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ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 1 Aula 17 – Propriedades Coligativas ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 2 SUMÁRIO INTRODUÇÃO 3 1. PROPRIEDADES FÍSICAS. 3 Diagrama de Fases 3 Pressão Máxima de Vapor 10 Ebulição 15 2. PROPRIEDADES COLIGATIVAS. 19 Tonoscopia. 20 Ebulioscopia e Crioscopia. 27 Análise gráfica da ebulioscopia e crioscopia. 28 Osmoscopia. 28 Fator de Van’t Hoff 32 3. QUESTÕES FUNDAMENTAIS 35 4. JÁ CAIU NOS PRINCIPAIS VESTIBULARES 38 Diagrama de fases. 38 Propriedades coligativas. 47 5. GABARITO SEM COMENTÁRIOS 70 6. RESOLUÇÃO DAS QUESTÕES FUNDAMENTAIS 71 7. QUESTÕES RESOLVIDAS E COMENTADAS 74 8. CONSIDERAÇÕES FINAIS DAS AULAS 139 9. REFERÊNCIAS 140 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 3 Introdução Essa aula é tão importante não só para acertar as questões para a sua aprovação no vestibular, quanto para compreender fenômenos do cotidiano. Eu, particularmente, adoro esse tema. Espero que você aprenda e se divirta (se possível). Are you ready? Let’s go! 1. Propriedades Físicas. Os materiais apresentam características que estão vinculadas à composição, sendo uma delas a mudança de estado físico. As alterações dos estados físicos sólido, líquido e gasoso em um único gráfico é chamado diagrama de fases. Diagrama de Fases O diagrama de fases é o gráfico que mostra as condições de equilíbrio entre as diferentes fases de um material. Observe abaixo o diagrama de fases do dióxido de carbono (CO2). ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 4 Diagrama de fases: Dióxido de carbono No diagrama de fases do CO2 percebemos 3 principais regiões (sólido, líquido e gasoso) separadas por uma linha chamada limite de fase e outra região específica a área da Física chamada fluido supercrítico. Se um material apresentar temperatura e pressão localizada na linha de fase, ele será encontrado nos estados físicos vizinhos, em equilíbrio dinâmico. O dióxido de carbono, a 1 atm e -78,5 °C, encontra-se em equilíbrio das fases sólida e gasosa, ou seja, as duas fases coexistem no sistema. O CO2, a 5,12 atm e -56,6 °C, coexiste nos três estados físicos: sólido, líquido e gasoso e esse ponto é denominado ponto triplo. O ponto crítico é classificado como a indistinção entre a fase líquida e a fase gasosa. Acima do ponto crítico é denominado fluido supercrítico que, formalmente, apresenta a classificação como um líquido de elevada densidade que sofre efusão (ato de atravessar) através de sólidos como um gás, mas pode dissolver materiais como um líquido. O fluido supercrítico do dióxido de carbono é utilizado para extrair a cafeína de grãos de café, por exemplo. Um dos diagramas mais exigidos pelas provas de vestibular é o diagrama de fases da água representado abaixo. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 5 Perceba que a inclinação da reta entre o estado físico sólido e líquido da água é diferente do diagrama de estado físico das demais substâncias. Essa inclinação diferente da água é explicada pelo comportamento anômalo da água ao sofrer o congelamento: a água sofre expansão no momento de solidificação. Como se faz o gelo transparente? Aquele gelo esbranquiçado é resultado dos gases que estão dissolvidos na água. Ao colocar um pouco de água mineral no molde convencional de gelo, o congelamento ocorre das extremidades para o interior, portanto, ocorre os gases são direcionados para a porção interior do gelo. O acúmulo do ar no interior do gelo forma o aspecto heterogêneo cheio de bolinhas. Figura 1Figura 1 - ar dentro do gelo [fonte: Will Keightley/ flickr]. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 6 Uma das técnicas para minimizar esse efeito é ferver a água, antes de colocar nas formas de gelo. Ao ferver a água, a quantidade de ar dissolvida na água diminui, mas esse método é ineficaz na produção do gelo perfeitamente preenchido. A diminuição na quantidade de ar no líquido não é o suficiente para obter um material perfeitamente cristalino. O procedimento efetivo, realmente, é realizar o congelamento direcional. Por exemplo, o congelamento da água inserida dentro de uma caixa de isopor é realizado de cima para baixo, tendo em vista que a troca de calor pelas paredes do isopor é mínima. Portanto, a porção congelada contendo ar será a porção inferior do gelo, que pode ser quebrada e descartada. (UNITAU SP/2017) Abaixo, está apresentado um diagrama de fases da água. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 7 Em relação aos pontos assinalados, indique a alternativa CORRETA. a) Em qualquer ponto acima e abaixo do ponto E, e na temperatura relativa a esse ponto, a água está no estado líquido e sólido, respectivamente. b) No ponto C, a água está no estado líquido, no ponto B está no estado sólido, no ponto D está no estado líquido. c) Entre 760 mmHg e 4,58 mmHg, a transição entre os estados sólido e de vapor ocorre na faixa de temperatura entre 0 °C e 100 °C. d) Entre os pontos A e F, a transição entre os estados sólido e líquido ocorre em temperaturas negativas. e) A sublimação da água deve ocorrer somente em pressões abaixo de 4,58 mmHg. Comentários: Julgando os itens, tem-se: a) Errado. b) Errado. A água no ponto B está no estado gasoso. c) Errado. As temperaturas devem estar abaixo de 0 °C para a pressão de 760 mmHg e menor que 0,01 °C para pressão igual a 4,58 mmHg. d) Errado. Entre os pontos A e F ocorre a transformação dos estados sólido e gasoso. e) Certo. A sublimação ocorre da transformação do estado sólido para o estado gasoso. A coexistência desses estados ocorre a pressões igual e inferiores a 4,58 mmHg. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 8 Gabarito: E (FMABC SP/2016) Observe o diagrama de fases da substância iodo. Assinale a alternativa correta sobre a análise desse diagrama de fases. a) A 200 °C e pressão de 1 atm o iodo se encontra no estado sólido. b) Não é possível obter iodo líquido sob pressão de 0,9 atm, aproximadamente a pressão atmosférica na cidade de São Paulo. c) A 150 °C e pressão de 1,2 atm o iodo se encontra no estado gasoso. d) A temperatura de fusão do iodo, sob pressão de 1 atm é 113,8 °C. Comentários: Julgando os itens, tem-se: a) Errado. A 200 °C e pressão de 1 atm o iodo se encontra no estado gasoso. Estados físicos do Iodo a 1 atm: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 9 b) Errado. Não é possível obter iodo líquido sob pressões menores que 0,12 atm. c) Errado. A 150 °C e pressão de 1,2 atm o iodo se encontra no estado líquido. d) Certo. A temperatura de fusão do iodo, sob pressão de 1 atm é 113,8 °C. A temperatura de fusão é encontrada em cima da linha de fase ou limite de fase. 113,8 °C a 1 atm corresponde ao valor da linha que separa as regiões sólido e líquido, portanto, é ao mesmo tempo a temperatura de fusão e temperatura de solidificação. Gabarito: D (UFU MG/2014) A análise do diagrama de fases do dióxido de carbono (CO2) mostra que a) acima da temperatura de – 56,6 °C, o CO2 será encontrado apenas no estado gasoso, independentemente da pressão. b) na pressão de 1 atm, a temperatura de fusão do CO2 é de – 78 °C. c) na pressão de 5 atm, independentemente da temperatura, coexistem os três estados físicos do CO2. d) na pressão de 1 atm, o CO2 pode ser encontrado nos estados sólido e gasoso, dependendoda temperatura. Iodo a 1 atm Sólido Menor que 113,8 °C Sólido e líquido Igual a 113,8 °C Líquido Entre 113,8 °C e 184 °C Líquido e gasoso Igual a 184 °C Gasoso Maior que 184 °C ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 10 Comentários: Julgando os itens, tem-se: a) Errado. Acima da temperatura de – 56,6 °C, o CO2 pode ser encontrado nos três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. b) Errado. Na pressão de 1 atm, inexiste o estado líquido do CO2, logo, não apresenta fusão a pressão de 1 atm. A transição correspondente a 1 atm e -78 °C é a sublimação. c) Errado. Na pressão de 5 atm, coexistem os três estados, somente, se a temperatura for igual a -56,6 °C. d) Certo. Na pressão de 1 atm, o diagrama de estado do CO2, somente, apresenta os estados sólido e gasoso. Gabarito: D Pressão Máxima de Vapor Ao abrir um frasco de perfume, rapidamente, sentimos o seu aroma. Isso ocorre porque o vapor que estava formado dentro do recipiente se movimenta até o seu nariz. Essa característica de formar vapor não é uma propriedade única dos perfumes, mas sim de todos os líquidos. Porém, cada líquido apresenta a sua taxa de formação de vapor. O vapor formado pela vaporização do líquido colide com as paredes do recipiente e com a superfície do líquido. Ao colidir, o vapor exerce uma pressão que é denominada pressão de vapor. Pressão máxima de vapor é a pressão exercida pelo vapor quando em equilíbrio dinâmico com a sua fase líquida, em uma dada temperatura. 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜 → Ao colocar um volume de água em um frasco e aguardar um tempo, a quantidade de vapor formada dentro do recipiente será constante. Essa quantidade de vapor exerce uma pressão constante e máxima para aquela temperatura, ou seja, o frasco apresenta a pressão máxima de vapor. Influência da temperatura na pressão de vapor. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 11 Quanto maior a temperatura, maior a agitação das partículas e, consequentemente, maior a quantidade de vapor formado em um sistema líquido. O aumento no número de partículas no estado gasoso proporciona um aumento na pressão do sistema. Portanto, quanto maior a temperatura de um equilíbrio vapor e líquido, maior a pressão de vapor do sistema. ↑ temperatura ↑ pressão de vapor Ao aumentar a temperatura do sistema, a taxa de evaporação aumenta e, consequentemente, maior será a pressão de vapor. A pressão de vapor de um material líquido é diretamente proporcional à temperatura, portanto, o gráfico que representa essa proporcionalidade é: A influência da temperatura na pressão de vapor da água Influência do tipo de interação intermolecular na pressão de vapor. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 12 Quanto maior a facilidade de evaporar, maior a quantidade de vapor formado e, consequentemente, maior a pressão de vapor. Quanto maior a tendência a evaporar, mais volátil é o líquido. ↑ volatilidade ↑ pressão de vapor Foram colocados volumes iguais de água e etanol em frascos idênticos e tampados. Observe os momentos iniciais e finais para cada líquido. Água 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜 → Etanol 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜 → O etanol é mais volátil que a água e, por isso, forma mais vapor. Conclui-se que a pressão de vapor do etanol é maior que a pressão de vapor da água, ambos na mesma temperatura. Os gráficos que relacionam a pressão de vapor do etanol e da água a diferentes temperaturas são: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 13 Para uma mesma temperatura T, a pressão de vapor do líquido mais volátil é sempre maior que a pressão de vapor do líquido menos volátil. O etanol apresenta maior pressão de vapor do que a água, porque possui forças intermoleculares menos intensas. Ao comparar dois líquidos, aquele que apresentar interações intermoleculares menos intensas, apresentará maior pressão de vapor. Portanto, para moléculas com massas moleculares próximas, tem-se: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 14 Os compostos iônicos são sólidos à temperatura ambiente e, por isso, são as substâncias menos voláteis. Por sua vez, as moléculas apolares interagem por dipolo induzido-dipolo induzido. As interações entre as partículas de uma mesma substância variam de acordo com sua massa. Portanto, para comparar interações intermoleculares, sabe-se: Diferença entre gás e vapor Cientificamente, a diferença entre gás e vapor está na modificação do estado gasoso para o estado líquido. Simplificadamente, vapor é o estado da matéria que foi formada pelos estados sólido e líquido. Água, etanol, ácido acético e óleo, por exemplo, são materiais que são líquidos nas condições ambientes e, por sua vez, ao formarem partículas no estado gasoso serão chamados de vapores. O dióxido de carbono (CO2), nitrogênio (N2) e ozônio (O3) são substâncias que não são encontradas líquidas nas condições ambientes e, por isso, são classificadas como gases. Precisamente, a definição de gás e líquido é identificada pela capacidade de formar o estado líquido. ↑ interações intermoleculares ↑ polaridade ↑ massa molecular para compostos orgânicos: ↑ formato linear ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 15 Os gases são liquefeitos a partir da diminuição da temperatura e aumento da pressão. Os vapores são condensados a partir da diminuição da temperatura e em pressão ambiente. Ebulição A ebulição é uma das vaporizações possíveis de um líquido. Ela é caracterizada pelo estado que apresenta energia suficiente para a mudança de estado físico e é detectada pelo ferver (formar bolhas em um líquido). Entendendo os estágios do aquecimento de um líquido até a sua ebulição, em um sistema aberto: 1- Pressão sobre o líquido. As partículas gasosas do ar colidem (pressão externa) com a superfície do líquido dificultando a saída de partículas do estado líquido. 2- Aumento da agitação das partículas do líquido. O líquido se aquece, porém, a pressão externa continua impedindo a saída de partículas do líquido. 3- Formação de bolhas. As primeiras bolhas que saem de um líquido em aquecimento, anterior à sua fervura, são correspondentes aos gases que estavam dissolvidos no líquido. Com o aumento da temperatura, a solubilidade dos gases diminui, a sua pressão aumenta e, consequentemente, a pressão da bolha formada dentro do líquido é igual ou maior que a pressão ambiente. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 16 4- Fervura do líquido. As partículas do líquido se agitam muito e se afastam significativamente, formando, assim, o estado gasoso. Quando a pressão de dentro da bolha formada for igual ou superior à pressão do ambiente, o sistema entra em ebulição (fervura). A pressão dentro da bolha formada pelas partículas do líquido corresponde à pressão de vapor. Concluindo, a pressão de vapor se iguala a pressão ambiente no momento da fervura. A ebulição ocorre quando, a uma dada temperatura, a pressão aplicada sobre o líquido é igual ou menor que a pressão máxima de vapor. Pexterna = Pmáxima de vapor Concluindo, ↑ volatilidade de um líquido ↑ pressão de vapor ↑ facilidade de sofrer ebulição ↓ a temperatura de ebulição. Panela de Pressão Ao colocar um líquido na panela de pressão, a sua temperatura de pressão aumenta, porque aumenta a pressão sobre o líquido. Quanto maior a pressão externa sobre o líquido, maior será a energia cinética necessária para que a ebulição possa ocorrer. Portanto, o cozimento em panelas de pressão ocorre mais rapidamente porque os alimentosentram em contato com temperaturas maiores. Por exemplo, a água, ao nível do mar, apresenta temperatura máxima de 100 °C em que contenha o estado líquido, mas ser colocada em um ambiente de maior pressão atmosférica, apresenta valores de temperatura superiores a 100 °C. