PROPRIEDADES
COLIGATIVAS
DAS
SOLUÇõES
Propriedades coligativas são propriedades de uma solução que dependem exclusivamente do número de
partículas do soluto dissolvido e não da sua natureza .
Cada uma dessas propriedades depende da diminuição da tendência de escape das moléculas do solvente
pela adição das partículas do soluto.
As propriedades coligativas incluem:
•
•
•
•
abaixamento da pressão do
vapor
elevação do ponto de ebulição
abaixamento do ponto de
congelação
pressão osmótica.
CÁLCULO DO Nº DE PARTÍCULAS DISSOLVIDAS
soluções moleculares que não sofrem ionização:
o número de partículas (moléculas) dissolvidas é igual ao número de
partículas que se encontram em solução.
FATOR DE VAN’T HOFF
Para facilitar o cálculo do número de partículas, será usado um fator
i, conhecido como fator de Van’t Hoff .
Jacobus H. Van 't Hoff
14
“o número de partículas livres em solução é igual ao número de partículas dissolvidas multiplicado
pelo fator de Van’t Hoff”.
i = 1+ α (q-1)
•
•
q é igual ao número total de íons que se encontram livres em solução;
o α é o grau de dissociação ou ionização.
☺ Não podemos esquecer que os ácidos, mesmo sendo
substâncias moleculares, sempre formarão soluções
iônicas, devido ao efeito da ionização.
Valor do fator de Van’t Hoff para algumas soluções:
1. sulfato de alumínio – Al2(SO4)3 – α=75% i =4
2. nitrato de prata – AgNO3 – α=60% i = 1,6
3. ácido sulfúrico – H2SO4 – α=60% i = 2,2
4. ácido ortofosfórico– H3PO4 – α=27% i = 1,81
5. hidróxido de cálcio – Ca(OH)2 – α=90% i = 2,8
6. cloreto de sódio – NaCl – α=98% i = 1,98
PRESSÃO DE VAPOR DE
UM LÍQUIDO PURO
Um recipiente contendo água líquida, depois de
algum tempo ,evapora toda a água, ao fecharmos
o recipiente , a evaporação não ocorrerá com a
mesma intensidade. Agora a fase líquida estará
em permanente contato com a fase vapor. Nesse
momento o líquido está em equilíbrio dinâmico
com o vapor .
Aqui o vapor exerce sobre o líquido a pressão máxima de vapor (maior pressão possível)
15
Pressão máxima de vapor de um líquido é a pressão que seu vapor exerce, num recipiente fechado, quando
está em equilíbrio com o líquido, a uma certa temperatura .
É importante saber que :
1.
Quanto maior a temperatura, maior a pressão de vapor de uma substância.
2. Quanto mais volátil forde uma substância , maior é a sua pressão de vapor . A uma mesma
temperatura, líquidos mais voláteis têm maior pressão de vapor, ou seja, entram em ebulição
antes.
3. Maior pressão de vapor faz o sistema atingir o ponto de ebulição mais rápido.
4.
Líquidos diferentes possuem pressões de vapor diferentes, consequência das maiores ou menores
forças de atração entre as moléculas dos líquidos.
Temperatura de ebulição (também chamada de ponto de ebulição) é aquela na qual a
pressão de vapor de um líquido é igual à pressão externa exercida sobre o líquido.
Quanto maior a pressão externa , maior a temperatura de ebulição
16
Locais situados ao nível do mar, têm pressão
atmosférica maior e a temperatura de ebulição
é maior do que em locais com maior altitude
onde a pressão atmosférica é menor.
Assim , o tempo de cozimento dos alimentos
aumenta quando a pressão externa diminui.
Adotou-se como pressão normal :
760 mmHg ou 1 atm que equivale a 101,3kPa.
PRESSÃO DE VAPOR DOS SÓLIDOS
A maioria dos sólidos, possui pressão de vapor
praticamente nula.
Sólidos como naftalina e iodo apresentam pressão de
vapor alta, pois ambos os sólidos sublimam, passam do
estado sólido para o vapor. Nesta sublimação também
ocorre um equilíbrio dinâmico entre o sólido e o vapor,
existindo nesse momento a pressão máxima de vapor.
A temperatura de fusão (também chamada ponto de fusão) de uma substância é aquela em que pressão de
vapor do sólido é igual a do líquido. A temperatura de fusão é sempre igual à de solidificação ou
temperatura de congelamento.
O ponto de fusão sofre uma variação muito pequena com a pressão externa, para a maioria das substâncias
sólidas, um grande aumento na pressão provoca um pequeno aumento na temperatura de fusão.
Curiosidades
•
•
•
•
As panelas de pressão são projetadas para reter boa
parte do vapor de água, aumentando a pressão interna.
A água permanece líquida, acima de 100° C e, em virtude
da alta temperatura, os alimentos cozinham mais rápido.
A água ferve sem necessidade de aquecimento em
grandes altitudes. A 27.000m de altitude, a água entra
em ebulição a 0° C.
Quando patinamos no gelo, os patins deslizam sobre uma
fina camada de água líquida, essa camada se forma
devido à pressão exercida pelas lâminas dos patins,
pressão essa que provoca a fusão do gelo.
