lista 7 - fisqui ii

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DEPARTAMENTO DE FÍSICO-QUÍMICA 
DISCIPLINA QUI 03310 – FÍSICO-QUÍMICA II-B 
 
LISTA DE EXERCÍCIOS 7 
 
Propriedades Coligativas das Soluções não Eletrolíticas 
 
 
OBJETIVOS 
 
1. Caracterizar as propriedades das soluções diluídas de solutos não voláteis, mostrando 
que relações as mesmas guardam com a concentração. 
2. Traçar, em sistemas de eixos apropriados, (PxT), curvas de equilíbrio correspondentes, 
indicando o deslocamento dos pontos fixos do solvente. 
3. Estabelecer as diferentes equações que relacionam as propriedades coligativas entre 
si e com a concentração da solução. 
4. Discutir a aplicabilidade dos diferentes métodos de determinação de massas molares 
de solutos não voláteis, baseados na medida de propriedades coligativas. 
5. Determinar as condições em que se estabelece a pressão osmótica de uma solução 
molecular e relacioná-la com as demais propriedades coligativas. 
 
 
Problemas 
 
 
1) Calcule a constante ebulioscópica da água sabendo que 0
E
T = 373 K e 
V
H∆ = 9720 cal/mol. 
Resposta: 0,513 K⋅kg/mol 
 
2) Calcule o ponto de ebulição de uma solução que contém 30 g de sacarose em 100 g de 
água (a massa molar da sacarose é 342 g/mol) 
Resposta: T = 100,45 oC 
 
3) Seja uma solução contendo 50 g de glicose dissolvidos em 1 kg de água. Calcule, admitindo 
comportamento ideal, a pressão de vapor da solução a 100 oC. 
 Dados : P�H2O = 1,013⋅10
5 Nm-2 a 100 oC, Glicose C6H12O6 M = 180 g/mol. 
 Resposta: ∆P = P�1 - P = 1,008⋅10
5 Nm-2 
 
4) Benzeno puro congela a 5,40 oC. Uma solução contendo 0,223 g de ácido fenilacético 
(C6H5CH2COOH) em 4,4 g de benzeno, congela a 4,47 
oC. O calor de fusão do benzeno é 
9,89 kJ/mol. Calcule a massa molar do ácido fenilacético. Que conclusão se pode tirar do 
resultado? Apresente uma explicação plausível. 
Resposta: Massa molar do ácido fenilacético: 273 g/mol. Em solvente apolar, formam-
se dímeros. 
 
5) Para uma solução aquosa de sacarose que contém 1 mol de soluto por kg de água a 20 oC, 
calcule: 
a) a pressão osmótica ideal sem aproximações. 
b) a pressão osmótica ideal pela equação de Morse. 
c) a pressão osmótica ideal pela equação de van’t Hoff. 
Dados: a 20 oC, 1 mol de sacarose por kg de água equivale a 0,825 mols de sacarose por 
litro de solução. A densidade da água é 0,998 g/cm-3. Compare os resultados com o valor 
experimental : Π = 27,2⋅105 Nm-2. Comente as diferenças. 
Respostas: a) Π = 24,0⋅105 Nm-2, b) Π = 24,3⋅105 Nm-2, c) Π = 20,4⋅105 Nm-2. 
Comparando os 3 valores ideais de Π com o experimental, verifica-se que o 
mais próximo do valor real é o calculado pela fórmula de Morse. Como o 
valor experimental é maior do que o valor ideal, conclui-se que o coeficiente 
de atividade do soluto (γ2) é maior do que a unidade. 
6) Quantos gramas de etileno-glicol devem ser dissolvidos em 10 kg de água para que sua 
temperatura de congelamento baixe para - 10 oC? Admita comportamento ideal da solução. 
Kf = 1,86 K.kg/mol, massa molar do etileno-glicol (CH2OH-CH2OH) = 62 g/mol 
Resposta: M = 3333 g 
 
