporização do solvente (cal/g);T = ponto de fusão do solvente em Kelvin;
EFEITOS COLIGATIVOS QUANTITATIVOS
1 mol de qualquer soluto não-volátil e não-iônico
1 Kg de solvente
observa-se o mesmo efeito Coligativo
Efeito tonoscópico: ∆p / p0 = k t . W. (Kt = Massa
Molar solvente/1000)
Efeito ebulioscópico: ∆te = k e . W. R .T2/1000 . L
(Ke = Kc)
Efeito crioscópico: ∆t c = k c . W.
A intensidade do efeito coligativo pode ser determinado quantitativamente pelas equações:
(Kt) indica o valor do abaixamento relativo da pressão de vapor de uma solução, quando se adiciona 1 mol de um soluto qualquer a 1kg de água.
(Ke) representa o valor da elevação da temperatura de ebulição de uma solução, quando se adiciona 1 mol de um soluto qualquer a 1kg de água.
(Kc) representa o valor do abaixamento da temperatura de congelação de uma solução, quando se adiciona 1 mol de um soluto qualquer a 1kg de água.
EFEITOS COLIGATIVOS EM SOLUÇÕES IÔNICAS
EC’ > ECSolução Iônica
Solução molecular
EC’ = i ECFator de Van ’t Hoff
1 mol de glicose (C6H12O6 )
C6H12O6
1 mol de partículas
1 mol de NaCl
Dissociaçãoiônica
Na+ Cl-
2 mol de partículas
Solução A Solução B
Nº de partículas do soluto B= 2. Nº de partículas do soluto A
Solutos iônicos(ou ionizáveis),
produzem um efeito coligativo mais acentuado
produzem um maior número
de partículas em solução devido à dissociação (ou ionização)
que sofrem
Este aumento de partículas é indicado pelo fator de Van’ t Hoff (i).
• Assim, para calculara intensidade do efeito coligativo neste tipo de solução, devemos utilizar i. Veja:
Efeito tonoscópico: ∆p / p0 = k t . W. i
Efeito ebulioscópico: ∆te = k e . W. i
Efeito crioscópico: ∆t c = k c . W. i
OSMOSE E PRESSÃO OSMÓTICA ()
Osmose é a passagem de um solvente para a respectiva solução ou a passagem do solvente de uma solução diluída para outra mais concentrada através de
uma membrana semipermeável.
Na realidade, quando nos referimos ao deslocamento do solvente através da membrana semipermeável, estamos
nos referindo ao deslocamento resultante,pois o solvente é deslocado para os dois meios,porém, com maior
intensidade do meio hipotônico para o meio hipertônico.
A pressão necessária para impedir que o fenômeno da osmose aconteça é chamada de PRESSÃO OSMÓTICA ().
A pressão osmótica de uma solução é numericamente igual à pressão exercida sobre a superfície da solução que anula o deslocamento do solvente através da membrana semipermeável.
. V = n . R . T ou = M .
R . T
A pressão osmótica de uma solução é diretamente proporcional a sua concentração molar (M)
CLASSIFICAÇÃO DAS SOLUÇÕES • A solução A é
hipertônica em relação à
B.
• A solução B é hipotônica em relação à
A.
• Se [A] = [B], teremos
soluções isotônicas.
onde:• R = constante dos gases perfeitos.• T = temperatura absoluta (Kelvin).• M = Molaridade da solução (mol/L).
( A> B) Solução
A é hipertô
nica
( A< B) Solução
A é hipotôni
ca
( A= B) Solução
é isotônica
Esse processo é aplicado na Arábia Saudita para obtenção de água potável a partir da água salobra (dessalinização),onde a água salgada é forçada para dentro da célula a uma pressão superior à
pressão osmótica,as partículas do soluto ficam retidas na membrana semipermeável ,e as moléculas do solvente são
forçadas a sair da solução (água salgada) passando pela membrana semipermeável.
>
P externa> : Osmose reversa
Ao aplicar sobre a superfície da
solução,uma pressão externa superior à pressão osmótica,
temos a inversão do fluxo do solvente,que passa agora a transitar
do meio hipertônico para o meio
hipotônico.Esse processo é denominado
osmose reversa.
APLICAÇÕES DOS EFEITOS COLIGATIVOS Em países frios,no
inverno,espalha-se sal em pontos
perigosos de rodovias.A
temperatura de congelação da
água diminui,evitando
a formação de gelo
Também em países frios,no
inverno,colocam-se
anticongelantes na água doa
radiadores dos veículos.A
temperatura de congelação da água diminui
evitando que,com o motor
desligado,a água congele e cause danos ao motor.
Sorvetes são fabricados em tambores que
giram dentro de uma solução de
salmoura.A temperatura de congelação da
água diminui,fazendo
com que a solução
permaneça no estado líquido,em
temperaturas bem inferiores a
0° C.
EFEITO CRIOSCÓPI
CO