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 17 O aquecimento da panela de pressão, aumenta a temperatura de ebulição do líquido. Ebulição: Pgasosa da panela = Pvapor Quanto maior a temperatura do líquido, mais rápido o cozimento do alimento. Ebulição x Altitude Quanto maior a altitude, menor a pressão atmosférica. A explicação para esse fato é que quanto maior a altitude, menor a quantidade de gases, além da diminuição da temperatura. ↑ altitude ↓ pressão atmosférica ↓ temperatura de ebulição Cidade Altitude Temperatura de ebulição da água Sydney 0 m 100 °C São Paulo 750 m 98 °C Brasília 1100 m 96 °C La Paz 3600 m 87 °C (UFRR/2017) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 18 O gráfico abaixo mostra a variação de pressão de vapor de algumas substâncias (pv, em mm de Hg) em relação a temperatura (t, em graus Celsius). Assinale a alternativa CORRETA: a) A substância 1 apresenta maior pressão de vapor que a substância 3; b) A temperatura de ebulição da substância 4 é menor que a temperatura de ebulição da substância 2; c) A Substância 2 é a mais volátil; d) A pressão de vapor de um líquido depende da temperatura; quanto maior a temperatura, menor a sua pressão de vapor; e) Na temperatura ambiente, a substância 1 é o mais volátil. Comentários: Julgando os itens, tem-se: a) Errado. Para uma mesma temperatura (coluna vertical), a substância 2 apresenta maior pressão de vapor. b) Errado. Quanto maior a pressão de vapor, mais volátil e, consequentemente, menor a temperatura de ebulição. Portanto, a substância 2 apresentam temperatura de ebulição menor do que a substância 4. c) Certo. A Substância 2 é a mais volátil, porque apresenta maior pressão de vapor. Quanto maior a pressão de vapor de uma substância, maior a facilidade para transformar- se em vapor e, por conseguinte, menor a temperatura de ebulição. d) Errado. Quanto maior a temperatura, maior a pressão de vapor. Quanto mais agitadas as partículas, maior a facilidade de se desprenderem do líquido e atingirem o estado gasoso. e) Errado. Na temperatura ambiente, a substância 1 é o menos volátil, ou seja, é o mais fixo. A substância 1 apresenta a menor pressão de vapor, logo, apresenta a maior dificuldade para se tornar vapor. Gabarito: C (UEG GO/2015) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 19 As propriedades físicas dos líquidos podem ser comparadas a partir de um gráfico de pressão de vapor em função da temperatura, como mostrado no gráfico hipotético a seguir para as substâncias A, B, C e D. Segundo o gráfico, o líquido mais volátil será a substância a) A b) B c) C d) D Comentários: - O líquido mais volátil é aquele, em uma mesma temperatura, que apresenta maior pressão de vapor do que os outros líquidos. Escolhendo, aleatoriamente, uma temperatura, percebe-se que o valor da pressão de A é maior do que as demais. - Quanto maior a pressão de vapor de um material, menor a interação entre as partículas no estado líquido, menor a temperatura de ebulição e maior a sua volatilidade. Gabarito: A 2. Propriedades Coligativas. Propriedades coligativas são propriedades físicas modificadas de um solvente a partir da adição de um soluto não volátil. As propriedades coligativas dependem da quantidade de partículas dispersas em solução, mas não dependem da natureza delas (iônica, molecular ou atômica). Essas propriedades são divididas em: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 20 Tonoscopia. A tonoscopia ou tonometria é a diminuição da pressão de vapor provocada pela adição de um soluto não volátil. Ao se adicionar um soluto não volátil, as forças de coesão dentro do líquido serão maiores e, consequentemente, maior a dificuldade de o líquido sofrer vaporização. 𝑎𝑑𝑖çã𝑜 𝑑𝑒 𝑢𝑚 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑛ã𝑜 𝑣𝑜𝑙á𝑡𝑖𝑙 → Pressão de vapor do solvente: Psolvente Pressão de vapor da solução: Psolução A dissolução do soluto não volátil diminui a pressão de vapor do solvente (Psolvente) e resulta em uma nova pressão de vapor denominada pressão de vapor da solução (Psolução). O francês François-Marie Raoult (1830-1901) elaborou uma lei chamada lei de Raoult que estabelece a influência da fração molar na pressão máxima de vapor do solvente em soluções de soluto não volátil e não eletrolítico: Lei de Raoult Psolução = Xsolvente · Psolvente Propriedades coligativas Tonoscopia Ebulioscopia Crioscopia Osmoscopia ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 21 Sendo: Psolução a pressão de vapor da solução, Xsolvente a fração molar do solvente e Psolvente é a pressão de vapor do solvente. Entende-se a pressão de vapor do solvente como a pressão de vapor da substância pura, ou seja, ausente de solutos. Lembre-se: a fração molar é calculada por: 𝐹𝑟𝑎çã𝑜 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 (𝑋𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒) = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑑𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 (𝑛𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒) 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑑𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 (𝑛𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜) 𝑋𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑛𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑛𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 + 𝑛𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 Análise gráfica da tonoscopia. Para uma solução, a curva de pressão de vapor por temperatura apresenta valores menores para as pressões de vapor. Influência da quantidade de partículas dispersas na solução. A natureza do soluto não interfere no abaixamento da pressão de vapor, ou seja, a solubilização de 1 mol de partículas iônicas ou moleculares não causa diferença no comportamento coligativo da solução. A influência do soluto na solução é a quantidade de partículas dispersas na solução. ↑ Quantidade de partículas dissolvidas ↑ Efeito coligativo ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 22 A seguir são apresentadas quatro soluções aquosas de mesmo volume e em recipientes idênticos: 1,0 mol/L de NaF, 2,0 mol/L de C6H12O6 e 1,0 mol/L de CaBr2. Qual a ordem crescente de efeito coligativo nas soluções apresentadas? Primeiramente, a solução que apresentar o maior número de partículas dissolvidas, apresenta o maior efeito coligativo. Para comparar a quantidade de partículas dissolvidas, adota- se o mesmo volume arbitrário para cada solução: 1 litro. Assim sendo, calcula-se o número de partículas dispersas para cada 1 litro das soluções: 1L de 1,0 mol/L de NaF 1L de 2,0 mol/L de C6H12O6 1L de 1,0 mol/L de CaBr2 1 L · 1,0 mol/L = 1,0 mol de NaF 1 L · 2,0 mol/L = 2,0 mol de C6H12O6 1 L · 1,0 mol/L = 1,0 mol de CaBr2 1 NaF(s) → 1 Na+(aq) + 1 F-(aq) 1 C6H12O6(s) → 1C6H12O6(aq) 1CaBr2(s) → 1Ca2+(aq) + 2Br-(aq) 1,0 mol dissolvido de NaF forma 2,0 mol de íons. 2,0 mol de C6H12O6 dissolvido forma 2,0 mol de moléculas dissolvidas. 1,0 mol de CaBr2 dissolvido forma 3,0 mols de íons dissolvidos. As soluções de NaF e C6H12O apresentaram o mesmo número de patículas dissolvidas, portanto, apresentam o mesmo efeito coligativo. A solução de CaBr2 apresenta a maior concentração de partículas dissolvidas, portanto, apresenta a maior influência coligativa. Ordem crescente do efeito coligativo das soluções apresentadas: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 23 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜𝑁𝑎𝐹 = 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜𝐶6𝐻12𝑂6 < 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜𝐶𝑎𝐵𝑟2 Os cálculos para os efeitos coligativos só podem ser realizados parasoluções ideais. As soluções ideias apresentam as seguintes características: - A entalpia da mistura é nula, ou seja, a mistura de solvente e soluto não desprende e não absorve energia. - As soluções ideais são soluções diluídas de solutos não voláteis. - A variação do volume da mistura é zero, ou seja, o volume final é igual ao somatório dos volumes dos envolvidos. - As forças intermoleculares soluto-soluto, soluto-solvente e solvente-solvente são iguais entre si. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 24 Portanto, a lei de Raoult não se aplica às soluções eletrolíticas. O francês Raoult desconhecia os estudos sobre soluções eletrolíticas, que serão apresentados anos depois por Svante Arrhenius, em 1903. (UniCESUMAR PR/2016) As curvas da pressão de vapor de três soluções aquosas em função da temperatura estão representadas, esquematicamente, no gráfico a seguir. Assinale a alternativa que corresponde adequadamente às curvas com as respectivas soluções. Comentários: Adotando, aleatoriamente, um mesmo volume de 1L para cada uma das três soluções, calcula-se as quantidades de partículas dispersas em cada solução: Curva I Curva II Curva III a) NaC 0,10 mol/L C6H12O6 0,15 mol/L K2SO4 0,10 mol/L b) NaC 0,10 mol/L K2SO4 0,10 mol/L C6H12O6 0,15 mol/L c) C6H12O6 0,15 mol/L NaC 0,10 mol/L K2SO4 0,10 mol/L d) K2SO4 0,10 mol/L NaC 0,10 mol/L C6H12O6 0,15 mol/L e) C6H12O6 0,15 mol/L K2SO4 0,10 mol/L NaC 0,10 mol/L ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 25 A solução que apresenta o menor número de partículas dissolvidas apresenta a maior pressão de vapor, porque as forças de coesão no sistema líquido são menores. Assim, as pressões de vapor são organizadas por: Pglicose > Pcloreto de sódio > Psulfato de potássio Gabarito: C (ACAFE SC/2015) Em um laboratório de química existem 4 frascos: - frasco 1: água - frasco 2: solução aquosa de CaC2 0,3 mol/L - frasco 3: solução aquosa de NaC 0,3 mol/L - frasco 4: solução aquosa de glicose 0,3 mol/L Assinale a alternativa correta que contém a ordem crescente da pressão de vapor do solvente. a) frasco 2 > frasco 3 > frasco 4 > frasco 1 b) frasco 1 > frasco 4 > frasco 3 > frasco 2 c) frasco 1 < frasco 4 < frasco 3 < frasco 2 d) frasco 2 < frasco 3 < frasco 4 < frasco 1 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 26 Comentários: Quanto menor o número de partículas dissolvidas em água, maior a pressão de vapor. Quanto mais partículas dissolvidas, maior a força de coesão, menos vapor de água é formado e, por conseguinte, menor a pressão de vapor. Dessa forma, o frasco 1 que apresenta água apresenta a maior pressão de vapor. (Somente essa informação já é suficiente para acertar a questão). Determinando a concentração de partículas dissolvidas para cada frasco: - Frasco 2: CaC2 0,3 mol/L. Sabendo que a dissociação do cloreto de cálcio, produz três íons (1 Ca2+ e 2 C-), a concentração de partículas dissolvidas é igual a: 0,3 mol/L · 3 = 0,9 mol/L de partículas dissolvidas no frasco 1. - Frasco 3: NaC 0,3 mol/L Sabendo que a dissociação do cloreto de sódio, produz dois íons (1 Na+ e 1 C-), a concentração de partículas dissolvidas é igual a: 0,3 mol/L · 2 = 0,6 mol/L de partículas dissolvidas no frasco 2. - Frasco 4: glicose 0,3 mol/L Sabendo que a solubilização de uma molécula de glicose, produz 1 molécula de glicose, a concentração de partículas dissolvidas é igual a: 0,3 mol/L · 1 = 0,3 mol/L de partículas dissolvidas no frasco 3. Assim, sabendo que ↓ nº de partículas dissolvidas ↑ pressão de vapor, a ordem crescente das pressões de vapor dos frascos são: Pfrasco 2 < Pfrasco 3 < Pfrasco 4 < Pfrasco 1 Gabarito: D (UFT TO/2014) A ureia [(NH2)2CO] é um composto orgânico solúvel em água. Qual a quantidade de ureia (em gramas) que deve ser adicionada a 450 g de água para formar uma solução com pressão de vapor 2,50 mmHg menor que a pressão de vapor da água pura a 30 °C? Dados: pressão de vapor da água pura a 30 °C = 31,8 mmHg; Massas molares: N=14; H=1; O=16; C=12. a) 114 g b) 128 g c) 140 g d) 152 g e) 166 g Comentários: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 27 Dados: massa molares (g/mol): H2O = 18 e CO(NH2)2 Sabendo que as pressões de vapor da água pura e da solução, a 30 °C, são iguais a 31,8 mmHg e 29,3 mmHg (já que 31,8 – 2,5 = 29,3 mmHg), respectivamente, aplica-se a lei de Raoult: Sabendo que Xsolvente = nsolvente/(nsolvente + nsoluto) e que n=massa/Massa molar, tem-se: Gabarito: B Ebulioscopia e Crioscopia. Em uma solução aquosa, quanto maior o número de partículas dissolvidas, maior a intensidade das forças de coesão, logo, maior será a energia absorvida necessária para as moléculas se desprenderem do estado líquido. Dessa forma, quanto mais partículas dissolvidas, além do abaixamento da pressão de vapor, ocorre o aumento da temperatura de ebulição. Ebulioscopia ou ebuliometria é a propriedade coligativa correspondente ao aumento da temperatura de ebulição, provocada pela dissolução de um soluto não volátil. 𝑃𝑠𝑜𝑙𝑢 çã𝑜 = 𝑋𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 · 𝑃𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 31,8− 2,50 𝑚𝑚𝐻𝑔 = 𝑋𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 · 31,8 𝑚𝑚𝐻𝑔 29,3 𝑚𝑚𝐻𝑔 = 𝑋𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 · 31,8 𝑚𝑚𝐻𝑔 29,3 31,8 = 𝑋𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 29,3 31,8 = 𝑛𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑛𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 + 𝑛𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 29,3 31,8 = 𝑛á𝑔𝑢𝑎 𝑛á𝑔𝑢𝑎 + 𝑛𝑢𝑟𝑒𝑖𝑎 29,3 31,8 = 𝑚á𝑔𝑢𝑎 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟á𝑔𝑢𝑎 𝑚á𝑔𝑢𝑎 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟á𝑔𝑢𝑎 + 𝑚𝑢𝑟𝑒𝑖𝑎 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟𝑢𝑟𝑒𝑖𝑎 29,3 31,8 = 450 𝑔 18 𝑔 ·𝑚𝑜𝑙−1 450 𝑔 18 𝑔 ·𝑚𝑜𝑙−1 + 𝑚𝑢𝑟𝑒𝑖𝑎 60 𝑔 ·𝑚𝑜𝑙−1 29,3 31,8 = 25 25 + 𝑚𝑢𝑟𝑒𝑖𝑎 60 𝑔 ·𝑚𝑜𝑙−1 𝑚𝑢𝑟𝑒𝑖𝑎 = 127,98 𝑔 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 28 O aumento das forças de coesão provocada pela dissolução de um soluto não volátil altera o estado desorganizado (solvente líquido) para um estado mais organizado (interação do sólido com o líquido). Portanto, essa alteração energética só é possível se retirarmos energia do sistema. A adição de um soluto não volátil, diminui a temperatura de congelamento. Crioscopia ou criometria é a propriedade coligativa correspondente à diminuição da temperatura de congelamento, provocada pela dissolução de um soluto não volátil. Para soluções que apresentam o mesmo número de partículas dissolvidas, a solução que apresentar soluto com menor massa molar, apresentará menor temperatura de congelamento. Quanto mais leve uma partícula, maior a facilidade de sua agitação, por isso, quanto menor a massa molar de uma substância, mais energia deve ser desprendida para o seu congelamento. Análise gráfica da ebulioscopia e crioscopia. Perceba que a temperatura de congelamento diminuiu e a temperatura de ebulição aumentou, ao adicionar um soluto não volátil a um solvente. Osmoscopia. Ao colocarmos sal em cima de uma folha de alface, percebemos que ao longo do tempo ela murcha. Esse fenômeno é explicado porque a água presente dentro da alface é retirada dela e dissolve o sal encontrado na superfície. Ocorreu, portanto, o fenômeno da osmose. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 29 A osmose é a passagem da água por uma membrana semipermeável de um meio menos concentrado (hipotônico) para um meio mais concentrado (hipertônico). A osmose é explicada pelas diferenças de vapor formada nos dois recipientes. O ambiente menos concentrado, apresenta maior pressão de vapor, logo, o líquido é empurrado com maior intensidade. Veja a ilustração abaixo de um recipiente fechado dividido em duas partespor uma membrana semipermeável, que permite a passagem somente do líquido, com soluções de concentrações diferentes. Duas soluções aquosas de diferentes concentrações separadas por uma membrana semipermeável. A pressão de vapor de uma solução (Pv1) é maior do que a pressão de vapor da outra solução (Pv2) e, dessa forma, as moléculas de água são empurradas para a solução mais concentrada. O equilíbrio da osmose é atingido quando as pressões de vapores se igualam, consequentemente, as concentrações das soluções são iguais. Comparação entre concentrações de partículas dissolvidas em uma solução: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 30 O que acontece com uma célula quando ela é mergulhada em um meio aquoso? Hipertônico Isotônico Hipotônico Meio hipertônico em relação à célula. Meio isotônico em relação à célula. Meio hipotônico em relação à célula. solução hipertônica quando a concentração de soluto é maior do que a concentração de outra solução. isotônica quando a concentração de soluto é igual à concentração de outra solução. hipotônica quando a concentração de soluto é menor do que a concentração de outra solução. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 31 A célula perde água para o meio e murcha. A célula troca água com o meio em taxas iguais e não sofre alteração de volume. A célula absorve água do meio e fica tungida ou inchada. Pressão osmótica (π). A pressão de vapor que empurra o solvente movimenta a água e caracteriza a osmose. Portanto, a pressão aplicada à solução concentrada que impede a osmose é chamada de pressão osmótica (π). A pressão osmótica é calculada pela equação de estado de um gás: 𝑃 · 𝑉 = 𝑛 · 𝑅 · 𝑇 Sabendo que P é a pressão do gás, V é o volume do gás, R é a constante universal dos gases e T é a temperatura. Quanto maior a concentração da solução, maior será a tendência à osmose e, logo, maior será o valor da pressão osmótica. Representando a pressão osmótica por π e sabendo que a razão do número de mols por volume é igual a molaridade (representada por [ ]), tem-se: 𝑃 · 𝑉 = 𝑛 · 𝑅 · 𝑇 𝜋 = 𝑛 𝑣 · 𝑅 · 𝑇 𝜋 = [ ] · 𝑅 · 𝑇 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑜𝑠𝑚ó𝑡𝑖𝑐𝑎 Osmose Reversa. Ao aplicarmos uma pressão maior que a pressão osmótica, ocorre a osmose reversa. Posmose reversa > Posmótica A osmose reversa é utilizada para a dessalinização da água do mar. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 32 Osmolaridade Alguns vestibulares exigem conhecimento sobre essa forma de expressão de concentração de solutos chamada osmolaridade. A osmolaridade é a expressão do número de mols das partículas dispersas em uma solução por volume. Por exemplo, o cloreto de sódio (NaC) sofre dissociação e forma dois íons em solução, isso quer dizer que, uma solução de NaC 1mol/L apresenta osmolaridade de 2 mol/L ou 2 Osm/L ou 2 Osmolar. Solução Osmolaridade 1 mol/L de C6H12O6 1 Osm/L ou 1 Osmolar. 1 mol/L de CaC2 3 Osm/L ou 3 Osmolar. 1 mol/L de (NH4)3PO4 4 Osm/L ou 4 Osmolar. Fator de Van’t Hoff O fator Van’t Hoff é um fator de correção para a quantidade reais de partículas dissolvidas em uma solução. Por exemplo, ao adicionar 1 mol de NaCl em água, sabendo que o cloreto de sódio é um sólido muito solúvel, tem-se que a solução apresenta 1 mol de Na+ e 1 mol de Cl-. Assim, para cada 1 NaCl são formados 2 íons dissolvidos. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 33 Porém, ao se adicionar 1 mol de HCN e supondo que apenas 10% dessas moléculas sofre ionização em H+ e CN-, tem-se q dissolução do HCN em água é dividida em íons formados e as moléculas de HCN não ionizadas. Moléculas de HCN não ionizadas Íons formados Sabendo que 10% sofreram ionização, logo, 90% não sofreram ionização. Portanto, 1 mol · 90% = 0,9 mol de HCN dissolvidos em água HCN → H+ + CN- Para cada molécula de HCN ionizada, tem-se dois íons gerados. Logo: 10% de 1 mol de HCN ionizados: 10% · 1 mol de HCN = 0,1 mol de HCN ionizados 0,1 HCN → 0,1 mol H+ + 0,1 mol CN- Para cada 0,1 mol de HCN são formados 0,2 mol de íons A quantidade de partículas dissolvidas na ionização de 10% de 1 mol HCN é de: 0,9 mol + 0,2 mol = 1,1 mol A partir desse raciocínio, entende-se o trabalho de Van’t Hoff. Ele desenvolveu uma fórmula para calcular a quantidade real de partículas dissolvidas em um sistema. (Esse parâmetro se utiliza muito no Ensino Superior de Química, porém, no Ensino Médio, você só deve utilizar esse parâmetro de Van’t Hoff, se a questão mencionar. Ok? A Química do Ensino médio é mais easy, amém?). Fator de Van’t Hoff 𝑖 = 1 + 𝛼 (𝑞 − 1) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 34 𝑖 𝛼 𝑞 Fator de Van’t Hoff Grau de ionização Número de íons gerados por fórmula Portanto, para o exemplo do HCN (grau de ionização 10%) e para o NaCl (100% de dissociação), tem-se: HCN (grau de ionização 10%) NaCl (100% de dissociação) Cada HCN produz 2 íons (H+ e CN-) 𝑖 = 1 + 𝛼 (𝑞 − 1) 𝑖 = 1 + 0,1 (2 − 1) 𝑖 = 1,1 Cada NaCl produz 2 íons (Na+ e Cl-) 𝑖 = 1 + 𝛼 (𝑞 − 1) 𝑖 = 1 + 1 (2 − 1) 𝑖 = 2 Conforme o deduzido anteriormente, o fator Van’t Hoff para o HCN é 1,1 e para o NaCl é 2. Constantes Crioscópicas e Ebulioscópicas Tanto a Constante Criscópica quanto a Constante Ebulioscópica são determinadas de mesma maneira: Constante Criscópica Constante Ebulioscópica ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 35 ∆Tcongelamento = kc ⋅ W ⋅ i ∆Tebulição = keb ⋅ W ⋅ i Em que ∆Tcongelamento e ∆Tebulição correspondem as variações de temperatura das soluções, em °C, W corresponde a concentração do soluto em mol por kg de solvente e i é o fator de Van’t Hoff. Por exemplo, determina-se a variação da temperatura de congelamento de uma solução de NaCl 1 mol/kg de água quando a sua constante crioscópica é igual a 1,86 °C·kg·mol-1, sabendo que cada NaCl produz 2 íons (fator de Van’t Hoff é igual a 2): ∆Tcongelamento = kc ⋅ W ⋅ i ∆Tcongelamento = 1,86 °C · kg mol ⋅ 1 mol kg ⋅ 2 = 3,72 °C Assim, a temperatura de congelamento da água para essa solução será de: 0,0 °C – 3,72 °C = -3,72 °C. 3. Questões Fundamentais Questão Fundamental I Identifique os estados físicos, as mudanças de estados apresentados na ilustração abaixo e relacione com os fenômenos físicos listados. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 36 Região Estado Físico 1 2 3 Nome da transformação A B C D E F G H ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 37 Fenômeno físico Transformação Cubo de gelo derretendo Vapor de um chá Formação da chuva Cheiro de naftalina Formação do orvalho pela manhã Secagem de uma roupa no varal Espelho embaçado no banheiro Questão Fundamental II Escreva a equação de dissolução e determine a quantidade de partículas dissolvidas em uma solução por fórmula, considerando dissociação ou ionização de 100% dos ácidos, bases e sais. Fórmula Equação Nº de partículas /fórmula NaCl ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 38 H3CCOOH CaCl2 Al(NO3)3 Ca(OH)2 C6H12O6 H3PO4 HNO3 KMnO4 K2Cr2O7 H3CNH2 CH3CH2OH 4. Já Caiu nos Principais Vestibulares Diagrama de fases. 1. (UniRV GO/2017) O diagrama de fases é um importante dispositivo para analisar os estados físicos de uma substância e o seu comportamento medianteas variações de pressão e temperatura. Num laboratório foi sintetizada uma substância “X” e montou-se o seu diagrama de fases mostrado na figura abaixo. Baseando-se na teoria e no gráfico, assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para as alternativas. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 39 a) Na temperatura de 0 °C e 5 atm de pressão, é observada a coexistência dos estados sólido, líquido e gás da substância “X”. b) Ao nível do mar, a substância “X” tem o comportamento de sublimar. c) Na temperatura de 130 °C e 9 atm de pressão, é observado o ponto crítico e acima dele tem-se o estado de fluido supercrítico para a substância “X”. d) Na temperatura de –50 °C, é necessária uma pressão mínima de 8,5 atm para observar o estado sólido da substância “X”. 2. (Unimontes MG/2015) A figura abaixo mostra o diagrama de fases da água, em que S, L e V representam sólido, líquido e vapor, respectivamente. Pela análise do diagrama, é INCORRETO afirmar: a) Ao longo da curva S e L, coexistem as fases sólida e líquida. b) O ponto de ebulição normal da água é 373,15 K a 1 atmosfera. c) Os três estados sólido, líquido e vapor coexistem no ponto x. d) As representações S, L e V representam regiões de uma única fase. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 40 3. (IFSP/2015) Na natureza, encontram-se diversas substâncias que, naturalmente, estão no estado gasoso, líquido, ou sólido. A ebulição, o congelamento e a fusão são processos físicos que mudam o estado da matéria. Assinale a alternativa que apresenta a correta definição sobre ebulição. a) Quando a temperatura alcança o ponto em que a pressão de vapor é menor que a pressão atmosférica, ocorre vaporização na superfície do líquido. Nessa temperatura, o vapor formado pode afastar a atmosfera e criar espaço para si mesmo. b) Quando a temperatura alcança o ponto em que a pressão de vapor é igual à pressão atmosférica, ocorre vaporização na superfície do líquido. Nessa temperatura, o vapor formado pode afastar a atmosfera e criar espaço para si mesmo. c) Quando a temperatura alcança o ponto em que a pressão de vapor é maior que a pressão atmosférica, ocorre vaporização em todo o líquido, não só na superfície. Nessa temperatura, o vapor formado pode afastar a atmosfera e criar espaço para si mesmo. d) Quando a temperatura alcança o ponto em que a pressão de vapor é maior que a pressão atmosférica, ocorre vaporização na superfície do líquido. Nessa temperatura, o vapor formado pode afastar a atmosfera e criar espaço para si mesmo. e) Quando a temperatura alcança o ponto em que a pressão de vapor é igual à pressão atmosférica, ocorre vaporização em todo o líquido, não só na superfície. Nessa temperatura, o vapor formado pode afastar a atmosfera e criar espaço para si mesmo. 4. (UEFS BA/2014) A mudança do estado sólido para o estado líquido e desse para o estado sólido é denominada processo de fusão ou de congelamento, dependendo do sentido em que acontecem as mudanças. Nesses processos, ocorre consumo ou perda de energia. O gráfico representa esses fenômenos, obtidos a partir de experimentos com água pura. A análise do gráfico, associado a alguns eventos, permite corretamente concluir: a) O ponto de fusão da água aumenta com o crescimento da pressão. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 41 b) A água gelada no interior de uma garrafa fechada chega a se solidificar quando a garrafa é aberta, porque a pressão no interior diminui até a representada em um ponto situado na região correspondente ao estado sólido. c) Impurezas solúveis presentes na água, à pressão atmosférica, não causam modificações no ponto de fusão e de congelamento da água. d) O consumo e a perda de quantidade de energia durante o processo de mudança de estado físico da água de sólido para líquido e deste para sólido possuem valores numéricos relativos iguais. e) Os patinadores deslizam com facilidade sobre o gelo porque, após exercer pressão sobre este, transforma-o em líquido, estado físico em que permanece. 5. (UEM PR/2014) Analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto. 01. Quando dois ou mais corpos trocam calor entre si em um recipiente hermeticamente fechado, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas, até atingir o equilíbrio térmico, é nula. 02. O calor latente pode ser definido como a quantidade de calor que uma substância recebe ou cede, por unidade de massa, durante uma transformação de fase, mantendo-se a temperatura dessa substância constante. 04. O ponto triplo de um diagrama de fases de uma substância é aquele em que a substância mantém-se química e fisicamente equilibrada a uma pressão crítica superior à pressão atmosférica. 08. A variação de entalpia em uma reação química é a medida da quantidade de calor liberada ou absorvida pela reação, à pressão constante. 16. A pressão máxima de vapor de um líquido é dependente da temperatura e do volume ocupado por esse líquido. 6. (UEFS BA/2013) O equilíbrio dinâmico de fases líquida e de vapor não é o único entre os estados da matéria, pois, sob condições apropriadas de temperatura e de pressão, um sólido pode estar em equilíbrio com a fase liquida e até mesmo com a de vapor. O diagrama de fases é um gráfico que mostra essas condições dinâmicas de equilíbrio entre os estados da matéria, como as apresentadas para o dióxido de carbono, CO2, na figura. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 42 A análise desse diagrama permite concluir: a) À medida que a pressão aumenta, o ponto de fusão do CO2(s) diminui. b) O gelo seco, CO2(s), sublima à temperatura ambiente de 25 °C, ao nível do mar. c) À temperatura de –56,4 °C, apenas as fases sólida e líquida do dióxido de carbono estão em equilíbrio dinâmico. d) A fase líquida não existe acima de temperatura crítica, de 31,1 °C, por maior que seja a pressão sobre o dióxido de carbono. e) À temperatura de –78,5 °C e à pressão de 1,0atm, as fases sólida e de gasosa do dióxido de carbono estão em equilíbrio dinâmico. 7. (UECE/2012) O dióxido de carbono supercrítico é usado para produzir café descafeinado, extrair nicotina do tabaco e impurezas do lúpulo da cerveja. Sobre o dióxido de carbono, assinale a única alternativa Verdadeira. a) Em condições específicas para cada caso, o dióxido de carbono pode existir, ou no estado sólido, ou no estado líquido, ou no estado gasoso. b) Dióxido de carbono sólido somente passa diretamente do estado sólido para o estado gasoso em ambiente fechado. c) O dióxido de carbono líquido pode existir a 1 atm de pressão, independente da temperatura. d) O dióxido de carbono é dito supercrítico quando está acima da pressão crítica em qualquer temperatura. 8. (UESC BA/2011) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 43 O diagrama representa o equilíbrio entre fases da água pura em função da temperatura. A análise desse diagrama permite afirmar: 01. O ponto C representa o equilíbrio entre a fase líquida e a de vapor de água pura. 02. O ponto B representa a ebulição da água a 1,0atm. 03. O ponto A representa o equilíbrio entre a fase sólida e a de vapor. 04. As ligações de hidrogênio predominam na fase de vapor da água. 05. A água na fase sólida sublima quando a temperatura atinge 0,0098 °C à pressão de 4,58 torr. 9. (UFPE/2010) Um sistema em equilíbrio pode consistir de certo número de fases. As três fases mais comuns são sólido, líquido e vapor. Cada fase em equilíbrio é uma região de composição uniforme. Uma forma comum de relação matemática descrevendo este tipo de equilíbrio é a regra de fases , onde F = número de grausde liberdade ou variância, C = número de componentes e P = número de fases. Esta equação aplica-se de forma simples aos sistemas na ausência de ocorrência de reações e se somente temperatura, pressão e concentração puderem sofrer variação. Uma interpretação correta do diagrama de fases da água permite afirmar que: 2+−= PCF ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 44 00. o ponto O representa uma situação única, na qual sólido, líquido e vapor têm a mesma temperatura e pressão e, assim, estão todos em equilíbrio. 01. na curva OB, coexiste o equilíbrio líquido-vapor, e o número de graus de liberdade ou variança (F) é 2. 02. existe um único valor de F para o qual o número de componentes (C) é igual ao número de fases (P). 03. no ponto triplo, a temperatura é muito estável, não variando enquanto as três fases estiverem presentes. 04. para uma região do diagrama onde F = 1, uma única fase está presente. 10. (UNESP SP/2014) Entre 6 e 23 de fevereiro aconteceram os Jogos Olímpicos de Inverno de 2014. Dentre as diversas modalidades esportivas, o curling é um jogo disputado entre duas equipes sobre uma pista de gelo, seu objetivo consiste em fazer com que uma pedra de granito em forma de disco fique o mais próximo de um alvo circular. Vassouras são utilizadas pelas equipes para varrer a superfície do gelo na frente da pedra, de modo a influenciar tanto sua direção como sua velocidade. A intensidade da fricção e a pressão aplicada pelos atletas durante o processo de varredura podem fazer com que a velocidade da pedra mude em até 20% devido à formação de uma película de água líquida entre a pedra e a pista. O gráfico apresenta o diagrama de fases da água. (Tito Miragaia Peruzzo e Eduardo Leite do Canto. Química na abordagem do cotidiano, 2006. Adaptado.) Com base nas informações constantes no texto e no gráfico, a seta que representa corretamente a transformação promovida pela varredura é a de número a) 3. b) 2. c) 4. d) 1. e) 5. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 45 11. (UFGD MS/2014) Observe o diagrama de fases simplificado da água e assinale a alternativa que contem a afirmativa correta. a) A fase de vapor jamais estará em equilíbrio com a fase sólida b) A água não sofre o fenômeno de sublimação. c) O ponto triplo da água é o ponto em que coexistem em equilíbrio o líquido, o sólido e o vapor. d) A 0,01 °C e 1 atm somente a fase de vapor é estável. e) A 100 °C e 1 atm somente a fase sólida é estável 12. (UFSCAR SP/2013) Examine o diagrama de fases da água. (www.brasilescola.com. Adaptado.) Considere os fenômenos descritos nos itens I e II: I. Na panela de pressão, os alimentos são cozidos mais rapidamente porque a ebulição da água ocorre a uma temperatura mais elevada. II. A liofilização é um processo de desidratação usado para preservação de alimentos perecíveis, em que a água é retirada dos alimentos congelados por sublimação. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 46 Na figura, as curvas que representam o equilíbrio entre os estados físicos da água descritos nos itens I e II são, respectivamente, a) 1 e 2. b) 2 e 1. c) 1 e 3. d) 2 e 3. e) 3 e 2. 13. (UNESP SP/2009) O dióxido de carbono tem diversas e importantes aplicações. No estado gasoso, é utilizado no combate a incêndios, em especial quando envolvem materiais elétricos; no estado sólido, o denominado gelo seco é utilizado na refrigeração de produtos perecíveis, entre outras aplicações. A figura apresenta um esboço do diagrama de fases para o CO2. Com base nas informações fornecidas pelo diagrama de fases para o CO2, é correto afirmar que a) o CO2 estará no estado líquido para qualquer valor de temperatura, quando sob pressão igual a 67 atm. b) o CO2 pode passar diretamente do estado sólido para o gasoso, quando a pressão for menor que 5,1 atm. c) haverá equilíbrio entre os estados líquido e gasoso para qualquer valor de pressão, quando sob temperatura igual a 25 °C. d) as curvas representam as condições de temperatura e pressão em que existe uma única fase do CO2. e) há mais de um conjunto de condições de pressão e temperatura em que coexistem as três fases em equilíbrio. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 47 14. (UNESP SP/2007) No ciclo da água, mudanças de estado físico são bastante comuns. No diagrama de fases, os pontos A, B e C representam os possíveis estados físicos em que se pode encontrar água em todo o planeta. Neste diagrama, X, Y e Z representam possíveis processos de mudança de estado físico da água, em ambiente natural ou em experimento controlado. As figuras 1, 2 e 3 são representações que podem ser associadas aos pontos A, B e C. Tomando por base os pontos A, B e C, os processos X, Y e Z e as figuras 1, 2 e 3, pode-se afirmar que a) Z representa mudança de pressão e temperatura, e a figura 3 corresponde ao ponto A. b) X representa mudança de pressão e temperatura, e a figura 3 corresponde ao ponto A. c) Y representa apenas mudança de temperatura, e a figura 2 corresponde ao ponto C. d) X representa apenas mudança de temperatura, e a figura 2 corresponde ao ponto B. e) Z representa mudança de pressão e temperatura, e a figura 1 corresponde ao ponto B. Propriedades coligativas. 15. (UEL PR/2020) A presença de nanomateriais é bem perceptível no cálice de Lycurgus que muda sua coloração, passando de verde para vermelha, quando exposto à luz branca. Isso ocorre devido à presença de nanopartículas de ouro e prata na composição do vidro do cálice. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 48 ‘‘Lycurgus cup”, 4th C AD Vidro, Altura: 15,8 cm (6.2 pol.) Museu Britânico Admitindo o comportamento ideal de uma solução aquosa não coloidal contida no cálice, formada por 200 mL de água pura (solvente) e por nanopartículas metálicas de ouro e prata (solutos não eletrólitos) que se desprenderam da parede interna sob pressão de 1,0 atm, e com base nos conceitos sobre propriedades coligativas, assinale a alternativa correta. a) A temperatura de solidificação da solução aquosa é maior que a do solvente puro. b) A temperatura de ebulição da solução aquosa é maior que a do solvente puro. c) A densidade da solução é menor que a do solvente puro. d) A pressão de vapor do solvente na solução é maior que da água pura, sob mesma temperatura. e) A elevação da temperatura de solidificação da solução depende da natureza química do soluto não volátil. 16. (Mackenzie SP/2020) Sob mesma pressão atmosférica, foram analisados volume iguais das seguintes soluções aquosas, cada uma com as concentrações apontadas na tabela a seguir. A respeito do comportamento dessas soluções, são realizadas algumas afirmações. I. A solução de glicose é aquela cuja condução de corrente elétrica será a maior sob mesma temperatura. II. Os pontos de ebulição das soluções salinas serão iguais. III. Todas as soluções apresentarão a mesma concentração de partículas dissolvidas. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 49 Das afirmações acima, a) nenhuma está correta. b) estão corretas apenas I e II. c) estão corretas apenas I e III. d) estão corretas apenas II e III. e) todas estão corretas. 17. (FPS PE/2019) Considere uma solução aquosa 0,1 M de NaC. De acordo com as propriedades coligativas, é correto afirmar que, a 1 atm, esta solução possui: a) temperatura de ebulição maior que 100 °C. b) temperatura de fusão maior que 0 °C. c) pressão de vapor igual à da água pura. d) densidade menor que 1 g/mL. e) pressão osmótica igualà da água pura. 18. (FCM MG/2019) A água apresenta muitas propriedades e características que são muito úteis e importantes. Em relação à água e algumas de suas propriedades, podemos afirmar que: a) quando misturada com o açúcar, tem sua temperatura de congelação aumentada. b) sua presença numa mistura de HC(g) e NaOH(s) diminui a velocidade da reação. c) quando são formadas as duas ligações H-O, ocorre absorção de energia. d) sua interação com o cloreto de sódio é do tipo íon – dipolo permanente. 19. (UECE/2019) Uma solução de glicose e outra de sacarose contêm a mesma massa de soluto por litro de solução. Quanto a essas soluções, é correto afirmar que a) o ponto de congelação dessas soluções é maior do que o da água pura. b) o ponto de congelação da solução de glicose é menor do que o da sacarose. c) ambas apresentam o mesmo valor para o ponto de congelação. d) ambas são isotônicas. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 50 20. (UFSC/2019) Para completar uma saborosa refeição com carne e salada, nada como uma salada de maionese com batatas cozidas. O cozimento é usualmente realizado acrescentando-se batatas picadas a uma panela que contém uma solução de água e sal de cozinha em ebulição. Todavia, ao acrescentar sal à água, altera-se sua curva de aquecimento. A figura abaixo ilustra a variação na pressão de vapor em função da temperatura (sem escalas) para a água pura e para a solução de sal de cozinha (cloreto de sódio) em água. Sobre o assunto e com base nas informações acima, é correto afirmar que: 01. a curva correspondente à solução de sal de cozinha em água é representada pela letra A, ao passo que o comportamento da água pura é representado pela curva B. 02. a temperatura de ebulição da água utilizada para cozinhar a batata (solução de sal de cozinha em água) será maior do que a temperatura de ebulição da água pura. 04. o abaixamento da pressão de vapor, a redução do ponto de congelamento, a elevação do ponto de ebulição e a pressão osmótica são propriedades coligativas que independem da concentração do soluto. 08. a magnitude da variação na pressão de vapor, representada pela letra E, independe da quantidade de sal de cozinha adicionada à água para cozimento. 16. o ponto C corresponde à pressão de vapor da solução de sal de cozinha em água na temperatura T1. 32. a quantidade de moléculas em fase gasosa presentes em temperatura ambiente na solução de sal de cozinha é menor a 25 °C do que a 90 °C. 21. (UniRV GO/2019) Uma grande preocupação ao administrar medicamentos endovenosos em pacientes é com relação à pressão osmótica, pois devem apresentar pressão osmótica muito próxima à do sangue (7,7 atm a 37 °C), caso contrário as hemácias podem ser lesadas. Foram preparadas três soluções à temperatura constante de 37 °C como indicado adiante. Analise as alternativas com relação à pressão osmótica e assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para as alternativas. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 51 (Dado: R = 0,082 atm·L·mol–1·K–1). Solução A) Preparou-se uma solução de cloreto de sódio a 0,20 mol/L. Solução B) Dissolveu-se 0,54 g de glicose em 10,0 mL de água destilada. Solução C) Preparou-se uma solução de cloreto de cálcio a 11,1 g/L. a) A solução "A" não gera problemas para as hemácias. b) A solução "B" é praticamente isotônica com o sangue. c) A solução "C" gera problemas para as hemácias. d) O processo de lesão sofrido pelas hemácias é conhecido como solubilização. 22. (UDESC SC/2018) Ao entrar em um Laboratório de Química, um estudante depara-se com três frascos que estão com os rótulos rasgados. Ao examinar o conteúdo de cada frasco, ele percebe que no primeiro e no terceiro o conteúdo está em estado líquido, e no segundo em estado sólido. Então, o estudante decide colocar o primeiro e o terceiro frasco na geladeira a –4 °C. Após algum tempo, somente o conteúdo do primeiro frasco solidificou. Sabendo-se que o laboratório é mantido à temperatura constante de 25°C e com base nos dados a seguir: Composto A: Ponto de Fusão: 10 °C e Ponto de Ebulição: 110 °C Composto B: Ponto de Fusão: –37 °C e Ponto de Ebulição: 128 °C Composto C: Ponto de Fusão: 55 °C e Ponto de Ebulição: 179 °C Assinale a alternativa em que estão contidos os compostos do primeiro, do segundo e do terceiro frasco, respectivamente. a) Composto B, Composto C, Composto A b) Composto A, Composto B, Composto C c) Composto C, Composto A, Composto B d) Composto A, Composto C, Composto B e) Composto C, Composto B, Composto A 23. (UEPG PR/2016) Com relação às transformações citadas abaixo, indique aquela(s) que representa(m) reações químicas e assinale o que for correto. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 52 01. A ebulição da água contendo NaC, em temperatura acima de 100 °C ao nível do mar. 02. A produção de lingotes de alumínio a partir de alumínio fundido. 04. A combustão do etanol produzindo gás carbônico e água. 08. O processo de enferrujamento de um prego exposto à chuva. 24. (Escola Bahiana de Medicina e Saúde Pública/2016) As interações entre partículas do soluto e moléculas do solvente conferem às soluções líquidas propriedades físicas diferentes dos líquidos puros e a intensidade relativa dessas interações é determinante para a formação de uma solução, quando substâncias químicas são misturadas. Considerando-se essas informações e as propriedades físicas das soluções e dos líquidos puros, é correto afirmar: 01. O iodeto de potássio, KI(s), é solúvel no tetracloreto de carbono, CC4(), devido à formação de interações íon-dipolo. 02. O soro fisiológico é uma solução eletrolítica porque contém cátions sódio e ânions cloreto dissociados em água. 03. O etilenoglicol, C2H6O2, é um soluto não ionizável utilizado como anticongelante porque aumenta o ponto de congelamento de líquidos puros. 04. A temperatura de ebulição do soro glicosado é menor do que a da água pura devido as interações entre as moléculas do soluto e as do solvente. 05. A adição de etanol em água é um processo exotérmico, o que indica a absorção de energia na formação de ligações de hidrogênio entre as moléculas de etanol e de água. 25. (UPE PE/2018) Certa mistura sólida, binária, foi lançada em determinada área. Um dos seus constituintes impede as moléculas de água se organizarem e formarem uma estrutura sólida por causa das interações entre as partículas dissolvidas e as moléculas do solvente. O outro componente tem a função de reduzir o atrito. O sistema acima se relaciona a uma mistura de a) NH4C e carvão, para adubar plantas em épocas de geadas. b) CaC2 e SiO2, para evitar a formação de gelo nas estradas. c) CaCO3 e SiO2, para fixar blocos de gelo em construções polares. d) gelo seco e NaC, para otimizar a patinação em uma pista de gelo. e) etanol e NaC, para resfriar latas de bebidas em uma caixa térmica. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 53 26. (Mackenzie SP/2015) Em um experimento de laboratório, realizado sob pressão constante e ao nível do mar, foram utilizadas duas soluções, A e B, ambas apresentando a água como solvente e mesmo sal como soluto não volátil, as quais, estando inicialmente na fase líquida, foram aquecidas até ebulição. Desse experimento, foram coletados os dados que constam da tabela abaixo: Um analista, baseando-se nos resultados obtidos, fez as seguintes afirmações: I. A pressão de vapor de ambas as soluções é menor do que a pressão de vapor da água pura. II. A solução A apresenta menor concentração de sal em relação à concentração salina da solução B. III. As forças de interaçãointermoleculares na solução B apresentam maior intensidade do que as forças de interação existentes, tanto na solução A como na água. É correto dizer que a) nenhuma afirmação é Verdadeira. b) as afirmações I e II são Verdadeiras. c) as afirmações I e III são Verdadeiras. d) as afirmações II e III são Verdadeiras. e) todas as afirmações são Verdadeiras. 27. (UNIPÊ PB/2016) Cientistas encontraram a primeira evidência de que a água salgada pode correr na superfície de Marte, durante os meses de verão, de acordo com estudos publicados recentemente. O mapeamento da superfície do planeta foi efetivado pela sonda espacial Reconnaissance. É possível existir vida em Marte. Há três bilhões de anos Marte era muito diferente, havia um oceano enorme que cobria dois terços da superfície, mas Marte, após uma mudança climática perdeu água, afirma um cientista da Nasa. Considerando-se a existência de água salgada em Marte nas condições da atmosfera do Planeta e comparando-as com as do planeta Terra, é correto afirmar: 106,7B 104,2A C)(º ebulição de aTemperaturSolução ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 54 01) O ponto de congelamento da água salgada é superior a 0° C, à pressão de 1,0 atm. 02) O ponto de solidificação da água independe da variação de pressão atmosférica em Marte. 03) A presença de sal dissolvido aumenta a pressão de vapor de água, durante o verão de Marte. 04) À pressão atmosférica menor que a da Terra, ao nível do mar, a água evapora lentamente em Marte. 05) A água entra em ebulição em Marte quando a pressão máxima de vapor se torna igual à pressão atmosférica do local. 28. (ACAFE SC/2017) Sob pressão constante de 760 mmHg, uma solução aquosa de cloreto de sódio apresenta temperatura de congelamento de –3,72°C. Assinale a alternativa que contém o número de íons do soluto dissolvidos em 1 quilograma de solvente. Dados: constante crioscópica molal Kc = 1,86 °C; constante de Avogadro: 6·1023 entidades. a) 6·1023 íons b) 1,2·1024 íons c) 3·1023 íons d) 2,4·1024 íons 29. (FPS PE/2018) Para que as pessoas tenham pleno conforto respiratório e térmico, existe uma faixa de umidade relativa do ar que é considerada ideal. Esta faixa compreende valores de 40% a 60%. Acima desta faixa, o excesso de umidade traz desconforto térmico, e abaixo, o ar seco pode causar ressecamento e sangramentos devido à perda de líquido das mucosas das vias aéreas. Sabendo que a pressão máxima de vapor da água é 0,036 atm a 27 °C, calcule a massa de vapor de água presente no ar de uma sala cuja área é 32,8 m2 e cujo pé direito é 2,5 m, num dia em que a umidade relativa do ar é 50%. Dados: H = 1g/mol; O = 16 g/mol. a) 0,74 kg b) 0,97 kg c) 1,08 kg d) 1,29 kg e) 1,41 kg ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 55 30. (UCS RS/2017) Há muito tempo, habitantes de regiões áridas perceberam que lagos de água salgada têm _______ tendência para secar que lagos de água doce. Isso se deve ao efeito _______ produzido pela grande quantidade de sais presentes na água desses lagos. Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas acima. a) menor – tonoscópico b) maior – crioscópico c) menor – ebulioscópico d) menor – osmótico e) maior – ebulioscópico 31. (UNIT SE/2016) O conceito de pressão de vapor possibilita comparar a volatilidade com o ponto de ebulição de líquidos e como compreender os efeitos de pressão sobre a temperatura de ebulição de substâncias químicas nesse estado físico. O gráfico mostra as curvas de variação de pressão de vapor de alguns líquidos tóxicos, em função da temperatura, a exemplo do dissulfeto de carbono, do CS2(), do metanol, CH3OH() e do etanol, CH3CH2OH(), além da água líquida, essencial na hidratação do organismo. A análise desse gráfico, com base nos conhecimentos de Química, permite corretamente afirmar: a) O dissulfeto de carbono possui maior ponto de ebulição e volatilidade, dentre os demais líquidos. b) A toxidez das substâncias químicas, em ambiente fechado, diminui com o aumento de temperatura. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 56 c) A 20 kPa de pressão e a 40 °C, o ponto de ebulição do etanol é igual ao do dissulfeto de carbono. d) A água possui pressão de vapor, durante a ebulição, igual a dos demais líquidos. e) A 50 °C, a água é o líquido mais volátil porque possui ponto de ebulição a 100 °C, ao nível do mar. 32. (UNIFOR CE/2013) Em países frios, é comum adicionar um agente anticongelante, como o etilenoglicol nos radiadores de automóveis, a fim de evitar o congelamento da água. As curvas de pressão de vapor em função da temperatura para a água pura e para a soluções preparadas pela adição de 1 mol e 3 mol de etileno glicol em 1000 g de água são apresentadas abaixo: Pressão da água pura a 25 °C: P°= 23,8 mmHg Pode-se afirmar que a curva _______ é a correspondente da solução contendo 3 mols de etileno glicol e que ocorre ____________ da pressão de vapor. Calculando-se o efeito tonoscópico da adição de 3 mois de etileno glicol na água, pode-se dizer que a variação da pressão de vapor em relação ao solvente puro a 25 °C é de ___________ mmHg. Assinale a alternativa que completa as lacunas corretamente da frase acima. a) III; abaixamento; 22,56 b) III; aumento; 22,56 c) I; aumento; 22,56 d) I; abaixamento; 1,2 e) III; abaixamento; 1,2 33. (Mackenzie SP/2013) Em um laboratório, são preparadas três soluções A, B e C, contendo todas elas a mesma quantidade de um único solvente e cada uma delas, diferentes quantidades de um único soluto não volátil. Considerando que as quantidades de soluto, totalmente dissolvidas no solvente, em A, B e C, sejam crescentes, a partir do gráfico abaixo, que mostra a variação da pressão de vapor para ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 57 cada uma das soluções em função da temperatura, é correto afirmar que, a uma dada temperatura “T”, a) a solução C corresponde à curva I, pois quanto maior a quantidade de soluto não volátil dissolvido em um solvente, menor é a pressão de vapor dessa solução. b) solução A corresponde à curva III, pois quanto menor a quantidade de soluto não volátil dissolvido em um solvente, maior é a pressão de vapor dessa solução. c) as soluções A, B e C correspondem respectivamente às curvas III, II e I, pois quanto maior a quantidade de um soluto não volátil dissolvido em um solvente, maior a pressão de vapor da solução. d) as soluções A, B e C correspondem respectivamente às curvas I, II e III, pois quanto menor a quantidade de um soluto não volátil dissolvido em umsolvente, maior a pressão de vapor da solução. e) a solução B é a mais volátil, que é representada pela curva II. 34. (UEFS BA/2014) O equilíbrio entre a fase líquida e a fase vapor, em um sistema fechado, pressupõe que a velocidade de vaporização é igual à de condensação. O valor da pressão medida nessas condições corresponde à pressão de vapor de um líquido e depende da substância química que ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 58 compõe o líquido e da temperatura, como mostra o gráfico que relaciona a variação da pressão de vapor do sulfeto de carbono, do metanol e da água, com a temperatura. Considerando-se essas informações, é correto afirmar: a) O sulfeto de carbono apresenta maior pressão de vapor porque é formado por moléculas polares de forma geométrica angular. b) O aumento da temperatura favorece a formação de vapor, o que