Propriedades Coligativas
São as propriedades como o ponto de
solidificação e ebulição, que dependem do
número de partículas dispersas em certa
quantidade de solvente e independem da
natureza das partículas do soluto.
Propriedades Coligativas
Diagrama de Fases (Revisão):
Propriedades Coligativas
Ponto triplo:
Ponto triplo é a intersecção das três linhas de
uma substância, indicando um estado no qual se
estabelece o equilíbrio
sólido « líquido « vapor .
Somente a uma determinada temperatura e
pressão, encontramos esse equilíbrio triplo.
Propriedades Coligativas
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).
Propriedades Coligativas
Se adicionarmos um sal à água pura,
temos alterações das propriedades
físico-químicas da água, por exemplo,
a temperatura de ebulição será maior.
Consequentemente, o ponto triplo da
mistura será diferente.
Propriedades Coligativas
As principais mudanças sofridas por um líquido que
contém um soluto não-volátil dissolvido são:
• A pressão de vapor diminui.
Essa propriedade coligativa chama-se tonoscopia.
•O ponto de ebulição aumenta.
Essa propriedade coligativa chama-se ebulioscopia.
• O ponto de congelamento diminui.
Essa propriedade coligativa chama-se crioscopia.
Propriedades Coligativas
Vejamos algunas situações relacionadas com essas
propriedades:
• O uso de aditivos, como o etilenoglicol, à água do
radiador de carros evita que ela entre em ebulição, no
caso de um superaquecimento do motor.
• Nos países frios, em que o inverno é rigoroso, esse
mesmo aditivo tem o efeito de evitar o congelamento
da água do radiador.
Propriedades Coligativas
Tonoscopia
Para estudarmos essa propriedade, vamos relembrar
o conceito de pressão máxima de vapor.
Vamos imaginar um cilindro munido de um êmbolo
totalmente apoiado em um líquido puro contido no
seu interior.
Propriedades Coligativas
Tonoscopia
Se elevarmos o êmbolo, criaremos um espaço vazio,
e o líquido começará a vaporizar-se.
I) Inicialmente temos evaporação, pois ainda não
existem moléculas no estado de vapor;
II) A velocidade de evaporação é maior que a
velocidade de condensação;
III) Após algum tempo, a velocidade de condensação
iguala-se à velocidade de evaporação e o sistema
atinge um equilíbrio dinâmico;
Propriedades Coligativas
Tonoscopia
Em resumo, no início, a velocidade com que o
líquido passa a vapor é alta e a velocidade com que o
vapor volta ao líquido é baixa. No decorrer do
processo, a velocidade com que o líquido passa a
vapor vai diminuindo, e aumenta a velocidade com
que o vapor volta ao líquido. Quando temos a
impressão de que o processo parou, o que ocorreu
realmente foi um equilíbrio, isto é, as duas
velocidades se igualaram.
Propriedades Coligativas
Tonoscopia
Nesta situação, dizemos que foi atingida a pressão
máxima de vapor do líquido.
Líquido
Vapor (equilíbrio dinâmico)
Fatores que influenciam a pressão máxima de vapor:
Temperatura: p.máxima de vapor
Natureza do líquido: volatilidade p.máxima
de vapor
Propriedades Coligativas
Tonoscopia
Exemplos:
Propriedades Coligativas
Tonoscopia
Propriedades Coligativas
Tonoscopia
Quando adicionamos um soluto não-volátil a um
líquido puro, a pressão máxima de vapor do solvente
na solução (p) é menor que a do solvente (p2).
Isso acontece, porque as partículas do soluto
dispersas “seguram” as moléculas do solvente,
impedindo-as de passarem para o estado de vapor.
Propriedades Coligativas
Tonoscopia
Esquematicamente, temos:
Propriedades Coligativas
Tonoscopia
Propriedades Coligativas
Tonoscopia
Em 1878 o químico francês François-Marie Raoult
(1830-1901) afirma que o efeito coligativo de um
soluto não-volátil molecular em um solvente é
diretamente proporcional à molalidade da solução e
que assim o p é o produto da pressão máxima de
vapor do solvente (p2) e da fração molar do soluto
(x1).
Propriedades Coligativas
Tonoscopia
W = molalidade (mol/kg ou molal)
Kt = constante tonoscópica
Kt = MM do solvente/1000
p0 = p2 = solvente
p = p2 – p(solução)
Propriedades Coligativas
Tonoscopia
Aplicação:
No preparo de uma solução são dissolvidos 6 g de
uréia (CON2H4) em 300 g de água, a 200C.
Determine a pressão de vapor da água nessa solução,
sabendo que a pressão máxima de vapor da água
pura, a 200C, é de 23,5 mmHg.
Propriedades Coligativas
Tonoscopia
Aplicação:
Dados: p0 = 23,5 mmHg
m2 = 300 g = 0,3 kg
n1 = 6 g/ 60 gmol-1 = 0,1 mol
Kt = 18/1000 = 0,018 g/mol
p = 0,018. 0,1. 23,5
p = 0,141 mmHg
0,3
p = p2 – p(solução) 0,141 = 23,5 – p
Pressão da água na solução = 23,359 mmHg
Propriedades Coligativas
Ebulioscopia
É o estudo da elevação da temperatura de ebulição de
um líquido, por meio da adição de um soluto não
volátil.
A diminuição da pressão máxima de vapor do
solvente, devido à adição de um soluto, leva
inevitavelmente ao aumento da temperatura de
ebulição.
Propriedades Coligativas
Ebulioscopia
Te = Te(solução) – Te2
Ke = constante ebulioscópica
Ke = RT2 /1000.Lv
W = molalidade (mol/kg)
Propriedades Coligativas
Crioscopia
É o estudo do abaixamento da temperatura de
congelação de um líquido, por meio da adição de um
soluto.
A diminuição da pressão de vapor do solvente,
devido à adição de um soluto, leva à diminuição da
temperatura de congelamento.
Propriedades Coligativas
Crioscopia
Tc = Tc2 – Tc(solução)
Kc = constante crioscópica
Kc = RT2 /1000.Lf
W = molalidade (mol/kg)
Propriedades Coligativas
Ebulioscopia e Crioscopia:
Graficamente, podemos
representar os efeitos
ebulioscópico e crioscópico: