Propriedades Coligativas

- Tonoscopia: estuda o abaixamento da pressão máxima de vapor ( p) de uma solução em relação ao solvente puro ( p2).

Wkp t

p .2

Soluto molecular iWkp t

p ..2

Soluto iônico

- Ebulioscopia: estuda a elevação da temperatura de ebulição ( te) de

uma solução em relação ao solvente puro.

Wkt ee . Soluto molecular iWkt ee .. Soluto iônico

- Crioscopia: estuda o abaixamento da temperatura de solidificação de uma solução ( tc) em relação ao solvente puro.

Wkt cc . Soluto molecular iWkt cc .. Soluto iônico

- Osmoscopia: estuda a passagem do solvente de uma solução menos concentrada para outra mais concentrada, através de membranas semi-permeáveis. =M.R.T

Exercícios

1- (UFU-MG) O arroz branco, um cereal refinado, cozinha a 373,15 K em Santos, próximo à praia. Que procedimento deve ser tomado para cozinhar o mesmo arroz em La Paz, na Bolívia, que possui 3.657 m de altitude? Responda conceitualmente explicando sucintamente o fenômeno.

Dado: em La Paz , a pressão atmosférica é de aproximadamente 62 kPa ( 1 atm = 101,325 kPa)

Solução

Um líquido entra em ebulição, quando sua pressão máxima de vapor iguala-se a pressão atmosférica. Em lugares mais altos a pressão atmosférica é menor, portanto para entrar em ebulição precisará de uma temperatura menor. Portanto em La Paz, a água entra em ebulição abaixo de 1000C, o que não é suficiente para cozinhar o arroz. A alternativa seria usar uma panela de pressão.

Curiosidade: em La Paz, a água entra em ebulição aproximadamente à 850C.

2- (Fatec-SP) Sobre pressão normal, uma dada solução, contendo 9,0 g de uma substância A dissolvida em 400 g de água, entra em ebulição a 100,260C. Qual a massa molecular da substância A?

Dados: Ke da água = 0,52 0C.kg/mol

Solução

mA= 9,0 g m H2O = 400 g Ke = 0,52 0C.kg/mol te = 100,260C

9,0M

M.0,400

0,9.52,0

M.m..

26,000,10026,100

2(kg)

1

2

m

kWkt

ttt

eee

eee

molg

mkWkt

ttt

eee

eee

/450,400.0,26

0.52.9,0M

M.0,400

0,9.52,0

M.m..

26,000,10026,100

2(kg)

1

2

3- (UFSC) O gráfico a seguir apresenta a variação das pressões de vapor do n-hexano, da água, do benzeno e do ácido acético com a temperatura.

Indique a(s) proposição(ões) verdadeira(s):a) O n-hexano é mais volátil que

ácido acético.

b) Na pressão de 760 mmHg, o benzeno tem ponto de ebulição de 800C.

c) A 760C, a pressão de vapor de água é de aproximadamente 760 mmHg.

d) Uma mistura de água e ácido acético, em qualquer proporção terá ponto de ebulição entre 60 e 800C, ao nível do mar.

e) A água tem, a 00C, a pressão de vapor igual a 760 mmHg.

f) A ordem crescente de volatilidade, a 800C, é: ácido acético<água<benzeno<n-hexano.

g) As pressões de vapor aumentam com a temperatura.

Soluçãoa- CORRETA: De todas as substâncias, representadas no fráfico a de maior pressão de vapor é o n-hexano.

b- CORRETA: Basta seguir a pressão de 760 mmHg no gráfico.

c- ERRADA: Nessa temperatura, a pressão de vapor da água fica abaixo de 760 mmHg.

d- ERRADA: ao nível do mar 760 mmHg de pressão, a temperatura de ebulição de uma solução será sempre maior que a temperatura de ebulição do líquido puro.

e- ERRADA: é só seguir o gráfico.

f- CORRETA: segue-se a temperatura de 800C, e verifica-se que as curvas mais acima, têm maior pressão de vapor.

g- CORRETA: a pressão máxima de vapor está relacionada com a temperatura quanto maior o temperatura, maior a pressão de vapor.

