Propriedades coligativas das soluções – Aula de Química Enem

São propriedades que dependem apenas do número de partículas dispersas na solução, independentemente da natureza dessas.

Dependem apenas do solvente.

Elas incluem: abaixamento da pressão de vapor (tonoscopia); elevação do ponto de ebulição (ebulioscopia); diminuição do ponto de congelamento (crioscopia) e pressão osmótica (osmoscopia).

Tonoscopia

É o abaixamento da pressão máxima de vapor de um líquido devido à presença de um soluto não-volátil.

A pressão de vapor mede a tendência das moléculas de um solvente escapar para a atmosfera. A presença de algum soluto diminui essa tendência.

a) Solvente puro

b) solvente + soluto

Lei de Raoult

A pressão parcial de vapor de um componente na solução líquida é proporcional à fração molar de cada componente volátil multiplicado pela pressão de vapor do componente puro.

p₁ = X₁ p₁⁰ ou p₁ = (1-X₂) p₁⁰

Onde p₁ é a pressão parcial do componente 1, X₁ (ou 1 – X₂) é a fração molar do componente 1 e p₁⁰ é a pressão de vapor do componente 1 puro.

p⁰ – p₁ = Δp = abaixamento absoluto da pressão máxima de vapor da solução

Abaixamento da pressão máxima de vapor de uma solução

Ebulioscopia

É a elevação da temperatura de ebulição de um líquido ocasionada pela dissolução de um soluto não-volátil.

A elevação da temperatura de ebulição da solução (ΔT_eb ) é a diferença entre a temperatura de ebulição da solução (T) e a temperatura de ebulição do solvente puro (T⁰).

ΔT_eb = T – T⁰

Ela pode ser calculada pela Lei de Raoult

Numa solução diluída de um soluto não volátil, a elevação da temperatura de ebulição é diretamente proporcional à molalidade da solução.

ΔT_eb = K_eb x m (molalidade da solução)

Molalidade = nº mol do soluto/massa do solvente (kg)

Onde Ke_bé a constante ebulioscópica molal do solvente.

Elevação do ponto de ebulição de uma solução

Crioscopia

É o abaixamento da temperatura de congelamento de um líquido devido à dissolução de outras substâncias nele.

O abaixamento da temperatura de congelamento da solução (ΔT_c) é a diferença entre a temperatura de ebulição do solvente puro (T⁰) e a temperatura de ebulição da solução (T).

ΔT_c = T⁰ – T

Ela pode ser calculada pela Lei de Raoult

Numa solução diluída de um soluto não volátil, o abaixamento da temperatura de congelamento é diretamente proporcional à molalidade da solução.

ΔT_c = K_c x m (molalidade do soluto)

Molalidade = nº mol do soluto/massa do solvente (kg)

Onde Kcé a constante crioscópica molal do solvente.

Abaixamento da temperatura de congelamento de uma solução

Osmoscopia

É a medida da pressão osmótica das soluções.

Pressão osmótica é a pressão que devemos exercer sobre a solução para impedir sua diluição, pela passagem do solvente puro, através de uma membrana semipermeável.

Quando aplicamos uma pressão igual a pressão osmótica, o solvente passa pela membrana semipermeável de forma que a variação de volume total da solução é igual a zero (não ocorrem passagem efetiva de solvente pela membrana semipermeável).

Cálculo da pressão osmótica

A pressão osmótica (π) é diretamente proporcional à molaridade da solução (n/V) e a temperatura absoluta (Kelvin). Sendo a constante de proporcionalidade igual à constante do gás ideal R.

Classificação da solução

Considerando a mesma temperatura, com pressões osmóticas P_A e P_B.

• a solução A é hipertônica em relação à B, quando P_A > P_B
• a solução A é isotônica em relação à B, quando P_A = P_B
• a solução A é hipotônica em relação à B, quando P_A < P_B

Soluções iônicas x Soluções covalentes

Fator de Van’t Hoff (i)

i= 1 + α(q-1), onde α é o grau de dissociação do eletrólito e q é o número de partículas formadas pela ionização de cada molécula.

Eletrólitos – conduzem corrente elétrica em solução aquosa.

Não-eletrólitos – não conduzem corrente elétrica em solução aquosa.

Dissociação de eletrólitos iônicos.

São eletrólitos fortes, ou seja, liberam íons em solução aquosa.

Ex.:

NACl_(s) → Na⁺_(aq) + Cl^–_(aq)

Dissociação de eletrólitos moleculares.

Podem ser eletrólitos fortes e fracos, bem como não-eletrólitos.

Ex.: HCl e outros ácidos fortes são eletrólitos fortes.

HCl_(g) → H⁺_(aq) + Cl^–_(aq)

Saiba mais sobre Propriedades coligativas das soluções nesta aula do canal QG TV, disponível no Youtube. Após assistir, revise o que você aprendeu respondendo aos nossos desafios!

Desafios

Questão 1

Através de um conhecimento empírico, as pessoas adicionam sal ao gelo, a fim de gelar bebidas mais rapidamente. Em termos científicos, a adição de sal à água faz com que a solução tenha ponto de fusão menor do que o da água pura. Tal fenômeno é chamado de:

a) tonoscopia.

b) osmoscopia.

c) crioscopia.

d) abaixamento da pressão de vapor.

e) ebulioscopia.

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Questão 2

A água pura tem temperatura de ebulição (Te) e temperatura de solidificação (Ts). Quando adiciona-se cloreto de sódio (NaCl), um soluto não volátil, as temperaturas de ebulição e solidificação para a solução resultante serão (Te’) e (Ts’), respectivamente. É correto afirmar que:

a) Te < Te’ e Ts < Ts’

b) Te Ts’

c) Te > Te’ e Ts > Ts’

d) Te = Te’ e Ts = Ts’

e) Te > Te’ e Ts < Ts’

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Questão 3

A panela de pressão permite que os alimentos sejam cozidos em água muito mais rapidamento do que em panelas convencionais. Sua tampa possui uma borracha de vedação que não deixa o vampo escapar, a não ser através de um orifíficio central sobre o qual assenta um peso que controla a pressão. Quando em uso, desenvolve-se uma pressão elevada no seu interior. Para a sua operação segura, é necessário observar a limpeza do orifício central e a existência de uma válvula de segurança.

O esquema da panela de pressão e um diagrama de fase da água são apresentados abaixo.

A vantagem do uso de panela de pressão é a rapidez para o cozimento de alimentos e isto se deve à:

a) pressão no seu interior, que é igual à pressão externa.

b) temperatura de seu interior, que está acima da temperatura de ebulição da água no local.

c) quantidade de calor adicional que é transferido à panela.

d) quantidade de vapor que está sendo liberada pela válvula.

e) espessura da sua parede, que é maior do que a das panelas comuns.

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Questão 4

Ao adicionarmos 2g de sal (NaCl) à água, a temperatura de ebulição da solução formada é maior que a da água pura. Caso adicionássemos a mesma quantidade de NaBr ao invés de sal à água, a temperatura de ebulição da nova solução será:

a) a mesma da solução contendo NaCl.

b) a mesma que a da água pura.

c) maior que a da água pura e da solução contendo NaCl.

d) muito maior que a da água pura.

e) muito menor que a da água pura.

Questão 5

Utiliza-se solução de NaCl a 0,70 % em água destilada como soro fisiológico, para que o soro:

a) tenha a mesma pressão osmótica do sangue.

b) mantenha o pH do sangue.

c) seja uma solução homogênea com o sangue.

d) tenha a mesma pressão de vapor do sangue.

e) tenha a mesma densidade do sangue.