Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 01 a) Incorreta. O aumento da temperatura desloca o equilíbrio para o lado direito, no sentido da formação do vapor (transformação endotérmica). b) Incorreta. Quanto mais volátil o líquido, menor será sua temperatura de ebulição e maior sua pressão de vapor. c) Incorreta. Quanto maior a temperatura, maior a quantidade de vapor. d) Correta. A adição de um soluto não volátil diminui a pressão de vapor do líquido, fazendo com que sua temperatura de ebulição aumente. e) Incorreta. Quanto mais intensa as forças intermoleculares, maior será a temperatura de ebulição e, por consequência, mais difícil será a formação da fase gasosa. Resposta: D 1 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 02 A vaporização é um processo endotérmico, pois necessita da absorção de energia. Por ser um sistema aberto, não há o equilíbrio entre a fase líquida e fase de vapor, e a vaporização acontece até terminar o líquido. Resposta: C 2 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 03 O experimento descrito é um método de determinação da pressão de vapor de um líquido, e seu valor, no experimento descrito, é (h – h1), supondo que o vapor é saturante. Resposta: A 3 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 04 As propriedades coligativas das soluções dependem do número de partículas dispersas na solução. Resposta: D 4 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 05 A pressão de vapor depende da temperatura e, pelo gráfico, quanto maior a temperatura, maior a pressão de vapor. A uma mesma temperatura, a substância A possui maior pressão de vapor e, por consequência, menor temperatura de ebulição que a substancia B. Logo, as forças intermoleculares presentes na substância A serão mais fracas que as presentes na substância B. A adição de um soluto não volátil a um solvente puro faz com que sua pressão de vapor diminua. Portanto, a alternativa correta é a b. Resposta: B 5 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 06 Pressão de vapor de A = 0,9 atm a 50 ºC Pressão de vapor de b = 0,7 atm a 50 ºC Resposta: a) Líquido A: ferve a 57 ºC; líquido B: ferve a 70 ºC. b) Líquido A: 0,9 atm 6 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 07 Um líquido entra em ebulição na temperatura em que sua pressão de vapor se iguala a pressão atmosférica. Resposta: E 7 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 08 Observe a figura, em que curva A refere-se a éter etílico e a curva B, a etanol: 500 mmHg: TE(éter) = 20ºC, TE(etanol) = 66ºC 50 ºC e 500 mmHg: Éter é vapor e etanol é líquido. TE = temperatura de ebulição Respostas: a) O éter ferve a 30ºC, e o etanol, a76 ºC. b) A 500 mmHg o éter ferve a 20 °C. Logo, a 50 °C a substância está no estado vapor. Nessa pressão o etanol ferve a 65 °C, portanto, será líquido a 50 °C. 8 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 09 Líquidos diferentes submetidos à mesma pressão externa (mesmo local) apresentam o mesmo valor de pressão de vapor, nas suas respectivas temperaturas de ebulição. De acordo com o gráfico fornecido, teremos: O gráfico mostra que o clorofórmio, em sua TE (40 ºC), apresenta a mesma pressão de vapor que o etanol, em sua TE (60 ºC), e esse valor é 350 mmHg. Resposta: B 9 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 10 O granizo se forma na solidificação da água líquida (6 – 5 no gráfico) ao atravessar camadas frias de ar. Resposta: E 10 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 11 Observe a figura: Pelo gráfico, temos: (01) Correta. (02) Incorreta. Na linha ACE, temos o equilíbrio CO2 (ℓ) ⇌ CO2(s) (04) Correta. (08) Correta. (16) Incorreta, No ponto C, temos o equilíbrio CO2 (ℓ) ⇌ CO2 (s) (32) Correta. Resposta: 