4- (UFPA) As pressões de vapor do hexano e do heptano puros são, respectivamente, 122 mmHg e 36 mmHg, a 200C. Suponha que uma solução, com fração molar de 0,40 de hexano, apresenta comportamento ideal. A pressão total dessa mistura, em mmHg, será de:

b) 21,6

c) 48,8

d) 70,4

e) 73,2

f) 158,0

Solução

p v hexano = 122 mmHg X molar hexano = 0,4

p v heptano = 36 mmHg X molar heptano = 0,6

p vapor mistura = ?

Para calcular a pressão de vapor de uma solução podemos usar : p = X2.p2 fração molar solvente . p vapor do solvente, daí temos:

Para o hexano: p = X2 . p2 = 0,4 . 122 = 48,8 mmHg

Para o heptano: p = X2 . p2 = 0,6 . 36 = 21, 6 mmHg

Como estamos falando em comportamento ideal, é só somar as duas:

P total da mistura = p hexano + p heptano = 70,4 mmHg

Resposta: Letra C = 70,4 mmHg

5- (VUNESP-SP) Isolou-se uma proteína de amostra de soro sangüíneo. Uma dispersão coloidal de 685 mg da referida proteína, em água suficiente para formar 10,0 ml de solução, tem pressão osmótica de 0,28 atm, a 7 0C. Considerando a proteína como um composto covalente típico, sua massa molecular é igual a:

b) 5,6 .103 g/mol d) 12 . 10-3 g/mol

c) 685 g/mol e) 12 . 103 g/mol

d) 6.1023 g/mol

Solução

m dispersão coloidal = 685 mg = 685 .10-3 g V solução = 10 ml = 0,01 L

Pressão osmótica = 0,28 atm 7 0C 280 K

10.685M

M.0,01

10.68528,0..

M.V

mπ..π

31

TRTRM

333

31

10.6,5M10.561700001,0.28,0

280.082,0.10.685M

M.0,01

280.082,0.10.68528,0..

M.V

mπ..π

TRTRM

Resposta: Letra A = 5,6 .103 g/mol

6- ( VUNESP-SP) Considere duas soluções, uma de ácido clorídrico e outra de ácido acético, ambas 10-2M. Pergunta-se:

b) Qual das duas soluções apresenta menor temperatura de congelação? Justifique.

c) Calcule o pH da solução de ácido clorídrico. A solução de ácido acético tem pH menor ou maior? Por que?

Solução

a) A solução de ácido clorídrico, por tratar-se de um ácido forte, sofre aproximadamente 100% de ionização, teremos mais partículas dissolvidas que a de ácido acético ( fraco), e nesse caso o efeito coligativo será corrigido pelo fator de Van’t Hoff.

b) pH = -log[H+]= -log 10-2 pH = 2

Como a solução de ácido acético é de ácido fraco, está menos ionizada, portanto sua concentração molar de H+ é menor, seu pH será maior que a solução de ácido clorídrico.

Ácido clorídrico(forte) = 10-2 M Ácido acético( fraco) = 10-2 M

Importante

Para os exercícios que envolverem soluções de solutos iônicos, as expressões são as mesmas, só que, devemos multiplicar todas elas por um fator de correção, que chamamos de fator de Van’t Hoff. Os solutos iônicos sofrem dissociação ou ionização, como as propriedades coligativas dependem somente do números de partículas dispersas, os efeitos coligativos das iônicas serão sempre maiores que os efeitos coligativos das moleculares, comparando-se soluções de mesma molalidade ( molaridade).

i = 1 + ( q-1) onde:

i = fator Van’t Hoff

= grau de ionização ou dissociação

q = número de íons ( + e -) gerados por fórmula

Exemplo: CaCl2 100% ionizado

CaCl2 Ca+2 + 2 Cl-

i = 1 + ( q-1)

i = 1 + 1 ( 3 –1)

i = 3

Qualquer efeito coligativo de uma solução de CaCl2, será 3 vezes maior, que o de uma solução molecular de mesma molalidade.

