PROPRIEDADES COLIGATIVAS Professor Alexandre D. Marquioreto PROPRIEDADES COLIGATIVAS 1 – Pressão de vapor 2 – Diagrama de fases 3- Tonoscopia 4- Crioscopia 5- Ebulioscopia 6 - Osmose e pressão osmótica PROPRIEDADES COLIGATIVAS Sua aplicação está em um dos principais laboratórios de química que você conhece: A COZINHA. São propriedades que medem o comportamento de uma solução e estão diretamente relacionadas com o número de partículas de um soluto solubilizado (disperso) em uma solução. Quando se ferve a água “pura” nota-se que há uma ebulição rápida. Mas, ao adicionar açúcar à água, por exemplo, nota-se que a duração da ebulição é maior. Por quê? A presença do açúcar na água influencia no comportamento da solução frente ao aquecimento, congelamento e quantidade de vapor do solvente produzido, pois impede o desprendimento das moléculas de água. Pressão de vapor de um líquido puro T constante T constante Ocorre quando as velocidades de evaporação e condensação se igualam, a uma certa temperatura, atingindo um estado de equilíbrio dinâmico: líquido vapor Fatores que provocam alteração na pressão de vapor de um líquido Temperatura Fase líquida: O aumento da temperatura faz com que as moléculas absorvam mais energia e, com isso, maior energia cinética. Desse modo, ocorre maior escape das moléculas para a fase gasosa (vapor). Fase vapor: Com um maior número de moléculas nessa fase, devido ao aumento da temperatura, ocorre maior número de choques entre elas e a parede do recipiente, tendo como consequência, um novo equilíbrio líquido-vapor e um aumento da pressão de vapor. Fatores que provocam alteração na pressão de vapor de um líquido Natureza de um líquido Forças intermoleculares: Quanto maior for a interação entre as moléculas, menos volátil será o líquido, havendo menor pressão de vapor. Di – Di < Dp – Dp < LH Di → dipolo induzido (moléculas apolares) Dp → dipolo permanente (moléculas polares) LH → Ligação de hidrogênio (moléculas polares, H→F,O,N) Influência da temperatura na pressão máxima de vapor Exemplo: Gráfico da variação da pressão máxima de vapor do líquido em função da temperatura. Influência da natureza do líquido Volatilidade água < etanol < metanol < sulfeto de carbono Temperatura de Ebulição (líquido puro) Para um líquido entrar em ebulição a pressão de vapor deve se igualar a pressão atmosférica. P atmosférica P P vapor atmosférica = P vapor Líquido em ebulição Curiosidade Diagrama de fases da água Propriedades Coligativas para solutos nãovoláteis e de natureza molecular. Tonoscopia: Estudo referente ao abaixamento da pressão de vapor de um líquido. p p2 = Kt.W Lei de Raoult A pressão de vapor de uma solução de soluto não-eletrolítico e não volátil é igual ao produto da fração em mol do solvente pela pressão de vapor do solvente puro, numa dada temperatura. P solução = X solvente . P solvente puro onde P = pressão Em que: Xsolvente = n solvente nsoluto + nsolvente onde X = fração molar Quantidades iguais em mol de diferentes solutos moleculares e não voláteis, dissolvidos numa mesma quantidade de solvente, à mesma temperatura, causa o mesmo abaixamento na pressão de vapor do solvente Ebulioscopia: Estudo do aumento da temperatura de ebulição. te = Ke.W Quantidades iguais em mol de diferentes solutos moleculares e não voláteis, dissolvidos numa mesma quantidade de solvente, à mesma temperatura, causa o mesmo aumento na temperatura de ebulição desse solvente na solução. O aumento da temperatura de ebulição provocado pela presença de um soluto não-volátil e molecular depende única e exclusivamente do número de partículas do soluto dissolvidas no solvente. Assim, quanto mais concentrada for a solução (maior quantidade de partículas do soluto), maior será a temperatura de ebulição. Crioscopia: Abaixamento da temperatura de congelamento. Quantidades iguais em mol de diferentes solutos moleculares e não voláteis, dissolvidos numa mesma quantidade de solvente, à mesma temperatura, causa o mesmo abaixamento na temperatura de congelamento desse solvente na solução. Tc= Kc.W O Abaixamento da temperatura de congelamento depende do número de partículas presente na solução. Pressão Osmótica ( ∏ ) OSMOSE: fenômeno que permite a passagem do solvente do meio diluído para o meio concentrado. = M.R.T Análise microscópica Interrompendo a osmose: PRESSÃO OSMÓTICA = M.R.T = pressão osmótica M = [ ] mol/L R = constante universal dos gases T = Temperatura em Kelvin (K) Obtenção de água pura a partir da água do mar: Hemácias do sangue Solução isotônica Solução hipertônica Passagem igual de água Passagem da água do meio + [ ] para Solução fisiológica o menos [ ]. 0,9% (NaCl) Solução hipotônica Passagem da água do meio menos [ ] para o mais [ ]. Pode romper provocando hemólise Propriedades Coligativas para eletrólitos não-voláteis e de natureza iônica. Soluto não-eletrólito: soluções com solutos diferentes que apresentam a mesma quantidade em mol numa determinada quantidade de solvente (mesma concentração), apresentam os mesmos efeitos coligativos. Soluto eletrólito (íons): soluções com solutos diferentes que apresentam a mesma quantidade em mol numa determinada quantidade de solvente (mesma concentração), podem não apresentar os mesmos efeitos coligativos, e depende do número de íons presentes. 1 C6H12O6(s) H 2O 1 mol de glicose 1NaCl(s) 1 mol de partículas dissolvidas H 2O 1 mol de NaCl 1CaCl2(s) 1 mol de CaCl2 1C6H12O6(aq) 1 Na+ + 1 Cl2 mol de partículas dissolvidas H 2O 1 Ca2+ + 2 Cl3 mol de partículas dissolvidas Propriedades Coligativas para soluções iônicas Fator de correção de Van’t Hoff (i): i = 1 + (q-1) : grau de ionização q: número de íons BaCl2 ........ q = 3 Fator de correção de Van’t Hoff (i): p te = Ke.W.i ─ = Kt.W.i P2 Tonoscopia tc = Kc.W.i Crioscopia W = concentração molal n (mol) kg (solvente) Ebulioscopia = M.R.T.i Pressão osmótica M = [ ] mol/L n (mol) V (L) Soluções diluídas: [ ] < 1 mol/L Ótimo Estudo Prof. Alexandre