45 (01 + 04 + 08 + 32) 11 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 12 Observe os gráficos: Os gráficos mostram que apenas as afirmações II e III estão corretas. Resposta: C 12 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 13 O gráfico fornecido mostra que, a 25 ºC, a pressão mínima necessária para liquefazer o CO2 (g) é igual a 67atm. Com a descompressão rápida, a temperatura e a pressão do gás caem para –78 ºC e 1 atm, respectivamente, e o CO2 (ℓ) solidifica, como mostra o gráfico. Resposta: D 13 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 14 I. Correta. O soluto não volátil possui pressão de vapor desprezível. II. Incorreta. O efeito coligativo depende apenas do número total de partículas em solução. III. Correta. A adição de um soluto não volátil diminui a pressão de vapor do solvente, fazendo com que sua temperatura de ebulição aumente. IV. Incorreta. A adição de um soluto não volátil diminui a pressão de vapor do solvente, fazendo com que sua temperatura de ebulição aumente e temperatura de congelação diminua. Resposta: E 14 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 15 Observe a figura: O gráfico mostra que somente as afirmações I, II, III, IV estão corretas. Resposta: D 15 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 16 I. Incorreta, a água do mar ferve a uma temperatura mais alta que a água pura, ambas ao nível do mar. II. Correta. III. Correta. IV. Incorreta, uma solução de sacarose congela a uma temperatura mais baixa que água pura, ambas ao nível do mar. Resposta: D 16 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 17 Observe a figura: TE (I) Solvente puro < TE (II) Solução diluída < TE (III) Solução concentrada O soluto não volátil eleva a temperatura de ebulição do solvente. Quanto mais concentrada a solução maior será a temperatura de ebulição. Resposta: B 17 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 18 Seja i o número de partículas originadas na dissociação ou ionização de cada fórmula (cada “molécula”) de soluto. 1 BaCℓ → 1 Ba2+ + 2 Cℓ– i=3 Aℓ(NO3)3 → 1 Aℓ3+ + 3 NO3– i=4 Aℓ2(SO4)3 → 2 Aℓ3+ + 3 SO42– i=5 Resposta: 3, 4 e 5, respectivamente. 18 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 19 H2O C6H12O6 (s) → 1 C6H12O6 (aq) i=1 H2O NaCℓ (s) → 1 Na+(aq) + 1Cℓ– (aq) i=2 H2O Aℓ2(SO4)3 (s) → 2 Aℓ3+ (aq) + 3 SO42– (aq) i=5 Concentração de partículas em solução: C6H12O6 = m • i = 2 mol/L • 1 = 2 mol/L NaCℓ = m • i = 1 mol/L • 2 = 2 mol/L Al2(SO4)3 = 0,5 mol/L • 5 = 2,5 mol/L Logo, as soluções de glicose e NaCℓ são isotônicas e a solução de Aℓ2(SO4)3 terá a menor temperatura de ebulição e a menor temperatura de congelamento. Resposta: E 19 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 20 A água do mar é uma solução (mistura), logo a temperatura de ebulição não será constante, o que somente é observado para substâncias puras. Para a água do mar, conforme a água evapora, a solução restante fica cada vez mais concentrada, fazendo com que a temperatura de ebulição aumente com o passar do tempo. Resposta: D 20 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 21 H2O NaCℓ (s) → Na+ (aq) + Cℓ– (aq) i=2 Concentração total de íons será: m • i = 0,6 mol/L • 2 = 1,2 mol/L Em 1 L, teremos 1,2 mol de íons, logo: 1 mol ——— 6 • 1023 íons 1,2 mol ——— x ⇒ x = 7,2 • 1023 íons Resposta: A 21 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 22 KNO3 → K+ + NO3– 1 mol 2 mols de íons MgSO4 → Mg2+ + SO42– 1 mol 2 mols de íons Cr(NO3)3 → Cr3+ + 3 NO31 mol 4 mols de íons Seja x mol/L a concentração de cada sal; então temos as seguintes concentrações, em mol, de partículas de soluto/L. KNO3 = 2x MgSO4 = 2x Cr(NO3)3 = 4x Abaixamento da temperatura de congelamento (∆tc). KNO3 = MgSO4 < Cr(NO3)3 Temperatura de congelamento (TC) Cr(NO3)3 < MgSO4 = KNO3 Resposta: C 22 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 23 H2O C12H22O11 (s) → 1 C12H22O11 (aq) i=1 H2O HCℓ (g) → 1 H+ (aq) + 1 Cℓ- (aq) i=2 H2O NaOH → Na+ (aq) + OH– (aq) i=2 Cálculo da quantidade total de partículas em solução: a) m . i = 0,1 mol/L • 1 = 0,1 mol/L b) m . i = 0,2 mol/L • 1 = 0,2 mol/L c) m . i = 0,1 mol/L • 2 = 0,2 mol/L d) m . i = 0,2 mol/L • 2 = 0,4 mol/L e) m . i = 0,1 mol/L • 2 = 0,2 mol/L Logo, a solução do item d apresentará a maior quantidade de partículas em solução e, com isso, a menor pressão de vapor. Resposta: D 23 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 24 Cálculo do número de mols: 1 mol glicose ——— 180 g x ——— 90 g ⇒ x = 0,5 mol de glicose 1 mol água ——— 18 g y ——— 171 g ⇒ y = 9,5 mol agua Número total de mols = 10mols Fração em mol (soluto) = 0,5 10 = 0,05 = 5% Resposta: A adição de glicose provocará um abaixamento de 5% na pressão de vapor da água. 24 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 25 (01) Correta. A dissolução de um soluto não volátil em um líquido diminui a pressão de vapor do líquido. (02) Incorreta. A adição de um soluto não volátil faz com que a pressão de vapor do líquido diminua; logo, uma solução terá pressão de vapor menor do que a de um líquido puro. (04) Incorreta. A dissolução de um soluto não volátil em um líquido diminui a pressão de vapor do líquido. (08) Correta. A uma mesma temperatura, a pressão do líquido puro é maior do que a do líquido em solução, conforme observado no gráfico. (16) Incorreta. O abaixamento da pressão de vapor depende do número total de partículas dissolvidas em solução. Soma = 9 (01 + 08) Resposta: 9 25 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 26 a) As curvas I e III são de líquidos puros, sendo a curva I correspondente ao mais volátil, pois, a uma mesma temperatura, apresenta maior pressão de vapor. b) As curvas II e IV correspondem às soluções, pois a adição de um soluto não volátil faz com que a pressão de vapor do líquido diminua. 26 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 27 Como todas as soluções apresentam o mesmo volume, a solução com a maior quantidade em mol de partículas dispersas terá a maior concentração de partículas dispersas. Cálculo da quantidade em mol de soluto dissolvido: • na solução A: 1 mol C6H12O6 ——— 180,2 g x ——— 18,0 2g ⇒ x = 0,1 mol C6H12O6 • na solução B: 1 mol C12H22O11 ——— 342,3 g y ——— 34,23 g ⇒ y = 0,1mol C12H22O11 • na solução C: 1 mol CO(NH2)2 ——— 60,1 g z ——— 6,01 g ⇒ z = 0,1 mol CO(NH2)2 • na solução D: 1 mol NaCℓ ——— 58,4 g w ——— 5,84 g ⇒ w = 0,1 mol NaCℓ Os solutos das soluções A, B e C são compostos moleculares e não ionizam, portanto, o número de partículas dispersas é igual ao número de partículas dissolvidas. Na solução D, o soluto é iônico e sofre dissociação, conforme a equação abaixo: H2O NaCℓ (s) → Na+ (aq) + Cℓ– (aq) 0,1 mol 0,1 mol + 0,1 mol = 0,2 mol A solução com maior concentração de partículas dispersas, solução D, terá menor pressão de vapor. Resposta: C 27 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 28 a) Há reação entre íons H1 do ácido acético e o carbonato de cálcio: CaCo3 (s) + CH3COOH (ℓ) → Ca(CH3COO)2 (aq) + CO2 (g) + H2O (ℓ) insolúvel solúvel b) Mergulhando o ovo em água pura, há osmose através da membrana. Passando água para seu interior, o ovo incha. Mergulhando ovo em salmoura, há passagem de água do interior do ovo para a salmoura, porque a salmoura tem maior pressão osmótica, e o ovo murcha. 