PROPRIEDADES COLIGATIVAS - CRIOSCOPIA

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS INSTITUTO DE QUÍMICA E BIOTECNOLOGIA LABORATÓRIO DE QUÍMICA 2
PROF. ADRIANA RIBEIRO
Carla Catharine Gomes Brecho Maria Fernanda Lima Lopes Noemi Oliveira dos Santos
Propriedades coligativas: Crioscopia 
Maceió – AL
2023
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS INSTITUTO DE QUÍMICA E BIOTECNOLOGIA LABORATÓRIO DE QUÍMICA 2
Carla Catharine Gomes Brecho Maria Fernanda Lima Lopes Noemi Oliveira dos Santos
Propriedades coligativas: Crioscopia 
Relatório da atividade desenvolvida no instituto de química e biotecnologia da Universidade Federal de Alagoas durante as aulas práticas de laboratório de Química II para fins de aprendizado.
Orientador: Prof. Adriana Ribeiro.
Maceió – AL
2023
Resumo
O experimento realizado durante as aulas práticas de laboratório de Química II e a realização das misturas e apurações laboratoriais pretendem trabalhar o conhecimento prático e técnico em comunhão ao saber teórico. Desse modo será abordado o tema da crioscopia, com o objetivo de compreender o fenômeno do abaixamento do ponto de congelamento das soluções e sua relação com a quantidade de soluto presente na solução. Com isso, será possível através do procedimento experimental realizado determinar o ponto de congelamento de uma solução e a quantidade de soluto presente nela, bem como a análise dos resultados obtidos e as conclusões alcançadas.
Palavras-chave: Propriedades Coligativas; Molalidade; Crioscopia; Solução; Congelamento;
Introdução
 As propriedades coligativas são mudanças físicas observadas em uma solução quando um soluto é dissolvido em um solvente. A crioscopia é uma das propriedades coligativas que se refere ao abaixamento do ponto de congelamento de uma solução quando um soluto é adicionado a um solvente. Este fenômeno é utilizado para determinar a quantidade de soluto presente em uma solução, por meio da medida do ponto de congelamento da solução e a comparação com o do solvente puro.
Quando um soluto é adicionado a um solvente, as partículas do soluto interagem com as partículas do solvente, reduzindo a organização espacial das partículas do solvente. Com isso, é necessário um abaixamento da temperatura para que as partículas do solvente possam se organizar em um arranjo cristalino e assim passar do estado líquido para o sólido. O abaixamento do ponto de congelamento é proporcional à quantidade de soluto presente na solução e pode ser calculado por meio da equação ∆Tc = Kc . m, onde ∆Tc é a variação do ponto de congelamento, Kc é a constante crioscópica, que depende do solvente, e m é a molalidade da solução, que é a quantidade de soluto em moles por quilograma de solvente.
Referências:
AULA; GODOI, G. Disponível em: <https://cesad.ufs.br/ORBI/public/uploadCatalago/16292008042013Fisico-Quimica_II_Aula_4.pdf>.
MANUAL DA QUÍMICA. Crioscopia ou criometria. Manual da Química, 2021. Disponível em: https://www.manualdaquimica.com/fisico-quimica/crioscopia-ou-criometria.htm. 
Sumário
Introdução	4
Objetivos	6
Materiais Utilizados	6
Métodos	6
Processos, Resultados e Discussões	7-8
Conclusão	9
Referências Bibliográficas	10
Objetivo
O objetivo da prática laboratorial é verificar o fenômeno da crioscopia com aplicação prática dos conceitos teóricos.
Materiais Utilizados
· Tubos de ensaio;
· Termômetro digital;
· Béquer de 250 mL;
· Beckers;
· Pipeta;
· Gelo;
· Soluções de NaCl 5% e solução de NaCl saturada;
· Água destilada;
Metodologia
Procedimento experimental:
· Passo 1: Precisão na separação em tubos de ensaio de diferentes 
substâncias líquidas:
Inicialmente foram numerados os tubos de ensaio de 1 a 3 e adicionado em cada um deles 3 mL de líquido diferente: água destilada no primeiro tubo, solução de cloreto de sódio 5% no segundo tubo e solução saturada de cloreto de sódio no terceiro tubo. Em seguida, preparou-se um banho de gelo com pedaços de gelo e sal grosso na proporção aproximada de 4:1. 
· Passo 2: Disposição do banho de gelo e análise metódica da temperatura: 
Foi colocado os três tubos de ensaio no banho de gelo preparado, de modo que o conteúdo de cada tubo ficou completamente submerso. Respeitando o intervalo de medições deixou-se os tubos em repouso por aproximadamente 5 minutos e repetiu-se a observação a cada 5 minutos até que foi possível observar a ordem de congelamento da água nos três tubos.
