CURSINHO ETWB 2012
Componente Curricular: Química
Professor: Ricardo Honda
Data: Terça-feira, 12/06/2012
Tema da aula: Pressão osmótica
“A bexiga de porco, o papel celofane e as paredes de células de organismos são denominados membranas
semipermeáveis. Recebem esse nome porque permitem a passagem de moléculas do solvente, mas não do
soluto. Esse fenômeno é denominado osmose”.
Osmose e pressão osmótica
Osmose é a passagem do solvente para uma solução ou a passagem do solvente de uma solução diluída
para outra mais concentrada, por meio de uma membrana semipermeável.
A figura ao lado mostra um experimento clássico no qual ocorre osmose.
O funil contendo uma solução aquosa de glicose é selado com uma membrana
semipermeável e introduzido num béquer contendo água. Com o passar do
tempo, a água flui para a solução, e o nível desta sobe na haste do funil, até que
a pressão exercida pela coluna (π) impeça a entrada de mais solvente.
Para impedir a diluição da solução, seria necessário aplicar sobre ela
uma pressão externa denominada pressão osmótica da solução (π).
Pressão osmótica (π) é a pressão externa que deve ser aplicada a uma
solução para evitar sua diluição (osmose).
A pressão osmótica (π) está relacionada com a molaridade da solução (ɱ) e com a temperatura na escala
Kelvin (T), da seguinte maneira:
Observação: Em soluções iônicas, considera-se a molaridade total dos íons.
A pressão osmótica pode
atingir valores muito elevados,
mesmo quando se trabalha com
soluções que apresentam pequenas
diferenças de concentração. Esse
fato é muito importante para o
funcionamento de nosso organismo.
A pressão osmótica normal
do sangue é de aproximadamente
7,4 atm quando comparada com a
da água pura. Os glóbulos
vermelhos (hemácias) do sangue,
assim como todas as células vivas
do organismo, são afetados por
diferenças de pressão osmótica.
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Aspecto das células em soluções com diferentes concentrações.
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EXERCÍCIOS DE CLASSE
1. (ITA 2009) – Considerando que a pressão osmótica da sacarose a 25 °C é igual a 15 atm, calcule a massa de
sacarose necessária para preparar 1,0 L de sua solução aquosa a temperatura ambiente.
(Dado: massa molar da sacarose = 342 g/mol).
2. (ITA 2010) – Foram realizadas duas experiências com dois ovos de galinha. Inicialmente, ambos foram imersos
em vinagre até a dissolução total da casca, que pode ser considerada constituída prioritariamente por carbonato
de cálcio. Os ovos envoltos apenas em suas membranas foram cuidadosamente retirados do vinagre e deixados
secar por um breve período. A seguir, um ovo foi imerso em água pura e, o outro, numa solução saturada de
sacarose, sendo ambos assim mantidos até se observar variação volumétrica de cada ovo.
a) Escreva a equação química balanceada que descreve a reação de dissolução da casca de ovo.
b) O volume dos ovos imersos nos líquidos deve aumentar ou diminuir? Explique sucintamente por que estas
variações volumétricas ocorrem.
3. (UNICAMP) – As informações a seguir foram extraídas de rótulos de bebidas chamadas "energéticas", muito
comuns atualmente, e devem ser consideradas para a resolução da questão.
A pressão osmótica (π) de uma solução aquosa de íons e/ou de moléculas, pode ser calculada por π = M×R×T.
Esta equação é semelhante àquela dos gases ideais. M é a concentração, em mol/L, de partículas (íons e
moléculas) presentes na solução. O processo de osmose que corre nas células dos seres vivos, inclusive nas do
ser humano, deve-se, principalmente, à existência da pressão osmótica. Uma solução aquosa 0,15 mol/L de NaCl
é chamada de isotônica em relação às soluções contidas nas células do homem, isto é, apresenta o mesmo valor
de pressão osmótica que as células do corpo humano. Com base nestas informações e admitindo R = 8,3 kPa ×
litro / mol × K:
a) Calcule a pressão osmótica em uma célula do corpo humano onde a temperatura é 37 °C.
b) A bebida do rótulo é isotônica em relação às células do corpo humano? Justifique. Considere que os sais
adicionados são constituídos apenas por cátions e ânions monovalentes.
EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES
1. (PUC 2009) – A pressão osmótica (π) de uma solução corresponde à pressão externa necessária para garantir
o equilíbrio entre a solução e o solvente puro separados por uma membrana semipermeável.
Considere as quatro soluções representadas a seguir
Assinale
a
alternativa
que
melhor
relaciona
a
pressão
osmótica
das
quatro
soluções.
a) π(I) < π(II) < π(III) < π(IV)
b) π(I) = π(II) = π(IV) < π(III)
c) π(II) < π(I) = π(IV) < π(III)
d) π(II) < π(IV) < π(I) < π(III)
e) π(I) < π(IV) < π(III) < π(II)
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2. (UNICAMP 2008) – Para a sobremesa, os Mitta prepararam o “Arroz-doce à moda do Joaquim”. Dina explicava
aos convidados: “Um dos segredos da receita é não deitar o açúcar logo no início porque ele é muito hidrofílico e
compete com o amido do arroz pela água, e também porque a elevada pressão osmótica dificulta a entrada de
água para o interior dos grãos, não deixando que eles cozinhem de forma uniforme e completa.” Como Dina
estava a usar uma linguagem muito científica, um dos convidados logo fez duas perguntas:
a) “Ô Dina, o que significa hidrofílico e como se explica isso no caso do açúcar?”
b) “Ao fazer o arroz salgado, a gente põe o sal no início, e o arroz cozinha de maneira uniforme. Então, essa tal de
pressão osmótica não existe no caso do sal? Por quê?”
3. (UNICAMP) – O cloreto de potássio é muitas vezes usado em dietas especiais como substituto de cloreto de
sódio. O gráfico abaixo mostra a variação do sabor de uma solução aquosa de cloreto de potássio em função da
concentração deste sal.
Ao se preparar uma sopa (1,5 litros), foi colocada a quantidade mínima de KCl necessária para se obter sabor
“salgado”, sem as componentes “amargo” e “doce”.
a) Qual a quantidade, em gramas, de KCl adicionado à sopa?
b) Qual a pressão osmótica π, a 57º C, desta solução de KCl? π = c R T, onde c é a concentração de partículas
-1
–1
em mol/L, R = 0,082 L . atm . K . mol , T é a temperatura absoluta em K.
4. (UNICAMP 2007) – No mundo do agronegócio, a criação de camarões, no interior do nordeste brasileiro,
usando águas residuais do processo de dessalinização de águas salobras, tem se mostrado uma alternativa de
grande alcance social. A dessanilização consiste num método chamado de osmose inversa, em que a água a ser
purificada é pressionada sobre uma membrana semipermeável, a uma pressão superior à pressão osmótica da
solução, forçando a passagem de água pura para o outro lado da membrana. Enquanto a água dessalinizada é
destinada ao consumo de populações humanas, a água residual (25% do volume inicial), em que os sais estão
concentrados, é usada para a criação de camarões.
a) Supondo que uma água salobra que contém inicialmente 10000 mg de sais por litros sofre a dessalinização
conforme descreve o texto, calcule a concentração de sais na água residual formada em mg/L.
b) Calcule a pressão mínima que deve ser aplicada, num sistema de osmose inversa, para que o processo
referente ao item a acima tenha início. A pressão osmótica π de uma solução pode ser calculada por uma
equação semelhante à dos gases ideais, onde n é o número de mols de partículas por litro de solução. Para fins
de cálculo, suponha que todo o sal dissolvido na água salobra seja cloreto de sódio e que a temperatura da água
–1
–1
seja de 27 °C. Dado: constante dos gases, R = 8314 Pa . L . K . mol .
c) Supondo que toda a quantidade (em mol) de cloreto de sódio do item b tenha sido substituída por uma
quantidade igual (em mol) de sulfato de sódio, pergunta-se: a pressão a ser aplicada na osmose à nova solução
seria maior, menor ou igual à do caso anterior? Justifique sua resposta.
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