7) Duas soluções aquosas, cada uma pesando 106 g, são resfriadas lentamente, lado a lado. 
Uma contém 6 g de uréia e a outra 6 g de sacarose. A que temperatura cada uma 
começará a congelar? Quando a solução de mais baixo ponto de congelamento começar a 
congelar, qual a massa de gelo já cristalizado na outra? Admita comportamento ideal das 
soluções. Kf = 1,86 K.kg/mol e massa molar da uréia = 60 g/mol e massa molar da 
sacarose = 342 g/mol. 
Respostas: -0,33 oC e -1,86 oC M gelo = 82,5 g 
 
8) Admitindo comportamento ideal, que concentração molar do soluto é necessária, a 20 oC, 
para elevar por osmose uma coluna de solução aquosa, de densidade 1 g/cm3, a uma 
altura de 30 m? Qual é a pressão de vapor dessa solução a 20 oC? A pressão do vapor de 
água pura é 17,363 torr nessa temperatura e ρHg = 13,6 g/cm
3. 
Resposta: C = 0,120 M, P = 17,33 torr 
 
9) Dez gramas de benzeno, dez gramas de tolueno e dez gramas de naftaleno são misturados 
para formar uma solução a 30 oC. Calcule quantos gramas de tolueno são vaporizados ao 
passar 10 litros de ar seco, medidos a 30 oC e 760 mmHg, através dessa solução na 
mesma temperatura. A pressão de vapor do tolueno puro é de 36,7 mmHg e a do benzeno 
puro, 118,5 mmHg, nessa temperatura. A pressão externa é de 760 mmHg. A pressão de 
vapor do naftaleno pode ser desprezada nas condições do problema. 
Resposta: Mtol = 0,67 g 
 
10) Uma corrente de ar seco é borbulhada lentamente através de 1 L de uma solução aquosa 
de um soluto não volátil e, a seguir, passa através da água pura na mesma temperatura. A 
solução, que contém 50 g do soluto por litro , apresenta uma perda de peso de 0,4875 g de 
água e a água pura registra uma perda de peso igual a 0,0125 g. Calcule a massa molar do 
soluto e o ponto de congelamento da solução. 
Resposta: M2 = 36,9 g/mol e ∆Tf = 2,65 K 
 
11) Conforme dados publicados no J. Phys. Chem. 51, 184 (1977), as pressões osmóticas de 
soluções γ-globulina em NaCl 0,15 M a 37 oC são: 
Concentração de γ-globulina (g/100mL) 19,27 12,35 5,81 
h (mmHg) 432 253 112 
A partir desses dados, calcule amassa molar da γ-globulina. 
Dados: ρH2O=0,994 g/cm
3 a 37 oC, ρHg=13,6 g/cm
3 
Resposta: 141,6 kg/mol 
 
12) Um frasco continha 242,6 mg de fenantreno (C14H10) dissolvidos em benzeno; outro frasco 
de mesmo diâmetro, contém 323,8 mg de ácido benzóico, também dissolvidos em benzeno. 
Ambos os frascos foram colocados em um dessecador sob vácuo e deixados a 56,1 oC 
durante vários dias até atingirem o equilíbrio. Durante esse tempo, os volumes das 
soluções variam um pouco porque benzeno destila isotermicamente de um frasco para o 
outro. No ponto de equilíbrio, a massa total da solução contendo fenantreno foi de 21,6805 
g e a massa da outra solução foi de 24, 5475 g. O ácido benzóico dimeriza em benzeno em 
benzeno em certa extensão. Calcule a constante de equilíbrio: 
2(C6H5COOH) ⇔ (C6H5COOH)2 
Resposta: Kx = 2,15⋅103 
 
13) 0,30 g de uma substância B, de massa molar 70 g/mol, são dissolvidos em 2 mols de um 
solvente A, não volátil, produzindo uma solução de pressão de vapor igual a 2,5 torr. 
Calcule a constante da lei de Henry para B dissolvido em A. 
Resposta: torrk 1169
0021,0
5,2
==