Propriedades Coligativas:
Tonoscopia e Ebulioscopia
DelianaFrancelaineGlaucia
LenilsonMárciaSlyne
Propriedades Coligativas
De forma geral:
São propriedades que se somam pela presença de
um ou mais solutos e dependem única e
exclusivamente do número de partículas
(moléculas ou íons) que estão dispersas na
solução, não dependendo da natureza do soluto.
Propriedades Coligativas
Continuando...
Isso significa dizer que a quantidade, e não a
qualidade (tamanho, estrutura molecular ou
massa), das partículas que estão juntas na solução
é que irá influenciar na formação das
propriedades (ou efeitos) coligativas.
Propriedades Coligativas
Essas propriedades estão relacionadas com a
pressão máxima de vapor das soluções. São elas:
Tonoscopia;
Ebulioscopia;
Crioscopia;
Osmose.
Pressão Máxima de Vapor
Uma das propriedades físicas com a qual mais
comumente convivemos e muito fácil de perceber
é a volatilidade de diferentes substâncias.
Um exemplo é a água e o éter, onde o éter é mais
volátil que a água.
Pressão Máxima de Vapor (Pv)
Pressão Máxima de Vapor (Pv)
Resultado:
Pressão Máxima de Vapor
Líquidos diferentes, numa mesma temperatura,
apresentam diferentes pressões máximas de vapor,
as quais dependem da intensidade das forças
intermoleculares da substância no estado líquido.
Já para a maioria dos sólidos a pressão máxima de
vapor é desprezível.
Pressão Máxima de Vapor
No entanto, a naftalina, mesmo sendo um sólido,
apresenta uma considerável pressão máxima de
vapor.
Devido à sua volatilidade, a naftalina é
muito usada em banheiros para dissimular
odores desagradáveis. Essa aplicação, no
entanto, é desaconselhável, pois a inalação
dos vapores de naftalina está associada a
certos tipos de câncer.
Pressão Máxima de Vapor
Quando um líquido é aquecido, a energia cinética
média das suas moléculas aumenta, o que facilita
a passagem para o estado de vapor. Como
consequência disso, há um aumento do número de
moléculas no estado de vapor, isto é, ocorre um
aumento da pressão máxima de vapor da
substância.
Pressão Máxima de Vapor
É comum colocar-se gelo em
mictórios de banheiros masculinos
localizados em restaurantes. O gelo
diminui a temperatura da urina e,
dessa forma, reduz a volatilidade
das substâncias que exalam cheiro
desagradável.
Pressão Máxima de Vapor e a
Temperatura de Ebulição
Quando um líquido é aquecido em recipiente
aberto, no seu interior formam-se bolhas
constituídas do vapor do líquido. Para que essas
bolhas escapem do líquido, é necessário que sua
pressão seja, no mínimo, igual à pressão
atmosférica.
Pressão Máxima de Vapor e a
Temperatura de EbuliçãoUm líquido ferve (entra
em ebulição) à
temperatura na qual a
pressão máxima de vapor
se iguala à pressão
exercida sobre sua
superfície, ou seja, à
pressão atmosférica.
Introduzindo a Tonoscopia e
Ebulioscopia
A intensidade com que as propriedades
coligativas ocorrem depende unicamente da
quantidade de partículas presentes na solução,
mas não depende da natureza dessas partículas.
Introduzindo a Tonoscopia e
Ebulioscopia
Tais fenômenos podem ser explicados pelas
interações que ocorrem entre as partículas do
soluto e as moléculas do solvente. Essas
interações dificultam a passagem do solvente
para o estado de vapor, assim como o seu
congelamento.
Introduzindo a Tonoscopia e
EbulioscopiaEm uma solução aquosa de NaCl (b), a quantidade de
moléculas de água que passa para o estado de vapor é
menor que na água pura (a), a uma mesma temperatura.
Solutos Moleculares
Solutos moleculares como a glicose e sacarose, de
mesma concentração em mol/L, apresentam a mesma
pressão osmótica.
Solutos iônicos como NaCl ou CaCl2, embora tenham
a mesma concentração em mol/L, apresentam pressão
osmótica diferentes, devido números de partículas
produzidas. Como o NaCl se dissolve em água,
gerando íons Na+
e Cl-, 1 mol/L de NaCl produz na
verdade 2 mol/L de partículas.
Solução Molecular e Iônica
Solução é formada pela união de 2 ou maissubstâncias. Em uma solução sempre teremossoluto e solvente, sendo:
• Soluto: o que será dissolvido ou estiver emmenor quantidade.
• Solvente: o que irá dissolver ou estiver em maiorquantidade.
Solução Molecular e Iônica
Dependendo do soluto adicionado poderemosformar soluções Eletrolíticas ou nãoEletrolíticas, sendo:
• Eletrolítica: a que conduz corrente elétrica.
• Não eletrolítica: a que não conduz correnteelétrica.
Soluto Iônico
Soluto iônico é todo soluto que, quando em meioaquoso, se dissocia formando íons. É o caso,deforma mais geral, dos sais (porém, nem todos sãosolúveis em água). Por exemplo:
• O cloreto de sódio, NaCl, ao ser misturado à água,se dissocia em:
NaCl Na+
e Cl-
soluto iônicoCaCl2 Ca
+2 + 2Cl
-soluto iônico
Soluto Iônico
O açúcar que usamos em casa, sacarose,C12H22O11, quando misturada à água, permanececom a mesma estrutura, não rompe a ligaçãomolecular:
C12H22O11 C12H22O11 soluto molecular
Tonoscopia ou Tonometria
A pressão de vapor da solução deve-seexclusivamente à quantidade de solvente na fase devapor.
