Propriedades Coligativas

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Propriedades coligativas das soluções

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  • 1. Quando fazemos a análise química de um líquido em estado puro e da solução desse mesmo líquido e constatamos que houve mudanças no comportamento do líquido devido à presença do soluto, dizemos que ocorreram mudanças nas propriedades coligativas desse líquido. Um exemplo: quando dissolvemos sal na água e aquecemos a solução, essa entra em ebulição mais lentamente do que a água pura. As soluções podem ser moleculares quando as partículas encontradas são moléculas e iônicas quando as partículas encontradas são íons. As propriedades coligativas são propriedades que se originam a partir da presença de um soluto não-volátil e um solvente. A intensidade da ocorrência dessas propriedades varia de acordo com a quantidade de partículas encontradas na solução. As mudanças sofridas por um líquido que contém um soluto não-volátil, também chamadas de efeitos coligativos, são: Ebulioscopia: O ponto de ebulição do líquido aumenta, é o estudo da elevação da temperatura de ebulição do solvente numa solução. Sua fórmula é: Δte = Te2 - Te, onde: Te = temperatura de ebulição da solução Te2 = temperatura de ebulição do solvente Tonoscopia: Ocorre uma diminuição na pressão de vapor do líquido. Essa propriedade estuda o abaixamento da pressão máxima de vapor de um solvente quando lhe é adicionado um soluto não-volátil. Sua fórmula é: Δp = P2 – P, onde: P = pressão de vapor da solução P2 = pressão de vapor do solvente Crioscopia: Estuda a diminuição do ponto de congelamento de um líquido causado pelo soluto não-volátil. Sua fórmula é: Δtc = Tc2 - Tc, onde: Tc = temperatura de congelamento da solução Tc2 = temperatura de congelamento do solvente Osmoscopia: Estuda o surgimento da pressão osmótica de soluções. O aumento da pressão osmótica ocorre quando duas soluções do mesmo solvente são divididas por meio de uma membrana semipermeável que resulta em soluções de mesma concentração. Sua fórmula é: π = [soluto] . R . T. i , onde: π = pressão osmótica t = temperatura da solução As propriedades coligativas se originam a partir da redução do potencial químico do solvente em contato com o soluto, que causa o aumento da temperatura de ebulição e a diminuição do ponto de fusão. PROPRIEDADES COLIGATIVAS O que acontece com o ponto de ebulição da água se adicionarmos sal de cozinha? Por que a água ferve mais rápido em locais de elevada altitude? Por que se adiciona sal nas estradas no inverno? Estas perguntas estão relacionadas à propriedades que comparam o comportamento das soluções com o seu solvente puro.
  • 2. São propriedades coligativas das soluções são aquelas que se relacionam diretamente com o número de partículas de soluto que se encontram dispersas (dissolvidas) em um determinado solvente. Dependem do número de partículas dispersas na solução, independente da natureza dessa partícula. São as alterações que os solutos causam ao solvente. Durante o estudo das propriedades coligativas sempre é necessário comparar o comportamento da solução com o respectivo solvente puro. Solvente puro água e soluto sal de cozinha. Quando misturados provocam alteração nas propriedades físicas do solvente, neste caso o aumento do ponto de fusão (P.F). Um exemplo desta comparação é o ponto de ebulição da água. Verifique que ao se aquecer água pura, ao nível do mar, a temperatura de ebulição da água (solvente puro) é igual a 100°C. No entanto, quando se aquece uma solução aquosa de NaCl, percebe-se que o ponto de ebulição da água sofre um aumento. A elevação do ponto de ebulição da água na solução sempre irá produzir efeitos em algumas propriedades físicas de um solvente, que são: - diminuição da pressão de vapor - aumento do ponto de ebulição - diminuição do ponto de congelamento - aumento da pressão osmótica Estes efeitos são conhecidos como efeitos coligativos, que dependem exclusivamente da concentração (quantidade) de partículas que se encontram dispersas num solvente. Os efeitos coligativos definem as quatro propriedades coligativas que são as seguintes: - tonoscopia - ebulioscopia - crioscopia - osmometria Partículas Dissolvidas Antes de iniciar o estudo das propriedades coligativas, é importante saber calcular o número de partículas que ficam dissolvidas nas soluções. Serão encontradas dois tipos de partículas, as moleculares e as iônicas. Soluções Moleculares São as soluções que possuem moléculas como partículas dispersas. O número de partículas (moléculas dissolvidas) é igual ao número de partículas que se encontram em solução. Exemplos de partículas moleculares: - glicose – C6H12O6 - sacarose – C12H22O11 - uréia – CO(NH2)2 O cálculo das soluções moleculares é feito a partir do conceito de mol, levando em conta o número de Avogadro. 1 mol de partículas = número de Avogadro = 6,02.1023 partículas Exemplo: Calcule o número de partículas de sacarose que contém em 1L de solução 2mol/L:
  • 3. Soluções Iônicas São as soluções que possuem íons como partículas dispersas. Em uma solução iônica, nem todos os íons estão dissociados, ou seja, nem todos os íons estão dissolvidos na solução. Para realizar o cálculo das partículas dissociadas em soluções iônicas é necessário levar em consideração o grau de dissociação ou ionização () da substância que está dissolvida. As partículas iônicas podem ser ácidos, bases ou sais. Se o ácido sulfúrico apresenta um grau de ionização igual a 61%, isto quer dizer que 61% dos seus íons se dissociam e que 39% não se dissociam. Exemplo: Considere que uma solução de Al2(SO4)3 é dissolvida em água, e que sua dissociação é 100% Se tivesse grau de dissociação 60%: Em 1 mol de partículas dissolvidas: - 0,6mol de partículas ionizadas - 0,4mol de partículas não-ionizadas Fórmula para as partículas ionizadas: Fórmula para as partículas não ionizadas: Onde: n1 = número de mol do soluto grau de dissociação (%) n° íons = número de íons na solução Veja como o cálculo pode ser feito: Calcule o número de partículas dissolvidas em uma solução que contem 33g de H3PO2 com : 1°) montar a reação de dissociação: 2°) calcular a massa molar: MM = massa molar (H3PO2) = 66g/mol 3°) Calcular o número de mol: 4°) Calcular o número de partículas ionizadas e não ionizadas, em seguida somar: Observe que o grau de ionização na fórmula foi dividido por 100.