Resultados e Discussões
Foi observado que o tubo de ensaio que contém apenas água congelou bem mais rápido que a solução de cloreto de sódio 5% no outro tubo de ensaio, e por último o tubo cujo qual continha solução de cloreto de sódio saturada conforme o esperado baseado na teoria das propriedades coligativas referente ao conteúdo de crioscopia. Geralmente, a água demora cerca de 1 minuto para congelar, enquanto a solução demora cerca de 5 à 7 minutos. 
O ponto de congelamento da água pura é de 0°C, mas quando o sal é adicionado, o ponto de congelamento da água salgada diminui, dependendo da concentração de sal. Por exemplo, uma solução salina de 10% tem um ponto de congelamento de cerca de -6°C. Portanto, para congelar a água salgada, é necessário resfriá-la para uma temperatura menor que 0°C, a temperatura na qual a água pura congelaria.
Isso ocorre devido ao fenômeno da crioscopia, que é a diminuição da temperatura de congelamento de uma substância quando um soluto é adicionado a ela. Quando o sal é adicionado à água, ele forma íons que ocupam o espaço entre as moléculas de água e diminuem a atividade molecular, impedindo que as moléculas se unam para formar uma rede cristalina e solidificar a água. A crioscopia é um exemplo de um efeito coligativo, que é um fenômeno que depende da quantidade de partículas em uma solução e não da natureza das partículas em si. Isso significa que a diminuição da temperatura de congelamento depende da quantidade de sal adicionada à água e não do tipo de sal em si.
A constante crioscópica é uma constante que relaciona a diminuição da temperatura de congelamento de um solvente puro com a concentração de um soluto não volátil na solução. A fórmula para calcular a constante crioscópica (Kc) é:
Kc = ΔTf / m * kf
A constante crioscópica do solvente pode ser encontrada em tabelas ou em livros de química. Por exemplo, a constante crioscópica da água é de 1,86 °C kg/mol.
Para determinar a temperatura de fusão da solução de NaCl, é necessário utilizar a fórmula da variação da temperatura de fusão:
ΔTf = Kc * m
Onde:
· ΔTf é a variação da temperatura de fusão em relação ao solvente puro (água), em graus Celsius;
· Kc é a constante crioscópica do solvente, que para a água é 1,86 °C kg/mol;
· m é a molalidade da solução, que é a quantidade de matéria do soluto em um quilograma de solvente.
Para calcular a molalidade, é preciso converter a massa do soluto em mol:
360 g NaCl / 58,44 g/mol = 6,16 mol NaCl
Em seguida, calcular a massa do solvente (água) presente na solução:
massa água = 1000 g - 360 g = 640 g
Finalmente, calcular a molalidade:
m = 6,16 mol / 0,640 kg = 9,62 mol/kg
Substituindo na fórmula da variação da temperatura de fusão:
ΔTf = 1,86 °C kg/mol * 9,62 mol/kg = 17,9 °C
Portanto, a temperatura de fusão da solução de NaCl é:
0 °C - 17,9 °C = -17,9 °C
Isso significa que a solução de NaCl irá congelar a uma temperatura de -17,9 °C, em relação ao ponto de fusão da água pura (0 °C).
Conclusão
Percebe-se então que após os processos realizados e ao realizar os cálculos para determinar a temperatura de fusão de uma solução de NaCl com base na constante crioscópica da água, foi possível obter um resultado teórico de -17,9 °C. Esse resultado foi atestado pela teoria, pois está de acordo com o esperado para a diminuição da temperatura de fusão de uma solução de NaCl com a concentração presente na solução saturada.
Portanto, é possível afirmar que a teoria da crioscopia foi capaz de prever com precisão a diminuição da temperatura de fusão da solução de NaCl, mostrando a relação direta entre a molalidadedo soluto e a diminuição da temperatura de fusão do solvente. A crioscopia é uma propriedade muito útil para a análise de soluções em diversos campos da química e a teoria por trás dessa propriedade é fundamental para a compreensão do comportamento das soluções.
Referências Bibliográficas
APOSTILA DE EXPERIMENTOS, Práticas de Laboratório de Química II. Universidade Federal de Alagoas, Instituto de Química e Biotecnologia. Maceió, Alagoas. 2023.
CRIOSCOPIA, Aula 4. Disponível em: <https://noic.com.br/aula-4-crioscopia/>. Acesso em: 5 abr. 2023.
AULA; GODOI, G. Disponível em: <https://cesad.ufs.br/ORBI/public/uploadCatalago/16292008042013Fisico-Quimica_II_Aula_4.pdf>.
MANUAL DA QUÍMICA. Crioscopia ou criometria. Manual da Química, 2021. Disponível em: https://www.manualdaquimica.com/fisico-quimica/crioscopia-ou-criometria.htm. 
Anotações em sala.