28 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 29 a) π = •R•T π=? = 1,2 mol/L R = 0,082 atm • L • mol–1 • K+ T = t + 273 = 27 + 273 = 300 K π = 1,2 • 0,082 • (27 + 273) π = 29,52 atm b) Deverá ser aplicada uma pressão maior que a pressão osmótica para que ocorra a osmose reversa (dessalinização). p > 29,52 atm Respostas: a) π = 29,5 atm b) Pressões acima de 29,5 atm. 29 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 30 NaCℓ → Na+ + Cℓ– 1 mol 2 mols CaCℓ2 → Ca2+ + 2 Cℓ– 1 mol 3 mols Considerando 1 mol/L, a concentração de todas as soluções em questão, temos: I) Glicose: 1 mol/L de partículas de soluto (moléculas) II) Sacarose: 1 mol/L de partículas de soluto (moléculas) III) NaCℓ: 2 mol/L de partículas de soluto (íons) IV) CaCℓ2: 3 mol/L de partículas de soluto (íons) Somente I e II são isotônicas (na mesma temperatura). Resposta: A 30 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 31 Pressão osmótica da solução 0,6 mol/L de NaCℓ: n • R • T (em que n é número de mols de partícula de soluto) V π = 0,6 • 2 mol • 0,082 atm/K • mol • 300 K = 29,5 atm π= Para haver a osmose reversa ou contra osmose, é necessário aplicar à solução (água do mar) uma pressão superior a 29,5 atm. Resposta: D 31 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 32 Como todas as concentrações estão em mol/L vamos raciocinar apenas com o número de partículas dispersas (mol ou íons) do soluto. KCℓ → K+ + Cℓ1 mol 2 mols Fe(NO3)3 → Fe3+ + 3 NO3– 1 mol 4 mols CaCℓ2 → Ca2+ + 2 Cℓ1 mol 3 mols a) proteína: 0,01 mol ou 0,01 mol de moléculas b) frutose: 0,5 mol ou 0,5 mol de moléculas c) KCℓ: 0,05 mol ou 2 • 0,05 = 0,1 mol de íons d) Fe(NO3)3: 0,025 mol ou 4 • 0,025 = 0,1 mol de íons e) CaCℓ2: 0,1 mol ou 3 • 0,1 = 0,3 mol de íons Para uma mesma quantidade de água, a solução que apresenta maior número de partículas de soluto é a de frutose, portanto, é a que tem maior pressão osmótica (na mesma temperatura). Resposta: B 32 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 33 π= nR T n π 12,3 atm ⇒ = = V V R T 0,082 atm ⋅ L ⋅ mol−1 ⋅ K −1 ⋅ 300 K n = 0,5 mol / L V Resposta: A 33 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 34 a) Solução 0,9% de NaCℓ: 0,9g NaCℓ/100 g solução nNaCl = 0,9 g/58,5 g/mol = 0,015 mol Solução 0,9% de NaCℓ: 0,015 mol NaCℓ/100 g solução 0,030 mol íons/100 g solução Solução 5,5% de glicose: 5,5gglicose/100g solução nglicose = 5,5 g/180 g/mol = 0,030 mol Solução 5,5% de glicose: 0,030 mol glicose/100 g solução b) A solução 0,9% de NaCℓ é isotônica do fluido no interior das células vermelhas do sangue, portanto, a solução 5,5% de NaCℓ tem pressão osmótica maior que o fluido no interior nas células vermelhas do sangue. Por isso, se a solução 5,5% de NaCℓ for utilizada na injeção endovenosa, haverá passagem de água do interior das referidas células para a solução 5,5% de NaCℓ. Com isso, as células vermelhas do sangue irão murchar. 34 Alfa • Química • Série 21 – Propriedades coligativas 35 (01) Correta. O soluto não volátil eleva o PE do solvente puro. (02) Incorreta. O soluto diminui a temperatura de congelamento do solvente puro. (04) Incorreta. A diminuição no ponto de congelamento do solvente e a elevação do PE do solvente dependem da concentração de partículas do soluto. (08) Correta. A pressão osmótica da água do mar é maior que a da água doce porque a concentração dos sais na água do mar é maior que na água doce. A pressão osmótica do meio no interior do protozoário que vive no mar é igual à pressão osmótica do mar. Quando o protozoário que vive no mar for colocado na água doce, haverá osmose através da membrana celular, e a água doce passará para o interior do protozoário; com isso o protozoário inchará até arrebentar a membrana celular (“entra em colapso e explode”). (16) Incorreta. A solução de CaCℓ2 1 M ferve em temperatura mais alta que a solução 1 M de glicose devido à dissociação iônica do CaCℓ2. Resposta: 9 (01 + 08) 35