Tonoscopia ou tonometria é o estudo da diminuição da pressão máxima de vapor de um solvente, provocada pela adição de um soluto
não-volátil.
Tonoscopia ou Tonometria
A pressão máxima de vapor da água a 30 ºC é iguala 31,82 mm Hg. Soluções aquosas de solutos não-voláteis apresentam pressões máximas de vapormenores que a da água.
Tonoscopia ou Tonometria
Nota-se que existe uma relação entre oabaixamento absoluto da pressão máxima de vapor(ΔP) e o número de mol de partículas do solutopresente na solução.
Tonoscopia ou Tonometria
Com isso, podemos concluir que:
Quanto maior for o número de partículas (nº demol) do soluto não-volátil na solução, maior será oabaixamento absoluto da pressão máxima de vapor(ΔP).
Aspectos Quantitativos:Tonoscopia
No século XIX vários cientistas verificaram que aadição de um soluto não-volátil a um dado solventeprovocava diminuição da pressão máxima devapor. Essa variação (ΔP) é denominadaabaixamento absoluto da pressão máxima de vapor:
ΔP = P2 – P
Aspectos Quantitativos:
TonoscopiaPor volta de 1887, o químico francês François MarieRaoult estabeleceu uma relação entre o número departículas do soluto não-volátil e o abaixamento dapressão máxima de vapor (ΔP). Essa relação,conhecida como lei de Raoult, diz que:
O abaixamento absoluto da pressão máxima de vapor (ΔP) é igual ao produto da pressão máxima de vapor do solvente (P2) e da fração molar do soluto
(x1).
Aspectos Quantitativos:
TonoscopiaMatematicamente, temos:
em que
sendo essa relação denominada abaixamentorelativo da pressão máxima de vapor.
ΔP = x1P2 ou ΔP = x1
P2
x1= n1__
n1 + n2
Aspectos Quantitativos:
TonoscopiaOutra maneira de calcular o efeito tonoscópico érelacionando-o à molalidade da solução:
em que,
Kt = constante tonoscópica
Kt = massa molecular do solvente1 000
W(molalidade) = n1 = mol
m2 kg
ΔP = Kt . WP2
Observações
1. A lei de Raoult é válida para soluções moleculares desoluto não-volátil de concentrações inferiores a 1 molde soluto por litro de solução, ou seja, 1 molar.
2. Em soluções aquosas diluídas, a molalidade (W)pode ser considerada igual à molaridade (m)(concentração em mol/L). Assim, a lei de Raoulttambém pode ser expressa por:
ΔP = Kt . mP2
Observações
3. Essas relações matemáticas são válidas para soluçõesmoleculares em que o número de partículas presentesna solução (moléculas) é igual ao número de partículasdissolvidas (moléculas). Nas soluções iônicas, porém,devido ao fenômeno da dissociação ou ionização, onúmero de partículas presentes na solução (moléculas eíons) é maior do que o número de partículasdissolvidas, o que provoca um aumento no efeitocoligativo.
Observações
Por esse motivo, nas soluções iônicas devemosintroduzir um fator de correção. Esse fator érepresentado pela letra i e foi proposto pela primeiravez por Van’t Hoff, que deduziu uma expressãomatemática que relaciona o grau de dissociação (α) e onúmero de íons produzidos por fórmula de soluto (q)para a determinação do i:
i = 1 + α (q – 1)
Observações
Logo, para soluções iônicas, temos:
ΔP = x1 . iP2
ΔP = Kt . m . i P2
Ebulioscopia ou Ebuliometria
O aumento (variação) da temperatura de ebulição
(ΔtE) pode ser justificado pela diminuição da pressão
máxima de vapor, que se deve à presença das
partículas do soluto.
Ebulioscopia ou ebuliometria é o estudo da
elevação da temperatura de ebulição do
solvente em uma solução.
Ebulioscopia ou EbuliometriaContinuando...
Para que ocorra a ebulição da solução, é necessário
que ela seja aquecida até que sua pressão de vapor se
iguale à pressão atmosférica.
A formula usada para o Calculo é:ΔtE = Te2 – Te
Onde: Te2 = Temperatura de ebulição da solução Te = Temperatura de ebulição do solvente
Ebulioscopia ou Ebuliometria
Essa propriedade foi estudada pelo cientistafrancês François Marie Raoult (1830-1901) e seusestudos o levaram à seguinte conclusão:
Quando o ponto de ebulição de um líquido éelevado pela presença de um soluto não volátil, onovo valor é diretamente proporcional ao númerode mols da solução.
Ebulioscopia ou EbuliometriaEssa relação entre o efeito ebulioscópico e aconcentração da solução, é mais conhecida comoLei de Raoult.
Na química, a lei de Raoult
(pronuncia-se "Raul") é dedicada a
François-Marie Raoult (1830-1901) e
afirma que a pressão parcial de cada
componente em uma solução ideal é
dependente da pressão de vapor dos
componentes individuais e da fração
molar dos mesmos componentes.
Fonte: Wikipédia
Ebulioscopia ou EbuliometriaUm exemplo de Ebulioscopia surge no preparo docafé: quando adicionamos açúcar na água que estavaprestes a entrar em ebulição.
Os cristais de açúcar antesde serem dissolvidos peloaquecimento constituempartículas que retardam oponto de ebulição da água,ou seja, o líquido vaidemorar um pouco mais aentrar em ebulição.
Referências
USBERCO, João. Química — volume único / JoãoUsberco, Edgard Salvador.— 5. ed. reform. — SãoPaulo : Saraiva, 2002.
WIKIPEDIA. Lei de Raoult. Disponível em:http://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Raoult Acesso em:07/11/2011.