7-(ITA-2002)Considere as seguintes afirmações relativas aos sistemas descritos abaixo, sob pressão de 1atm:

I- A pressão de vapor de uma solução aquosa de glicose 0,1 mol/L é menor do que a pressão de vapor de uma solução de cloreto de sódio 0,1mol/L a 250C.

II- A pressão de vapor do n-pentano é maior do que a pressão de vapor do n-hexano a 250C.

III- A pressão de vapor de substâncias puras como: acetona, éter etílico, etanol e água, todas em ebulição, tem o mesmo valor.

IV- Quanto maior for a temperatura, maior a pressão de vapor de uma substância.

V- Quanto maior for o volume de um líquido, maior será sua pressão de vapor.

Destas afirmações, estão CORRETAS

h)apenas I, II, III e IV b) apenas I, II e V

i)apenas I, IV e V d) apenas II, III e IV

e) apenas III, IV e V

I- ERRADA quando maior o número de partículas dispersas, menor a pressão de vapor. Estamos comparando duas soluções: uma molecular e outra iônica de mesmas molaridade. Como o cloreto de sódio se dissocia, teremos uma concentração molar maior de partículas dissolvidas.

Glicose Glicose NaCl Na+ + Cl-

0,1 Mol/L 0,1 mol/L 0,1 mol/L 0,1 mol 0,1 mol

Total partículas = 0,2 mol/L

II- CERTA O n-hexano possui maior cadeia carbônica do que o n-pentano. A temperatura de ebulição do n-hexano é maior (maior intensidade nas forças intermoleculares). A pressão máxima de vapor depende da quantidade de vapor. Comparando as duas substâncias numa mesma temperatura, o n-pentano por ter menor temperatura de ebulição, terá mais vapor na mesma temperatura, portanto maior pressão de vapor.

III- CERTAUm líquido entre em ebulição quando a pressão máxima de vapor iguala-se a pressão externa. Como os líquidos estão em um mesmo local em ebulição, as pressões máximas de vapor são iguais.

IV-CERTA Em uma maior temperatura as moléculas da substâncias começam a se movimentar com maior intensidade, conseguindo escapar para o estado de vapor; se temos mais vapor, maior será a pressão de vapor.

V-ERRADA Pressão de vapor não depende do volume e sim da natureza e da temperatura do líquido.

LETRA D

8-(ITA-2002)- Considere os valores da temperatura de congelação de soluções 1 milimol/L da seguintes substâncias :

I- Al2(SO4)3 II- Na2B4O7 III- K2Cr2)7 IV- Na2CrO4 V- Al(NO3)3 . 9H2O

Assinale a alternativa CORRETA relativa à comparação dos valores dessas temperaturas.

d) I < II < V < III < IV

e) I < V < II III IV

f) II < III < IV I < V

g) V < II < III < IV < I

h) V II < III < IV < I

Nunca podemos esquecer que: quanto maior a concentração molar de uma solução menores as pressões de vapor, maiores os efeitos coligativos. Para soluções de mesma molaridade, quanto maior a quantidade de partículas dispersas, maiores os efeitos coligativos, portanto, menores as temperaturas de congelamento.

I- Al2(SO4)3 2 Al+3 (aq) + 3 SO4-2 (aq)

1 x 10-3 M 2 x10-3 M 3 x 10-3 M => total de: 5 x 10-3 mol/L (partículas)

II- Na2B4O7 2 Na+ (aq) + 1 B4O7 (aq)

1 x 10-3 M 2 x 10-3 M 1 x10-3 M => total de 3 x 10-3 mol/L (partículas)

III- K2Cr2O7 2 K+ (aq) + Cr2O7-2

1 x10-3 M 2 x 10-3 M 1 x 10-3 M => total de 3 x 10-3 mol/L (partículas)

IV- Na2CrO4 2 Na+ (aq) + CrO4-2

1 x 10-3M 2 x 10-3M 1 x 10-3 M => total de 3 x 10-3 mol/L (partículas)

V- Al(NO3)3 . 9H2O Al+3(aq) + 3 NO3

-(aq) + 9 H2O

1 x10-3 M 1 x10-3M 3 x10-3M => total de 4 x 10-3 mol/L (partículas)

LETRA B