17
pressão
PONTO TRIPLO
Ponto triplo de uma substância é um estado no qual
se estabelece o equilíbrio sólido líquido vapor .
Somente a uma determinada temperatura e pressão,
Ponto
crítico
que varia de uma substância para outra, estabelecese esse equilíbrio triplo.
Ponto
triplo
No caso da água, esse equilíbrio estabelece-se a, e
somente a 0,01°C e 4,58 mmHg.
Não existe líquido a uma pressão inferior à do
respectivo ponto triplo. Assim, não existe água líquida a uma pressão menor que 4,58 mmHg.
A uma pressão inferior à do ponto triplo, ocorre somente o equilíbrio sólido vapor (sublimação).
Substância que sublima à pressão ambiente tem a pressão do ponto triplo acima da pressão ambiente
(1 atm ao nível do mar). Exemplo: Naftalina , cristais de iodo , cânfora e gelo seco ou CO2 (s).
TONOSCOPIA ou TONOMETRIA
É o estudo da diminuição da pressão de vapor de um solvente puro pela adição de um soluto não volátil.
Como vimos , a pressão de vapor aumenta com o aumento da temperatura. Quando a pressão de vapor se
iguala a pressão atmosférica , o líquido entra em ebulição.
Quanto mais volátil o líquido, maior será sua pressão de vapor, assim a pressão de vapor de um líquido
indica sua volatilidade.
18
A pressão de vapor de uma solução a cada temperatura diminui como resultado da presença de um soluto e,
assim, é necessário aquecer a solução a uma temperatura mais alta, a fim de alcançar seu ponto de
ebulição
Logo,Assim pode-se afirmar que:
“Quanto maior a quantidade de partículas dispersas em uma solução, menor
será sua pressão
de vapor.”
EBULIOSCOPIA ou EBULIOMETRIA
É o estudo do aumento do ponto de ebulição de um
solvente puro pela adição de um soluto não volátil.
Como vimos , um líquido ferve à temperatura na qual
sua pressão de vapor é igual à pressão atmosférica.
Caso seja necessário reduzir a temperatura de
ebulição de um liquido , basta diminuir a pressão
exercida sobre ele.
Ao se adicionar um soluto ( não volátil e molecular) à água pura, a temperatura de ebulição do solvente na
solução aumenta.
Assim, pode-se afirmar que:
“Quanto maior a quantidade de partículas dispersas em uma solução, maior será o seu ponto de
ebulição.”
19
CRIOSCOPIA ou CRIOMETRIA
É o estudo do abaixamento do ponto de congelamento de um
solvente ,quando se adiciona a ele um soluto não-volátil.
A Temperatura de início de congelamento do solvente de uma
solução é sempre menor que a temperatura de início de
congelamento do solvente puro.
Uma utilidade prática do abaixamento
da temperatura de congelamento é a
utilização de água e etilenoglicol no
radiador de carros de países de clima
frio, a mistura pode baixar a temperatura
até -35° C , utilizando água pura a
temperatura mínima seria de 0°C.
Assim pode-se afirmar que:
“Quanto maior a quantidade de partículas dispersas em uma solução, menor será o seu ponto de
congelamento.”
OSMOSE
Entende-se por osmose a passagem de um
Solvente (líquido) por meio de uma membrana
Mesma pressão
semipermeável, de um meio menos concentrado
(diluído) para o meio mais concentrado.
Para impedir a passagem do solvente para o meio
mais concentrado , é necessário aplicar uma
pressão sobre a solução concentrada , que será
chamada de pressão osmótica.
Podemos definir pressão osmótica como :
“a pressão que se deve aplicar à solução
para não deixar o solvente atravessar a
Solução diluída
Solução concentrada
membrana semipermeável”.
Assim, para ocorrer osmose, as concentrações das partículas de soluto devem ser diferentes nos dois
líquidos.
20
Osmose reversa → consiste em aplicar uma elevada pressão para fazer com que a água flua de
uma solução mais concentrada para uma solução menos
concentrada, através de uma membrana semipermeável.
Pressão
Podemos utilizar a osmose reversa para obter a
dessalinização das águas dos oceanos, já que a pressão
osmótica da água do mar é da ordem de 30 atm. Se
aplicarmos uma pressão superior a 30 atm, o fluxo
osmótico será revertido e poderemos obter água pura.
CÁLCULO DA PRESSÃO OSMÓTICA
PV = nRT
ou
πV = nRT
EFEITOS COLIGATIVOS QUANTITATIVOS
Lei de Raoult
“ O efeito coligativo produzido num solvente pela adição de um soluto
não-volátil é diretamente proporcional a molalidade da solução.”
Efeito tonoscópico:
∆p / p0 = k t . W
e k
t
= M2 / 1000
Efeito ebulioscópico:
∆t e = k e . W e k e = R . T2 / 1000.Lv
Efeito crioscópico:
FrançoisMarie
Marie Haoult
François
Raoult
∆t c = k c . W e k c = R . T2 / 1000.Lf
21