aumenta a pressão interna do sistema. c) A condensação do vapor de uma substância química é um processo favorecido pelo aumentoda temperatura no sistema. d) À mesma temperatura, a pressão de vapor da água é menor do que a do metanol e do sulfeto de carbono devido à sua maior volatilidade. e) As interações intermoleculares entre as moléculas no sulfeto de carbono são mais intensas do que na água, o que justifica a maior pressão de vapor a 20 °C. 35. (UDESC SC/2018) Propriedades coligativas têm relação somente com a quantidade de partículas presentes, independentemente da natureza destas. Sobre esse tema, correlacione as colunas A e B. Coluna A Coluna B (1) Ebulioscopia (2) Osmometria (3) Crioscopia ( ) Ao se adicionar etilenoglicol à água dos radiadores dos carros, evita-se o congelamento, em países que nevam. ( ) Ao se adicionar sal de cozinha (NaCl) à água fervente, observa-se o cessar da fervura. ( ) Ao colocar ameixas secas em água, com o tempo, nota- se que as ameixas incham. Assinale a alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo. a) 3 – 1 – 2 b) 2 – 3 – 1 c) 1 – 3 – 2 d) 3 – 2 – 1 e) 1 – 2 – 3 36. (UEL PR/2018) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 59 (Rivane Neuenschwander, Mal-entendido, casca de ovo, areia, água, vidro e fita mágica, 2000.) O ovo consiste de casca, gema e clara. A casca é formada fundamentalmente por carbonato de cálcio; a gema, por água, lipídeos, proteína, glicose e sais minerais; a clara, basicamente, por proteína (albumina). O simples fato de inserir um ovo em um meio aquoso e depois submetê-lo ao aquecimento nos remete a alguns conceitos de química que podem ser explorados cotidianamente. Sabe-se que, se um ovo for aquecido em vinagre (4,5% de CH3COOH), a chance de trincar a casca é pequena devido à reação de _________ deixando a casca com maior elasticidade. O ovo é aumentado se colocarmos em contato com vinagre por um determinado tempo devido a um processo chamado de _________. Se um ovo próprio para consumo for inserido em água salgada, diferentemente do que ocorre em água pura, ele flutua porque _________. Se for colocado em solução saturada de sacarose, o ovo afunda devido a um processo chamado de _________. Um ovo, com o passar do tempo, perde água de seu interior pelos poros da casca por um processo de _________. E, se colocarmos um ovo podre em água pura, ele irá _________. Assinale a alternativa que preenche correta e respectivamente as lacunas. a) CaCO3 com CH3COOH, formando acetato de cálcio e ácido carbônico; osmose; a densidade da água salgada é maior do que a da água pura; osmose; vaporização; flutuar porque sua densidade é menor que a da água. b) CaCO3 com lipídeos, formando ácido graxo e ácido carbônico; osmose reversa; a densidade da água salgada é menor que a da água pura; osmose; osmose; afundar porque sua densidade é maior que a da água. c) CaCO3 com proteína, formando aminoácido e ácido carbônico; osmose; a densidade da água salgada é menor que a da água pura; osmose; vaporização; afundar porque sua densidade é menor que a da água. d) CaCO3 com CH3COOH, formando ácido graxo e ácido carbônico; osmose; a densidade da água salgada é maior que a da água pura; osmose; osmose; flutuar, pois sua densidade é maior que a da água. e) CaCO3 com CH3COOH, formando acetato de cálcio e água; osmose reversa; a densidade da água salgada é maior que a da água pura; osmose reversa; vaporização; flutuar, pois sua densidade é maior que a da água. 37. (UniRV GO/2018) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 60 Uma prática comum em locais de difícil acesso a medicamentos é passar sal de cozinha ou açúcar em cortes superficiais ou esfoladas. Essa prática é feita para evitar infecção. A explicação científica é baseada na osmoscopia. Considerando que uma colônia de bactérias X vive numa solução de 200,0 mL com uma pressão osmótica de 3,0 até 4,0 atm a 27 °C, assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para as alternativas. Considere também que o sal de cozinha é formado apenas por cloreto de sódio e que sofre uma ionização de 100%; o açúcar é exclusivamente sacarose (C12H22O11) e desprezar variação de volume. Dado: R = 0,082 atm·L·mol–1·K–1. a) As bactérias X morrem se na solução existir uma concentração superior a 0,95% m/v de sal de cozinha. b) A quantidade mínima de açúcar na solução para permitir a sobrevivência da colônia de bactérias X é de 8,34 gramas. c) Numa pressão osmótica de 3,5 atm, a solução de sacarose tem uma concentração molar maior que a solução de sal de cozinha. d) Numa solução de açúcar de pressão osmótica de 4,0 atm a 27 °C, se a temperatura for aumentada, espera-se que a colônia de bactérias X morra. 38. (FMSanta Casa SP/2018) O gráfico apresenta a variação do volume de glóbulos vermelhos no sangue quando imersos em soluções isotônica, hipotônica e hipertônica, não necessariamente nesta ordem. No gráfico, as soluções isotônica, hipotônica e hipertônica são, respectivamente, as soluções a) 1, 2 e 3. b) 2, 1 e 3. c) 1, 3 e 2. d) 2, 3 e 1. e) 3, 1 e 2. 39. (UNESP SP/2018) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 61 A concentração de cloreto de sódio no soro fisiológico é 0,15 mol/L. Esse soro apresenta a mesma pressão osmótica que uma solução aquosa 0,15 mol/L de a) sacarose, C12H22O11 b) sulfato de sódio, Na2SO4 c) sulfato de alumínio, A2(SO4)3 d) glicose, C6H12O6 e) cloreto de potássio, KC 40. (UFU MG/2017) CARVALHO, P. M.; Montenegro, F. M. Experiências adquiridas na implementação da primeira instalação de osmose reversa acionada por painéis fotovoltaicos do Brasil. An. 3. Enc. Energ. Meio Rural, 2003. O processo de obtenção de água potável contida em um poço de água salobra é descrito na figura. Pela análise dessa figura, é possível concluir que o processo de a) dessalinização da água ocorre pela passagem da mistura na bomba DC, que retira por osmose reversa a água pura da mistura, fazendo com que a água seja depositada no tanque apropriado. b) obtenção de água pura ocorre pela passagem da mistura ao sensor de vazão, que promove uma destilação simples seguida de uma osmose reversa que promoverá o deságue da água no tanque de água potável. c) purificação da água ocorre quando ela é submetida ao módulo de osmose, que promoverá passagem espontânea da água da mistura para o recipiente de água potável. d) potabilização da água ocorre no módulo de osmose reversa que, por pressão controlada, faz com que a água da mistura passe por uma membrana semipermeável e seja depositada no tanque de água potável. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 62 41. (USF SP/2016) O soro caseiro é uma solução aquosa que recria de forma bastante aproximada a concentração de sais e açúcares de nosso organismo. É um tratamento bastante rápido contra desidratação do organismo ocasionada, por exemplo, por infecções estomacais ou sudorese acentuada. Sua preparação é dada pela dissolução de 3,5 gramas de sal de cozinha e 20 g de açúcar comum para 1,0 L de solução. Sobre os aspectos físico-químicos do sistema preparado, observa-se que • Considere que foram utilizados exatos um litro de água (𝒅𝑯𝟐𝑶 = 𝟏, 𝟎 𝒈 · 𝒎𝑳 −𝟏) para preparação dessa solução. • Considere que o sal de cozinha é o NaC e o açúcar comum é o C12H22O11. • Dados valores de massas atômicas em g.mol–1. H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0; Na = 23,0 e C = 35,5. a) não seria possível a condução de corrente elétrica por essa solução. b) a concentração molar de sacarose é superior à concentração molar do cloreto de sódio. c) a pressão osmótica decorrente da dissolução da sacarose é superior à exercida pelo cloreto de sódio. d) a fração molar da água, no soro caseiro, é de aproximadamente 0,997. e) o título (msoluto/msolução),no soro caseiro, em sal de cozinha, é de 3,5 %. 42. (UDESC SC/2016) Quando um soluto não volátil é adicionado a um determinado solvente puro, uma solução é formada e suas propriedades físico-químicas podem ser alteradas. Este fenômeno é denominado efeito coligativo das soluções. Considere estes efeitos e analise as proposições. I. O abaixamento da pressão máxima de vapor de um líquido faz com que este tenha um maior ponto de ebulição. Tal fato é possível quando uma colher de sopa de açúcar (sacarose) é adicionada a uma panela contendo 1 litro de água, por exemplo. Este fenômeno é conhecido como ebulioscopia ou ebuliometria. II. Uma tática interessante para acelerar o resfriamento de bebidas consiste na adição de sal de cozinha ao recipiente com gelo em que elas estão imersas. Neste caso, o efeito crioscópico está presente. Considerando um número idêntico de mols de cloreto de sódio e brometo de magnésio em experimentos distintos, o efeito coligativo resultante será o mesmo, pois este independe da natureza da substância utilizada. III. A pressão osmótica do sangue humano é da ordem de 7,8 atm devido às substâncias nele dissolvidas. Desta forma, é fundamental que, ao se administrar uma determinada solução contendo um medicamento via intravenosa, a pressão osmótica deste último seja hipotônica em ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 63 relação à da corrente sanguínea, sob o risco de que as hemácias possam se romper ao absorverem um excesso de partículas administradas. Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa I é Verdadeira. b) Somente as afirmativas I e III são Verdadeiras. c) Somente as afirmativas I e II são Verdadeiras. d) Somente as afirmativas II e III são Verdadeiras. e) Somente a afirmativa III é Verdadeira. 43. (UDESC SC/2016) As características físico-químicas, que dependem somente da quantidade de partículas presentes em solução e não da natureza destas partículas, são conhecidas como propriedades coligativas. Sobre as propriedades coligativas, analise as proposições. I. A alface, quando colocada em uma vasilha contendo uma solução salina, murcha. Esse fenômeno pode ser explicado pela propriedade coligativa, chamada pressão osmótica, pois ocorre a migração de solvente da solução mais concentrada para a mais diluída. II. Em países com temperaturas muito baixas ou muito elevadas, costuma-se adicionar etilenoglicol à água dos radiadores dos carros para evitar o congelamento e o superaquecimento da água. As propriedades coligativas envolvidas, nestes dois processos, são a crioscopia e a ebulioscopia, respectivamente. III. Soluções fisiológicas devem possuir a mesma pressão osmótica que o sangue e as hemácias. Ao se utilizar água destilada no lugar de uma solução fisiológica ocorre um inchaço das hemácias e a morte delas. A morte das hemácias por desidratação também ocorre ao se empregar uma solução saturada de cloreto de sódio. Nas duas situações ocorre a migração do solvente (água) do meio menos concentrado para o meio mais concentrado. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e II são Verdadeiras. b) Somente as afirmativas II e III são Verdadeiras. c) Somente a afirmativa III é Verdadeira. d) Somente a afirmativa II é Verdadeira. e) Somente as afirmativas I e III são Verdadeiras. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 64 44. (UNITAU SP/2015) Eritrócitos de peixes marinhos polares apresentam uma elevada osmolaridade (600 miliosmolar), se comparada à osmolaridade dos peixes marinhos de águas temperadas. Qual massa de Na2SO4 é necessária para preparar 500 mL de uma solução isotônica? Dados: Na = 23 g/mol ; S = 32 g/mol ; O = 16 g/mol a) 14,2 g b) 28,4 g c) 42,6 g d) 56,8 g e) 71,0 g 45. (UCS RS/2015) Se um líquido for aquecido a uma temperatura suficientemente elevada, a tendência ao escape de suas moléculas torna-se tão grande que ocorre a ebulição. Em outras palavras, “um líquido entra em ebulição quando a pressão máxima de seus vapores torna-se igual à pressão externa – que, no caso de um recipiente aberto, é a pressão atmosférica local”. No gráfico abaixo encontram-se representadas as curvas de pressão de vapor de equilíbrio para três líquidos puros distintos (aqui designados por (1), (2) e (3), respectivamente), em função da temperatura. Fonte: RUSSELL, John B. Química Geral. 2. ed., v. 1, 1994. p. 460. (Adaptado.) Considerando que os três líquidos tenham sido aquecidos até a ebulição, em um mesmo local e ao nível do mar, assinale a alternativa correta. a) A pressão de vapor de equilíbrio do líquido (1) é menor do que a dos líquidos (2) e (3), a 25 °C. b) A 30 °C, o líquido (1) é o menos volátil de todos. c) O menor ponto de ebulição está associado ao líquido (2). d) As forças intermoleculares que ocorrem no líquido (3) são mais fortes do que àquelas nos líquidos (1) e (2). e) Os líquidos (1), (2) e (3) apresentam pontos de ebulição idênticos. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 65 46. (UFTM MG/2013) Na figura estão representadas as curvas pressão de vapor x temperatura para três solventes puros: benzeno (curva vermelha), água (curva azul) e ácido acético (curva verde). Sobre esses três solventes, é correto afirmar que a) o ácido acético apresenta a menor temperatura de ebulição a 1 atm. b) o benzeno apresenta a maior temperatura de ebulição a 1 atm. c) a água apresenta a maior temperatura de ebulição a 1 atm. d) na água ocorrem as interações intermoleculares mais intensas. e) no ácido acético ocorrem as interações intermoleculares mais intensas. 47. (UNICAMP SP/2017) O etilenoglicol é uma substância muito solúvel em água, largamente utilizado como aditivo em radiadores de motores de automóveis, tanto em países frios como em países quentes. Considerando a função principal de um radiador, pode-se inferir corretamente que a) a solidificação de uma solução aquosa de etilenoglicol deve começar a uma temperatura mais elevada que a da água pura e sua ebulição, a uma temperatura mais baixa que a da água pura. b) a solidificação de uma solução aquosa de etilenoglicol deve começar a uma temperatura mais baixa que a da água pura e sua ebulição, a uma temperatura mais elevada que a da água pura. c) tanto a solidificação de uma solução aquosa de etilenoglicol quanto a sua ebulição devem começar em temperaturas mais baixas que as da água pura. d) tanto a solidificação de uma solução aquosa de etilenoglicol quanto a sua ebulição devem começar em temperaturas mais altas que as da água pura. 48. (UFRGS RS/2018) Observe o gráfico abaixo, referente à pressão de vapor de dois líquidos, A e B, em função da temperatura. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 66 Considere as afirmações abaixo, sobre o gráfico. I. O líquido B é mais volátil que o líquido A. II. A temperatura de ebulição de B, a uma dada pressão, será maior que a de A. III. Um recipiente contendo somente o líquido A em equilíbrio com o seu vapor terá mais moléculas na fase vapor que o mesmo recipiente contendo somente o líquido B em equilíbrio com seu vapor, na mesma temperatura. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 49. (IFGO/2015) As panelas de pressão são muito utilizadas na cozinha, pois diminuem o tempo de cozimento dos alimentos. A ilustração a seguir mostra o interior de uma panela de pressão durante esse processo. Disponível em: <http://www.quimica.seed.pr.gov.br/modules/galeria/uploads/2/ 763paneladepressao.jpg>. Acesso em: 10 Jun. 2015. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADESCOLIGATIVAS 67 Marque V quando verdadeiro e F quando falso nas seguintes observações sobre o sistema: ( ) A temperatura de ebulição da água é menor que 100 °C, por isso atinge mais rápido o cozimento. ( ) A pressão de vapor da água com sal é menor que a pressão de vapor da água pura, por isso a temperatura de ebulição aumenta. ( ) O alimento só irá cozinhar quando a água atingir o ponto de ebulição. ( ) A válvula de pressão é a responsável por controlar a pressão no interior da panela. ( ) Em qualquer altitude, a água pura no interior da panela terá a mesma temperatura de ebulição. A sequência correta para as observações acima é: a) F, V, F, V, F b) F, V, F, F, F c) V, V, F, V, V d) V, F, V, F, F e) V, V, F, F, F 50. (UFU MG/2014) No passado se fazia sorvete, colocando o recipiente com seu preparado líquido em outro recipiente contendo a mistura de gelo com sal. Essa técnica permitia que o sorvete se formasse, pois a) a mistura de gelo com sal chega a temperaturas menores que 0oC, resfriando o líquido do sorvete até congelá-lo. b) o gelo tem sua temperatura de congelamento aumentada pela presença do sal, resfriando o líquido do sorvete para congelá-lo. c) a temperatura de congelamento do gelo, pelo efeito crioscópico, é alterada, independentemente da quantidade de sal. d) o sal diminui a temperatura de fusão do gelo, sem, contudo, alterar seu estado físico, fazendo com que o sorvete se forme. 51. (UFRGS RS/2017) As figuras abaixo representam a variação da temperatura, em função do tempo, no resfriamento de água líquida e de uma solução aquosa de sal. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 68 Considere as seguintes afirmações a respeito das figuras. I. A curva da direita representa o sistema de água e sal. II. T1 = T2. III. T2 é inferior a 0 °C. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e III. e) I, II e III. 52. (UNIFOR CE/2016) A osmose é a passagem espontânea de um solvente por uma membrana semipermeável, indo de uma solução menos concentrada para uma solução mais concentrada. E a pressão osmótica é a pressão externa que deve ser aplicada a uma solução mais concentrada para evitar a diluição (osmose). Adaptado: http://brasilescola.uol.com.br/quimica/pressao-osmotica.htm Qual das soluções abaixo deve apresentar maior pressão osmótica? a) 0,050 M de ácido clorídrico. b) 0,050 M de glicose. c) 0,050 M de nitrato de magnésio. d) 0,050 M de cloreto de sódio. e) 0,050 M de nitrato de potássio. 53. (UNITAU SP/2016) O soro fisiológico, uma solução isotônica em relação aos fluídos biológicos humanos, contém cloreto de sódio 0,9% (massa/volume). Assim, a osmolaridade do plasma sanguíneo deve ser de, aproximadamente, ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 69 a) 0,90 osmolar. b) 0,45 osmolar. c) 0,30 osmolar. d) 0,15 osmolar. e) 0,10 osmolar. 54. (ACAFE SC/2017) Considere soluções aquosas diluídas e de mesma concentração das seguintes soluções: 1: Mg3(PO4)2 2: K2Cr2O7 3: Na2S2O3·5H2O 4: A(NO3)3 A ordem crescente do ponto de ebulição dessas soluções é: a) 2 3 > 4 > 1 b) 2 < 4 < 1 < 3 c) 2 > 4 > 1 > 3 d) 2 3 < 4 < 1 55. (UDESC SC/2018) Considere as três soluções aquosas abaixo: (1) A (NO3)3 0,10 mol/L (2) FeC2 0,133 mol/L (3) Na2SO4 0,300 mol/L Assinale a alternativa que representa as informações corretas acerca das temperaturas de ebulição das soluções. a) As soluções 1 e 2 possuem pontos de ebulição iguais, e a solução 3 ponto de ebulição maior. b) A ordem crescente de ponto de ebulição é solução 1< solução 2< solução 3. c) A ordem crescente de ponto de ebulição é solução 2< solução 1< solução 3. d) A ordem crescente de ponto de ebulição é solução 3<solução2 < solução1. e) As soluções 1 e 2 possuem pontos de ebulição iguais, e a solução 3 ponto de ebulição menor. 56. (USF SP/2016) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 70 A adição de determinados solutos em meio aquoso muda algumas das propriedades físicas do solvente. Considere três recipientes que contenham 1,0 L de soluções aquosas com concentração molar igual a 0,5 mol/L das seguintes substâncias: I. Sacarose - C12H22O11. II. Cloreto de sódio - NaC. III. Nitrato de cálcio - Ca(NO3)2. Ao medir algumas das propriedades físicas dessas soluções, foi observado que a) a solução de sacarose apresentava pontos de fusão e ebulição superiores ao da água pura. b) a solução de cloreto de sódio apresentava ponto de congelamento inferior à solução de nitrato de cálcio. c) a solução de nitrato de cálcio é que apresentava o menor valor de pressão de vapor. d) apenas as soluções iônicas possuíam pontos de ebulição superiores ao da água pura. e) a maior variação entre os pontos de fusão e ebulição para essas substâncias será observada para a solução de sacarose. 57. (UNITAU SP/2016) A osmolaridade do plasma sanguíneo é 0,308 osmols. Uma paciente recebeu 1,5 L de solução fisiológica de NaC, com a mesma osmolaridade do plasma sanguíneo. Quantos gramas de NaC a paciente recebeu? a) 6,74 g b) 13,5 g c) 26,9 g d) 20,22 g e) 10,11 g 5. Gabarito Sem Comentários ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 71 1. VVFF 2. C 3. E 4. B 5. 11 6. E 7. A 8. 01 9. VFVVF 10. D 11. C 12. D 13. B 14. A 15. B 16. A 17. A 18. D 19. B 20. 34 21. FVFF 22. D 23. 12 24. 02 25. B 26. E 27. 05 28. B 29. C 30. A 31. D 32. E 33. D 34. B 35. A 36. A 37. VVFV 38. B 39. E 40. D 41. D 42. A 43. B 44. A 45. D 46. E 47. B 48. D 49. A 50. A 51. D 52. C 53. C 54. D 55. A 56. C 57. B 6. Resolução das Questões Fundamentais Questão Fundamental I Identifique os estados físicos, as mudanças de estados apresentados na ilustração abaixo e relacione com os fenômenos físicos listados. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 72 Região Estado Físico 1 Sólido 2 Líquido 3 Gasoso Nome da transformação A Solidificação B Fusão C Condensação D Vaporização E Solidificação F Condensação G Sublimação H Sublimação ou Ressublimação Fenômeno físico Transformação Cubo de gelo derretendo B Vapor de um chá D Formação da chuva C/F ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 73 Cheiro de naftalina G Formação do orvalho pela manhã C/F Secagem de uma roupa no varal D Espelho embaçado no banheiro C/F Questão Fundamental II Escreva a equação de dissolução e determine a quantidade de partículas dissolvidas em uma solução por fórmula, considerando dissociação ou ionização de 100% dos ácidos, bases e sais. Fórmula Equação de dissolução Nº de partículas /fórmula NaCl (s) NaCl (s) → Na+ (aq)+ Cl- (aq) 2 H3CCOOH (l) H3CCOOH (l) → H3CCOO- (aq) + H+ (aq) 2 CaCl2 (s) CaCl2 (s) → Ca2+ (aq) + 2 Cl- (aq) 3 Al(NO3)3 (s) Al(NO3)3 (s) → Al3+ (aq) + 3 NO3-(aq) 4 Ca(OH)2 (s) Ca(OH)2 (s) → Ca2+ (aq) + 2 OH-(aq) 3 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 74 C6H12O6 (s) C6H12O6 (s) → C6H12O6 (aq) 1 H3PO4 (l) H3PO4 (l) → 3 H+ (aq) + PO43- (aq) 4 HNO3 (l) HNO3 (l) → H+ (aq) + NO3= (aq) 2 KMnO4 (s) KMnO4 (s) → K+ (aq) + MnO4- (aq) 2 K2Cr2O7 (s) K2Cr2O7 (s) → 2 K+ (aq) + Cr2O72- (aq) 3 H3CNH2 (g) H3CNH2 (g) + H2O (l) → H3CNH3+ (aq) + OH- (aq) 2 CH3CH2OH (l) CH3CH2OH (l) → CH3CH2OH (aq) 1 7. Questões Resolvidas E Comentadas 1. (UniRV GO/2017) O diagrama de fases é um importante dispositivopara analisar os estados físicos de uma substância e o seu comportamento mediante as variações de pressão e temperatura. Num laboratório foi sintetizada uma substância “X” e montou-se o seu diagrama de fases mostrado na figura abaixo. Baseando-se na teoria e no gráfico, assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para as alternativas. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 75 a) Na temperatura de 0 °C e 5 atm de pressão, é observada a coexistência dos estados sólido, líquido e gás da substância “X”. b) Ao nível do mar, a substância “X” tem o comportamento de sublimar. c) Na temperatura de 130 °C e 9 atm de pressão, é observado o ponto crítico e acima dele tem-se o estado de fluido supercrítico para a substância “X”. d) Na temperatura de –50 °C, é necessária uma pressão mínima de 8,5 atm para observar o estado sólido da substância “X”. Comentários: Os estados físicos, no diagrama, são destacados da seguinte maneira: Analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Verdadeira. Na temperatura de 0 °C e 5 atm de pressão é o ponto de encontro das 3 curvas, o que determina o ponto triplo. Esse ponto é caracterizado pela coexistência dos 3 estados físicos: sólido, líquido e gasoso. b) Verdadeira. A pressão no nível do mar é de 1 atm. Nessa pressão, a substância X só pode ser sólida ou vapor e, quando toca a curva na interface entre um estado e outro, e, então, ela sublima: c) Falsa. O ponto crítico é onde há o equilíbrio entre a fase vapor e a fase líquido e, acima desse ponto, o tem-se um fluido supercrítico. Nesse caso, o ponto crítico é, aproximadamente, em 10 atm e 150 ˚C. Na pressão de 9 atm e 130 ˚C, tem-se a substância X como vapor: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 76 d) Falsa. Na temperatura de –50 °C, é necessária uma pressão máxima de 8,5 atm e mínima de cerca de 2,5 atm para observar o estado sólido da substância “X”: Gabarito: VVFF 2. (Unimontes MG/2015) A figura abaixo mostra o diagrama de fases da água, em que S, L e V representam sólido, líquido e vapor, respectivamente. Pela análise do diagrama, é INCORRETO afirmar: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 77 a) Ao longo da curva S e L, coexistem as fases sólida e líquida. b) O ponto de ebulição normal da água é 373,15 K a 1 atmosfera. c) Os três estados sólido, líquido e vapor coexistem no ponto x. d) As representações S, L e V representam regiões de uma única fase. Comentários: Analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Certa. A interface entre o estado sólido (S) e líquido (L) é a curva ao longo de S e L, que representa a transição de um estado para o outro, ou seja, nesse momento, coexiste sólido e líquido. b) Certa. Com a pressão de 1 atm, pelo diagrama, vê-se que a temperatura em que a água líquida faz a transição para o vapor, que é em 373,15 K. c) Errada. Os três estados coexistem no ponto triplo, cuja pressão é de 0,006 atm e a temperatura de 273,16 K. Já o ponto X, ele é localizado em uma região do gráfico onde tem-se um fluido supercrítico. Sendo assim está acima da temperatura crítica (coexiste fase líquida e vapor, mas, acima disso é um fluido supercrítico e, abaixo, um gás definitivo): d) Certa. A região S representa apenas a fase sólida, a região L, apenas a líquida e a região V, apenas a fase vapor. Gabarito: C 3. (IFSP/2015) Na natureza, encontram-se diversas substâncias que, naturalmente, estão no estado gasoso, líquido, ou sólido. A ebulição, o congelamento e a fusão são processos físicos que mudam o estado da matéria. Assinale a alternativa que apresenta a correta definição sobre ebulição. a) Quando a temperatura alcança o ponto em que a pressão de vapor é menor que a pressão atmosférica, ocorre vaporização na superfície do líquido. Nessa temperatura, o vapor formado pode afastar a atmosfera e criar espaço para si mesmo. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 78 b) Quando a temperatura alcança o ponto em que a pressão de vapor é igual à pressão atmosférica, ocorre vaporização na superfície do líquido. Nessa temperatura, o vapor formado pode afastar a atmosfera e criar espaço para si mesmo. c) Quando a temperatura alcança o ponto em que a pressão de vapor é maior que a pressão atmosférica, ocorre vaporização em todo o líquido, não só na superfície. Nessa temperatura, o vapor formado pode afastar a atmosfera e criar espaço para si mesmo. d) Quando a temperatura alcança o ponto em que a pressão de vapor é maior que a pressão atmosférica, ocorre vaporização na superfície do líquido. Nessa temperatura, o vapor formado pode afastar a atmosfera e criar espaço para si mesmo. e) Quando a temperatura alcança o ponto em que a pressão de vapor é igual à pressão atmosférica, ocorre vaporização em todo o líquido, não só na superfície. Nessa temperatura, o vapor formado pode afastar a atmosfera e criar espaço para si mesmo. Comentários: Analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Errada. Como a pressão de vapor é a tendência de evaporação de um líquido, quando esta se iguala à pressão atmosférica, dá-se início à vaporização do líquido. b) Errada. A temperatura pode variar como for, mas, para a vaporização do líquido acontecer, necessita-se que a pressão de vapor seja igual à pressão atmosférica. Quando essa pressão é atingida, há uma temperatura específica para o processo acontecer. c) Errada. Como visto no comentário da alternativa, acima, a pressão de vapor deve ser igual à atmosférica e o líquido entra em ebulição por completo. d) Errada. A temperatura deve alcançar um ponto em que a pressão de vapor seja igual à pressão atmosférica, como descrito nos comentários acima. e) Certa. Quando a temperatura chega a um ponto em que a pressão de vapor do líquido é igual à pressão atmosférica. Então, o líquido entra em ebulição começando pela superfície e estendendo para sua totalidade. Logo, o vapor formado pode afastar a atmosfera e criar espaço para si mesmo, devido à nova forma física da substância. Gabarito: E 4. (UEFS BA/2014) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 79 A mudança do estado sólido para o estado líquido e desse para o estado sólido é denominada processo de fusão ou de congelamento, dependendo do sentido em que acontecem as mudanças. Nesses processos, ocorre consumo ou perda de energia. O gráfico representa esses fenômenos, obtidos a partir de experimentos com água pura. A análise do gráfico, associado a alguns eventos, permite corretamente concluir: a) O ponto de fusão da água aumenta com o crescimento da pressão. b) A água gelada no interior de uma garrafa fechada chega a se solidificar quando a garrafa é aberta, porque a pressão no interior diminui até a representada em um ponto situado na região correspondente ao estado sólido. c) Impurezas solúveis presentes na água, à pressão atmosférica, não causam modificações no ponto de fusão e de congelamento da água. d) O consumo e a perda de quantidade de energia durante o processo de mudança de estado físico da água de sólido para líquido e deste para sólido possuem valores numéricos relativos iguais. e) Os patinadores deslizam com facilidade sobre o gelo porque, após exercer pressão sobre este, transforma-o em líquido, estado físico em que permanece. Comentários: Analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Errada. Como a curva é decrescente, à medida que a pressão aumenta, o ponto de fusão da água diminui. b) Certa. A situação descrita representa uma diminuição da pressão súbita que acontece após a abertura da garrafa. Como visto no diagrama, a queda da pressão, em 0 atm, por exemplo, cai em um ponto onde a água está no estado sólido. c) Errada.A adição de impurezas ou sais solúveis em água diminui a temperatura de congelamento da água, já que o sal ou a impureza vai se relacionar com a água. Isso dificulta a atração entre as moléculas de água, necessitando de uma temperatura mais baixa ainda para congelamento. d) Errada. A fusão é um processo endotérmica, já que é necessário ganhar energia para quebrar ligações. Já a condensação é exotérmica, porque libera energia para formar outro arranjo. Sendo assim, a mudança de sólido para líquido e vice-versa possuem o mesmo módulo de energia, mas valores numéricos diferentes. e) Errada. Ao exercer pressão sobre o gelo, este tende a virar líquido, já que, segundo a curva, um aumento de pressão tende à formação do líquido. Entretanto, após o aumento de pressão terminar, aquele líquido tende a retornar ao estado sólido. Gabarito: B 5. (UEM PR/2014) Analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 80 01. Quando dois ou mais corpos trocam calor entre si em um recipiente hermeticamente fechado, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas, até atingir o equilíbrio térmico, é nula. 02. O calor latente pode ser definido como a quantidade de calor que uma substância recebe ou cede, por unidade de massa, durante uma transformação de fase, mantendo-se a temperatura dessa substância constante. 04. O ponto triplo de um diagrama de fases de uma substância é aquele em que a substância mantém-se química e fisicamente equilibrada a uma pressão crítica superior à pressão atmosférica. 08. A variação de entalpia em uma reação química é a medida da quantidade de calor liberada ou absorvida pela reação, à pressão constante. 16. A pressão máxima de vapor de um líquido é dependente da temperatura e do volume ocupado por esse líquido. Comentários: Analisando afirmativa por afirmativa, tem-se: 01. Certa. Em um ambiente isolado, no equilíbrio térmico, o somatório das quantidades de calor trocadas é igual a zero. 02. Certa. O calor latente é a quantidade de calor responsável pela mudança de fase, ou seja, a substância absorve aquela energia para passar de um estado para outro. Ele pode ser representado pela seguinte relação: Q = m ⋅ L L = m Q Em que Q é a quantidade de calor, L o calor latente e m a massa da substância. 04. Errada. O ponto triplo de um diagrama de fases de uma substância é aquele em que coexiste um equilíbrio entre as três fases: sólida, líquida e vapor. 08. Certa. A variação da entalpia de uma reação é dada pela quantidade de calor que foi absorvida (∆H > 0) ou liberada (∆H < 0) à pressão constate. Ela pode ser dada pela variação da entre entalpia dos produtos e dos reagentes ou entre a diferença de um somatório das ligações quebradas e formadas. 16. Errada. A pressão de vapor é a tendência de evaporação de um líquido, quanto maior, mais volátil este será. Então, menor a temperatura de ebulição comparado aos outros líquidos com pressão de vapor menor e nessa mesma temperatura. Sendo assim, a pressão de vapor se relaciona, apenas, com a temperatura. Gabarito: 11 6. (UEFS BA/2013) O equilíbrio dinâmico de fases líquida e de vapor não é o único entre os estados da matéria, pois, sob condições apropriadas de temperatura e de pressão, um sólido pode estar em equilíbrio com a fase liquida e até mesmo com a de vapor. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 81 O diagrama de fases é um gráfico que mostra essas condições dinâmicas de equilíbrio entre os estados da matéria, como as apresentadas para o dióxido de carbono, CO2, na figura. A análise desse diagrama permite concluir: a) À medida que a pressão aumenta, o ponto de fusão do CO2(s) diminui. b) O gelo seco, CO2(s), sublima à temperatura ambiente de 25 °C, ao nível do mar. c) À temperatura de –56,4 °C, apenas as fases sólida e líquida do dióxido de carbono estão em equilíbrio dinâmico. d) A fase líquida não existe acima de temperatura crítica, de 31,1 °C, por maior que seja a pressão sobre o dióxido de carbono. e) À temperatura de –78,5 °C e à pressão de 1,0atm, as fases sólida e de gasosa do dióxido de carbono estão em equilíbrio dinâmico. Comentários: Analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Errada. A curva entre a fase sólida e líquida é crescente. Então, à medida que a pressão aumenta, a temperatura para fusão aumenta. b) Errada. Ao nível do mar, ou seja, 1 atm, o CO2 passa do estado sólido para o líquido (sublimação) a uma temperatura de -78,5 ˚C. Esse ponto é bem marcado no diagrama. c) Errada. À temperatura de –56,4 °C, só há coexistência em uma situação, que é no ponto triplo. Esse ponto, à 5,1 atm, coexiste as três fases do CO2: sólido, líquido e gasoso. d) Errada. Ao esticar a reta que corta a temperatura de 31,1 ˚C, em pressões acima de 73 atm, o CO2 é líquido: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 82 e) Certa. À temperatura de –78,5 °C e à pressão de 1,0 atm tem-se um ponto na curva entre o sólido e o gasoso. Sendo assim, as fases sólida e de gasosa do dióxido de carbono estão em equilíbrio dinâmico. Gabarito: E 7. (UECE/2012) O dióxido de carbono supercrítico é usado para produzir café descafeinado, extrair nicotina do tabaco e impurezas do lúpulo da cerveja. Sobre o dióxido de carbono, assinale a única alternativa Verdadeira. a) Em condições específicas para cada caso, o dióxido de carbono pode existir, ou no estado sólido, ou no estado líquido, ou no estado gasoso. b) Dióxido de carbono sólido somente passa diretamente do estado sólido para o estado gasoso em ambiente fechado. c) O dióxido de carbono líquido pode existir a 1 atm de pressão, independente da temperatura. d) O dióxido de carbono é dito supercrítico quando está acima da pressão crítica em qualquer temperatura. Comentários: Apesar de o diagrama de fases do CO2 não ser necessário para resolução da questão, ele é representado da seguinte maneira: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 83 Analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Certa. Um diagrama de fases pode mostrar muito bem que, em determinada pressão e temperatura, o dióxido de carbono pode existir nessas fases. Além disso, pode haver o equilíbrio entre duas ou as três fases. b) Errada. Em ambiente aberto com condições de temperatura e pressão suficientes, o CO2 consegue passar do estado sólido para o líquido. c) Errada. O CO2 tem depende da temperatura para definir seu estado físico. Em 1 atm, o CO2 é um gás na maioria das temperaturas. O diagrama apresentado, mostra a região que o CO2 é sólido à pressão de 1 atm. d) Errada. O dióxido de carbono é dito supercrítico quando está acima da pressão crítica e da temperatura crítica, ou seja, o ponto crítico. Gabarito: A 8. (UESC BA/2011) O diagrama representa o equilíbrio entre fases da água pura em função da temperatura. A análise desse diagrama permite afirmar: 01. O ponto C representa o equilíbrio entre a fase líquida e a de vapor de água pura. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 84 02. O ponto B representa a ebulição da água a 1,0atm. 03. O ponto A representa o equilíbrio entre a fase sólida e a de vapor. 04. As ligações de hidrogênio predominam na fase de vapor da água. 05. A água na fase sólida sublima quando a temperatura atinge 0,0098 °C à pressão de 4,58 torr. Comentários: Analisando alternativa por alternativa, tem-se: 01. Certa. O ponto C está na curva da interface entre o a água líquida e o vapor, o que representa a transição de um para o outro, o equilíbrio dinâmico entre fase líquida e vapor. 02. Errada. O ponto B representa a passagem da água sólida para a líquidaem 1 atm, logo, a fusão da água. 03. Errada. O ponto A representa o equilíbrio entre as 3 fases (sólida, líquida e vapor), isso é denominado ponto triplo. 04. Errada. As ligações de hidrogênio foram quebradas ao passar para a fase de vapor. Sendo assim, elas predominam na água sólida e líquida. 05. Errada. A água na fase sólida sublima (ponto em cima da curva entre fase sólida e gasosa) abaixo do ponto triplo na curva. O ponto triplo é que ocorre quando a temperatura atinge 0,0098 °C à pressão de 4,58 torr. Gabarito: 01 9. (UFPE/2010) Um sistema em equilíbrio pode consistir de certo número de fases. As três fases mais comuns são sólido, líquido e vapor. Cada fase em equilíbrio é uma região de composição uniforme. Uma forma comum de relação matemática descrevendo este tipo de equilíbrio é a regra de fases , onde F = número de graus de liberdade ou variância, C = número de componentes e P = número de fases. Esta equação aplica-se de forma simples aos sistemas na ausência de ocorrência de reações e se somente temperatura, pressão e concentração puderem sofrer variação. Uma interpretação correta do diagrama de fases da água permite afirmar que: 00. o ponto O representa uma situação única, na qual sólido, líquido e vapor têm a mesma temperatura e pressão e, assim, estão todos em equilíbrio. 2+−= PCF ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 85 01. na curva OB, coexiste o equilíbrio líquido-vapor, e o número de graus de liberdade ou variança (F) é 2. 02. existe um único valor de F para o qual o número de componentes (C) é igual ao número de fases (P). 03. no ponto triplo, a temperatura é muito estável, não variando enquanto as três fases estiverem presentes. 04. para uma região do diagrama onde F = 1, uma única fase está presente. Comentários: Analisando afirmativa por afirmativa, tem-se: 00. Verdadeira. O ponto O representa a coexistências dos três estados em equilíbrio: sólido, líquido e vapor. A esse ponto, se dá o nome de ponto triplo. 01. Falsa. A curva OB é a interface entre o líquido e vapor, logo, coexiste o equilíbrio líquido- vapor. Entretanto, o número de componentes (C) é igual a 1 e o número de fases (P) é igual a 2. Sendo assim, o número de graus de liberdade (F) é: F = C − P + 2 F = 1 − 2 + 2 F = 1 unidade 02. Verdadeira. Segundo a fórmula descrita no enunciado e desenvolvida no comentário acima, se o número de componentes (C) for igual ao número de fases (P), tem-se: F = C − P + 2 F = C − C + 2 F = 2 unidades Sendo assim, existe um único valor de F para essa situação, que é F igual a 2. 03. Verdadeira. O ponto triplo representa a única combinação de pressão e temperatura em que as três fases estão em um equilíbrio estável. Sendo assim, essa temperatura não varia enquanto as três fases estiverem presentes. 04. Falsa. Se uma única fase estiver presente, então, P é igual a 1. Como C é o número de componentes, ele é igual a 1 também. Sendo assim, o número de graus de liberdade (F) é dado por: F = C − P + 2 F = 1 − 1 + 2 F = 2 unidades Portanto, para uma região do diagrama onde F é igual 2, uma única fase está presente. Gabarito: VFVVF 10. (UNESP SP/2014) Entre 6 e 23 de fevereiro aconteceram os Jogos Olímpicos de Inverno de 2014. Dentre as diversas modalidades esportivas, o curling é um jogo disputado entre duas equipes sobre uma ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 86 pista de gelo, seu objetivo consiste em fazer com que uma pedra de granito em forma de disco fique o mais próximo de um alvo circular. Vassouras são utilizadas pelas equipes para varrer a superfície do gelo na frente da pedra, de modo a influenciar tanto sua direção como sua velocidade. A intensidade da fricção e a pressão aplicada pelos atletas durante o processo de varredura podem fazer com que a velocidade da pedra mude em até 20% devido à formação de uma película de água líquida entre a pedra e a pista. O gráfico apresenta o diagrama de fases da água. (Tito Miragaia Peruzzo e Eduardo Leite do Canto. Química na abordagem do cotidiano, 2006. Adaptado.) Com base nas informações constantes no texto e no gráfico, a seta que representa corretamente a transformação promovida pela varredura é a de número a) 3. b) 2. c) 4. d) 1. e) 5. Comentários: A varredura influencia na quantidade de água líquida formada entre a pista e a pedra. A transformação da fase sólida da água para a líquida é chamada de fusão. No diagrama de fases, a passagem da fase sólida para a fase líquido é identificada pela seta número 1. Gabarito: D 11. (UFGD MS/2014) Observe o diagrama de fases simplificado da água e assinale a alternativa que contem a afirmativa correta. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 87 a) A fase de vapor jamais estará em equilíbrio com a fase sólida b) A água não sofre o fenômeno de sublimação. c) O ponto triplo da água é o ponto em que coexistem em equilíbrio o líquido, o sólido e o vapor. d) A 0,01 °C e 1 atm somente a fase de vapor é estável. e) A 100 °C e 1 atm somente a fase sólida é estável Comentários: Julgando os itens, tem-se: a) Errado. Coexiste vapor e sólido em qualquer ponto da curva que as fases sólida e líquida sejam vizinhas. b) Errado. A sublimação da água acontece em qualquer ponto da curva que as fases sólida e líquida sejam vizinhas. c) Certo. No ponto triplo, as fases sólida, líquida e gasosa coexistem em equilíbrio dinâmico. d) Errado. A 0,01 °C e 1 atm coexistem as fases sólida, líquida e gasosa. e) Errado. A 100 °C e 1 atm coexistem as fases sólida, líquida e gasosa. Gabarito: C 12. (UFSCAR SP/2013) Examine o diagrama de fases da água. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 88 (www.brasilescola.com. Adaptado.) Considere os fenômenos descritos nos itens I e II: I. Na panela de pressão, os alimentos são cozidos mais rapidamente porque a ebulição da água ocorre a uma temperatura mais elevada. II. A liofilização é um processo de desidratação usado para preservação de alimentos perecíveis, em que a água é retirada dos alimentos congelados por sublimação. Na figura, as curvas que representam o equilíbrio entre os estados físicos da água descritos nos itens I e II são, respectivamente, a) 1 e 2. b) 2 e 1. c) 1 e 3. d) 2 e 3. e) 3 e 2. Comentários: Identificando as transformações descritos nos itens I e II: I. O aumento da pressão, eleva a temperatura de ebulição. A parte do gráfico que relaciona a transição de líquido para vapor é o trecho 2. II. A sublimação é a transformação do sólido para o vapor e é representada pela porção 3 do gráfico. Gabarito: D 13. (UNESP SP/2009) O dióxido de carbono tem diversas e importantes aplicações. No estado gasoso, é utilizado no combate a incêndios, em especial quando envolvem materiais elétricos; no estado sólido, o denominado gelo seco é utilizado na refrigeração de produtos perecíveis, entre outras aplicações. A figura apresenta um esboço do diagrama de fases para o CO2. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 89 Com base nas informações fornecidas pelo diagrama de fases para o CO2, é correto afirmar que a) o CO2 estará no estado líquido para qualquer valor de temperatura, quando sob pressão igual a 67 atm. b) o CO2 pode passar diretamente do estado sólido para o gasoso, quando a pressão for menor que 5,1 atm. c) haverá equilíbrio entre os estados líquido e gasoso para qualquer valor de pressão, quando sob temperatura igual a 25 °C. d) as curvas representam as condições de temperatura e pressão em que existe uma única fase do CO2. e) há mais de um conjunto de condições de pressão e temperatura em que coexistemas três fases em equilíbrio. Comentários: Julgando os itens, tem-se: a) Errado. A 67 atm, o CO2 somente se apresentará líquido se for encontrado em temperaturas entre -56 °C e 25 °C. b) Certo. Para pressões menores que 5,1 atm e temperaturas inferiores a -56 °C, ocorre uma linha que separa as fases sólido e gasoso. Logo, nessa região é possível transformar sólido em gás e vice-versa. c) Errado. Somente existirá equilíbrio líquido e gás a 25 °C se a pressão for igual a 67 atm. d) Errado. As curvas apresentam condições que ocorre coexistência de duas ou mais fases do CO2. e) Errado. Apenas a combinação da temperatura -56 °C e pressão 5,1 atm que coexistem os três estados físicos. Gabarito: B 14. (UNESP SP/2007) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 90 No ciclo da água, mudanças de estado físico são bastante comuns. No diagrama de fases, os pontos A, B e C representam os possíveis estados físicos em que se pode encontrar água em todo o planeta. Neste diagrama, X, Y e Z representam possíveis processos de mudança de estado físico da água, em ambiente natural ou em experimento controlado. As figuras 1, 2 e 3 são representações que podem ser associadas aos pontos A, B e C. Tomando por base os pontos A, B e C, os processos X, Y e Z e as figuras 1, 2 e 3, pode-se afirmar que a) Z representa mudança de pressão e temperatura, e a figura 3 corresponde ao ponto A. b) X representa mudança de pressão e temperatura, e a figura 3 corresponde ao ponto A. c) Y representa apenas mudança de temperatura, e a figura 2 corresponde ao ponto C. d) X representa apenas mudança de temperatura, e a figura 2 corresponde ao ponto B. e) Z representa mudança de pressão e temperatura, e a figura 1 corresponde ao ponto B. Comentários: Julgando os itens, tem-se: a) Certo. Os pontos A e C apresentam pressão e temperatura diferentes entre si. A figura 3 representa o estado sólido devido à organização hexagonal das moléculas de água. b) Errado. X representa mudança de pressão. A figura 3 representa o estado sólido. c) Errado. Y representa apenas mudança de temperatura, e a figura 2 corresponde ao ponto B (estado líquido). d) Errado. X representa apenas mudança de pressão, e a figura 2 corresponde ao ponto B. e) Errado. Z representa mudança de pressão e temperatura, e a figura 1 corresponde ao ponto C. Gabarito: A ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 91 15. (UEL PR/2020) A presença de nanomateriais é bem perceptível no cálice de Lycurgus que muda sua coloração, passando de verde para vermelha, quando exposto à luz branca. Isso ocorre devido à presença de nanopartículas de ouro e prata na composição do vidro do cálice. ‘‘Lycurgus cup”, 4th C AD Vidro, Altura: 15,8 cm (6.2 pol.) Museu Britânico Admitindo o comportamento ideal de uma solução aquosa não coloidal contida no cálice, formada por 200 mL de água pura (solvente) e por nanopartículas metálicas de ouro e prata (solutos não eletrólitos) que se desprenderam da parede interna sob pressão de 1,0 atm, e com base nos conceitos sobre propriedades coligativas, assinale a alternativa correta. a) A temperatura de solidificação da solução aquosa é maior que a do solvente puro. b) A temperatura de ebulição da solução aquosa é maior que a do solvente puro. c) A densidade da solução é menor que a do solvente puro. d) A pressão de vapor do solvente na solução é maior que da água pura, sob mesma temperatura. e) A elevação da temperatura de solidificação da solução depende da natureza química do soluto não volátil. Comentários: Analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Errada. A temperatura de solidificação da solução aquosa é menor que a do solvente puro, já que a adição de um soluto não volátil diminui a temperatura de congelamento. b) Certa. A adição de um soluto não volátil à água pura aumenta a temperatura de ebulição. c) Errada. A adição do soluto ao solvente aumenta a massa da solução final. Considerando que o volume da solução final é igual ao volume do solvente, então, o volume fica aproximadamente constante. Sendo assim, o aumento da massa ocasiona um aumento de densidade. d) Errada. Ao adicionar um soluto não volátil, a solução passa a ter uma menor tendência a evaporar. Com isso, há uma diminuição da pressão de vapor da solução. e) Errada. A elevação da temperatura de solidificação da solução depende da quantidade de partículas dissolvidas nesta. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 92 Gabarito: B 16. (Mackenzie SP/2020) Sob mesma pressão atmosférica, foram analisados volume iguais das seguintes soluções aquosas, cada uma com as concentrações apontadas na tabela a seguir. A respeito do comportamento dessas soluções, são realizadas algumas afirmações. I. A solução de glicose é aquela cuja condução de corrente elétrica será a maior sob mesma temperatura. II. Os pontos de ebulição das soluções salinas serão iguais. III. Todas as soluções apresentarão a mesma concentração de partículas dissolvidas. Das afirmações acima, a) nenhuma está correta. b) estão corretas apenas I e II. c) estão corretas apenas I e III. d) estão corretas apenas II e III. e) todas estão corretas. Comentários: Analisando afirmativa por afirmativa, tem-se: I. Errada. A solução de glicose é molecular, ou seja, as moléculas são neutras. Sendo assim, ela má condutar elétrica. II. Errada. As soluções salinas são a de NaC e a de CaC2. Então, a que possui maior número de íons é a responsável por aumentar mais o ponto de ebulição. Como tem-se 0,5 mol/L de cloreto de sódio, a quantidade de íons é dada por: NaCl → Na+ + Cl− Logo, como as espécies estão na proporção de 1:1:1, a concentração de Na+ e de C- é de 0,5 mol/L. Já que se tem um volume único, a concentração total dos íons é: 0,5 mol L + 0,5 mol L = 1,0 mol L de íons ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 93 Como tem-se 0,5 mol/L de cloreto de cálcio, a quantidade de íons é dada por: CaCl2 → Ca 2+ + 2Cl− Logo, como as espécies estão na proporção de 1:1:2, a concentração de Ca2+ é de 0,5 mol/L e de C- é de 1,0 mol/L. Já que se tem um volume único, a concentração total dos íons é: 0,5 mol L + 1,0 mol L = 1,5 mol L de íons Portanto, o CaC2 provoca aumento maior no ponto de ebulição da água. III. Errada. Como descrito no comentário da afirmativa II, o CaC2 possui 1,5 mol/L de íons e o NaC 1,0 mol/L. Além disso, a glicose tem 1,0 mol/L de partículas dissolvidas, já que ela é uma substância molecular. Gabarito: A 17. (FPS PE/2019) Considere uma solução aquosa 0,1 M de NaC. De acordo com as propriedades coligativas, é correto afirmar que, a 1 atm, esta solução possui: a) temperatura de ebulição maior que 100 °C. b) temperatura de fusão maior que 0 °C. c) pressão de vapor igual à da água pura. d) densidade menor que 1 g/mL. e) pressão osmótica igual à da água pura. Comentários: Analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Certa. A adição do sal à água aumenta a temperatura de ebulição. Sendo assim, como a temperatura de ebulição da água é 100 ˚C, a solução teria uma temperatura maior. b) Errada. A adição do soluto não volátil, nesse caso, o cloreto de sódio, diminui a temperatura de fusão do líquido. Então, a solução teria uma temperatura de fusão menor do que 0 ˚C. c) Errada. Como visto no comentário da letra A, a adição desse soluto aumenta a temperatura de ebulição. Com isso, diminui a tendência do líquido virar vapor, logo, há uma diminuição da pressão de vapor. d) Errada. A adição de soluto aumenta a massa da solução, mas o volume da solução é praticamente igual ao volume da água (solvente). Sendo assim, há um aumento de massae volume constante, logo, isso gera um aumento na densidade da solução, sendo maior do que 1 g/mL. e) Errada. A pressão osmótica depende da concentração do soluto, ou seja, quanto mais concentrada for a solução, maior a pressão osmótica. Portanto, a solução tem pressão osmótica maior do que o solvente puro. Gabarito: A ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 94 18. (FCM MG/2019) A água apresenta muitas propriedades e características que são muito úteis e importantes. Em relação à água e algumas de suas propriedades, podemos afirmar que: a) quando misturada com o açúcar, tem sua temperatura de congelação aumentada. b) sua presença numa mistura de HC(g) e NaOH(s) diminui a velocidade da reação. c) quando são formadas as duas ligações H-O, ocorre absorção de energia. d) sua interação com o cloreto de sódio é do tipo íon – dipolo permanente. Comentários: Analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Errada. A temperatura de congelamento da solução aquosa é menor que a do solvente puro, já que a adição de um soluto não volátil diminui a temperatura de congelamento. b) Errada. A reação é dada por: 𝐻𝐶𝑙 (𝑔) + 𝑁𝑎𝑂𝐻 (𝑠) → 𝑁𝑎𝐶𝑙 (𝑠) + 𝐻2𝑂 (𝑔) A adição de água à mistura, causaria uma dissolução do NaOH, que é uma reação exotérmica. Sendo assim, a liberação de calor favoreceria a um aumento de temperatura do sistema, que aumentaria a velocidade da reação. c) Errada. A formação de ligações é um processo exotérmico, ou seja, cursa com liberação energia. d) Certa. Em água, o cloreto de sódio libera íons Na+ e C- e, como a água é polar, ela interage com os íons. Sendo assim, os íons são circundados por moléculas de água, em que o Na+ interage com os átomos de oxigênio e o C- com os átomos de hidrogênio. Gabarito: D 19. (UECE/2019) Uma solução de glicose e outra de sacarose contêm a mesma massa de soluto por litro de solução. Quanto a essas soluções, é correto afirmar que a) o ponto de congelação dessas soluções é maior do que o da água pura. b) o ponto de congelação da solução de glicose é menor do que o da sacarose. c) ambas apresentam o mesmo valor para o ponto de congelação. d) ambas são isotônicas. Comentários: Analisando alternativa por alternativa, tem-se: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 95 a) Errada. A temperatura de congelamento da solução aquosa é menor que a do solvente puro, já que a adição de um soluto não volátil diminui a temperatura de congelamento. b) Certa. A glicose (C6H12O6) tem massa molar (M) de 180 g/mol e a sacarose (C12H22O11) tem massa molar (M) de 342 g/mol. Como a glicose e a sacarose possuem a mesma massa de soluto por litro (C), então, a concentração em mol/L (x) é dada por: x = C M xglicose = C g/L 180 g/mol xglicose = C 180 mol/L xsacarose = C g/L 342 g/mol xsacarose = C 342 mol/L Com isso, tem-se: xglicose > xsacarose Portanto, como tem uma concentração de glicose maior do que sacarose, diminui mais o ponto de congelamento. Sendo assim, o ponto de congelamento da glicose é menor do que o da sacarose. c) Errada. O comentário da letra B mostra que os pontos de congelamento das soluções são diferentes. d) Errada. Isotônica quer dizer que possuem a mesma pressão osmótica. Entretanto, no comentário da letra B, viu-se que a concentração em mol/L da glicose é maior do que a da sacarose. Portanto, como a pressão osmótica depende da concentração do soluto, então, quanto mais concentrada for a solução, maior a pressão osmótica. Sendo assim, a pressão da solução de glicose é maior. Gabarito: B 20. (UFSC/2019) Para completar uma saborosa refeição com carne e salada, nada como uma salada de maionese com batatas cozidas. O cozimento é usualmente realizado acrescentando-se batatas picadas a uma panela que contém uma solução de água e sal de cozinha em ebulição. Todavia, ao acrescentar sal à água, altera-se sua curva de aquecimento. A figura abaixo ilustra a variação na pressão de vapor em função da temperatura (sem escalas) para a água pura e para a solução de sal de cozinha (cloreto de sódio) em água. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 96 Sobre o assunto e com base nas informações acima, é correto afirmar que: 01. a curva correspondente à solução de sal de cozinha em água é representada pela letra A, ao passo que o comportamento da água pura é representado pela curva B. 02. a temperatura de ebulição da água utilizada para cozinhar a batata (solução de sal de cozinha em água) será maior do que a temperatura de ebulição da água pura. 04. o abaixamento da pressão de vapor, a redução do ponto de congelamento, a elevação do ponto de ebulição e a pressão osmótica são propriedades coligativas que independem da concentração do soluto. 08. a magnitude da variação na pressão de vapor, representada pela letra E, independe da quantidade de sal de cozinha adicionada à água para cozimento. 16. o ponto C corresponde à pressão de vapor da solução de sal de cozinha em água na temperatura T1. 32. a quantidade de moléculas em fase gasosa presentes em temperatura ambiente na solução de sal de cozinha é menor a 25 °C do que a 90 °C. Comentários: Analisando afirmativa por afirmativa, tem-se: 01. Errada. A curva correspondente à solução de sal de cozinha em água é representada pela letra B, ao passo que o comportamento da água pura é representado pela curva A. Uma vez que a pressão de vapor diminui com a adição de um soluto não volátil (sal de cozinha). 02. Certa. A adição do sal de cozinha aumenta a temperatura de ebulição da água, já que é um soluto não volátil, possuindo essa propriedade. 04. Errada. As propriedades coligativas são alteradas em função da adição de um soluto. Com isso, a adição deste colabora para abaixamento da pressão de vapor, redução do ponto de congelamento, elevação do ponto de ebulição e pressão osmótica. 08. Errada. Quanto maior a concentração de sal, maior a temperatura de ebulição da água, logo, menor a tendência de evaporação, ou seja, menor pressão de vapor. Com isso, quanto menor a pressão de vapor da solução, maior a variação representada pela letra E. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 97 16. Errada. Como visto no comentário da afirmativa 01, a curva A representa a água pura. Então, o ponto C corresponde à pressão de vapor da solução de água pura na temperatura T1. 32. Certa. Quanto maior a temperatura do líquido, tem-se mais moléculas com energia suficiente para escapar do estado líquido para o vapor. Já que a temperatura aumenta a energia cinética das moléculas. Sendo assim, tem-se mais moléculas em fase gasosa a 90 ˚C do que a 25 ˚C. Gabarito: 34 21. (UniRV GO/2019) Uma grande preocupação ao administrar medicamentos endovenosos em pacientes é com relação à pressão osmótica, pois devem apresentar pressão osmótica muito próxima à do sangue (7,7 atm a 37 °C), caso contrário as hemácias podem ser lesadas. Foram preparadas três soluções à temperatura constante de 37 °C como indicado adiante. Analise as alternativas com relação à pressão osmótica e assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para as alternativas. (Dado: R = 0,082 atm·L·mol–1·K–1). Solução A) Preparou-se uma solução de cloreto de sódio a 0,20 mol/L. Solução B) Dissolveu-se 0,54 g de glicose em 10,0 mL de água destilada. Solução C) Preparou-se uma solução de cloreto de cálcio a 11,1 g/L. a) A solução "A" não gera problemas para as hemácias. b) A solução "B" é praticamente isotônica com o sangue. c) A solução "C" gera problemas para as hemácias. d) O processo de lesão sofrido pelas hemácias é conhecido como solubilização. Comentários: A pressão osmótica (π) pode ser calculada por: π = M ⋅ R ⋅ T ⋅ i Emque M é a molaridade da solução, R a constante dos gases, T a temperatura em Kelvin e i o fator de Van’t Hoff. Sendo assim, o cálculo da pressão osmótica de cada substância é dado por: Solução A: NaCl → Na+ + Cl− Considerando uma dissolução completa, a é igual a 1. Como tem-se 2 mols de íons, q é igual a 2. Sendo assim, tem-se: i = 1 + α(q − 1) i = 1 + 1(2 − 1) i = 2 Como a concentração do NaCé de 0,20 mol/L e i = 2, tem-se: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 98 πNaCl = 0,2 mol L ⋅ 0,082 atm ⋅ L ⋅ mol−1 ⋅ K−1 ⋅ 300 K ⋅ 2 πNaCl = 9,84 atm Solução B: Como a glicose é molecular e não se dissocia, o fator de Van’t Hoff é igual a 1. Além disso, como a glicose (C6H12O6) tem massa molar de 180 g/mol e tem-se 0,54 g em 10 mL (ou 0,01 L), a concentração (M) é dada por: 180 𝑔 𝑑𝑒 𝑔𝑙𝑖𝑐𝑜𝑠𝑒 − − − − 1 𝑚𝑜𝑙 0,54 𝑔 𝑑𝑒 𝑔𝑙𝑖𝑐𝑜𝑠𝑒 − − − − 𝑥 𝑚𝑜𝑙 𝑥 = 0,003 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑔𝑙𝑖𝑐𝑜𝑠𝑒 Mglicose = 0,003 mol 0,01 L Mglicose = 0,3 mol/L Como a concentração da glicose é de 0,3 mol/L, tem-se: πglicose = 0,3 mol L ⋅ 0,082 atm ⋅ L ⋅ mol−1 ⋅ K−1 ⋅ 300 K πglicose = 7,38 atm Solução C: CaCl2 → Ca 2+ + 2Cl− Considerando uma dissolução completa, a é igual a 1. Como tem-se 3 mols de íons, q é igual a 3. Sendo assim, tem-se: i = 1 + α(q − 1) i = 1 + 1(3 − 1) i = 3 Como a concentração em massa/volume (C) é de 11,1 g/L e a massa molar do CaC2 é de 111 g/mol, então, a molaridade é dada por: MCaCl2 = 11,1 g/L 111 g/mol MCaCl2 = 0,1 mol/L Como a concentração do cloreto de cálcio é de 0,1 mol/L e i = 3, tem-se: πCaCl2 = 0,1 mol L ⋅ 0,082 atm ⋅ L ⋅ mol−1 ⋅ K−1 ⋅ 300 K ⋅ 3 πCaCl2 = 7,38 atm Sendo assim, afirmativa por afirmativa, tem-se: a) Falsa. A solução A tem pressão osmótica de 9,84 atm, bem acima da do sangue (7,7 atm), sendo uma solução hipertônica, gerando problemas para hemácia. b) Verdadeira. A solução B (7,38 atm) é quase isotônica em relação ao sangue. c) Falsa. Como a solução C (7,38 atm) tem quase a mesma pressão do sangue, sendo levemente menor, ela não prejudica as hemácias. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 99 d) Falsa. A hemácia pode receber água demais, quando está em um meio hipotônico, causando hemólise. No caso do meio hipertônico, a hemácia perde água e murcha. A solubilização é o processo em que um soluto se mistura no solvente. Gabarito: FVFF 22. (UDESC SC/2018) Ao entrar em um Laboratório de Química, um estudante depara-se com três frascos que estão com os rótulos rasgados. Ao examinar o conteúdo de cada frasco, ele percebe que no primeiro e no terceiro o conteúdo está em estado líquido, e no segundo em estado sólido. Então, o estudante decide colocar o primeiro e o terceiro frasco na geladeira a –4 °C. Após algum tempo, somente o conteúdo do primeiro frasco solidificou. Sabendo-se que o laboratório é mantido à temperatura constante de 25°C e com base nos dados a seguir: Composto A: Ponto de Fusão: 10 °C e Ponto de Ebulição: 110 °C Composto B: Ponto de Fusão: –37 °C e Ponto de Ebulição: 128 °C Composto C: Ponto de Fusão: 55 °C e Ponto de Ebulição: 179 °C Assinale a alternativa em que estão contidos os compostos do primeiro, do segundo e do terceiro frasco, respectivamente. a) Composto B, Composto C, Composto A b) Composto A, Composto B, Composto C c) Composto C, Composto A, Composto B d) Composto A, Composto C, Composto B e) Composto C, Composto B, Composto A Comentários: Segundo o enunciado, apenas o segundo frasco está no estado líquido à temperatura ambiente, de 25 ˚C. Sendo assim, só pode ser o composto que tem ponto de fusão maior do que 25 ˚C, então, só pode ser o composto C, que possui ponto de fusão 55 ˚C. Ao colocar no congelador, a uma temperatura de -4 ˚C, apenas o primeiro frasco solidificou. Com isso o único composto que, entre A e B, vira sólido a uma temperatura maior do que -4 ˚C e menor do que 25 ˚C é o composto A. Sendo assim, o composto A está no primeiro frasco. Portanto, o terceiro frasco só restou ser o recipiente do composto B. Sendo assim, tem-se: Composto Frasco A Primeiro C Segundo ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 100 B Terceiro Gabarito: D 23. (UEPG PR/2016) Com relação às transformações citadas abaixo, indique aquela(s) que representa(m) reações químicas e assinale o que for correto. 01. A ebulição da água contendo NaC, em temperatura acima de 100 °C ao nível do mar. 02. A produção de lingotes de alumínio a partir de alumínio fundido. 04. A combustão do etanol produzindo gás carbônico e água. 08. O processo de enferrujamento de um prego exposto à chuva. Comentários: Analisando afirmativa por afirmativa, tem-se: 01. Errada. Caracteriza a passagem de uma solução do estado líquido para vapor, que é um fenômeno físico. 02. Errada. A formação do lingote é baseada no metal fundido para transformá-lo em uma barra. Esse processo modifica do estado líquido para o sólido, ou seja, fenômeno físico. 04. Certa. A combustão do etanol é uma reação química entre etanol e O2, havendo das propriedades químicas do álcool: C2H6O + 3O2 → 2CO2 + 3H2O 08. Certa. O processo de enferrujamento do prego consiste na oxidação do ferro dada por: 2Fe → 2Fe2+ + 4e− O2 + 2H2O + 4e − → 4OH− 2Fe + O2 + 2H2O → 2Fe(OH)2 O hidróxido de ferro II, finalmente, oxida a hidróxido de ferro III 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 Gabarito: 12 24. (Escola Bahiana de Medicina e Saúde Pública/2016) As interações entre partículas do soluto e moléculas do solvente conferem às soluções líquidas propriedades físicas diferentes dos líquidos puros e a intensidade relativa dessas interações é determinante para a formação de uma solução, quando substâncias químicas são misturadas. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 101 Considerando-se essas informações e as propriedades físicas das soluções e dos líquidos puros, é correto afirmar: 01. O iodeto de potássio, KI(s), é solúvel no tetracloreto de carbono, CC4(), devido à formação de interações íon-dipolo. 02. O soro fisiológico é uma solução eletrolítica porque contém cátions sódio e ânions cloreto dissociados em água. 03. O etilenoglicol, C2H6O2, é um soluto não ionizável utilizado como anticongelante porque aumenta o ponto de congelamento de líquidos puros. 04. A temperatura de ebulição do soro glicosado é menor do que a da água pura devido as interações entre as moléculas do soluto e as do solvente. 05. A adição de etanol em água é um processo exotérmico, o que indica a absorção de energia na formação de ligações de hidrogênio entre as moléculas de etanol e de água. Comentários: Analisando afirmativa por afirmativa, tem-se: 01. Errada. O tetracloreto de carbono é um bom solvente apolar, porém o iodeto de potássio é uma molécula polar, logo, não há interação. As interações íons-dipolo acontecem entre íons e moléculas polares. 02. Certa. O soro fisiológico possui cloreto de sódio, que, em água, dissocia formando íons sódio e cloreto: NaCl → Na+ + Cl− 03. Errada. O etilenoglicol é utilizado como anticongelante justamente por diminuir o ponto de congelamento de líquidos puros. 04. Errada. A adição de um soluto não volátil aumenta a temperatura de ebulição da solução. Sendo assim, a temperatura de ebulição do soro glicosado é maior do que a da água. 05. Errada. A adição de etanol em água é um processo exotérmico, isso indica que há liberação de energia para formar novas ligações de hidrogênio entre as moléculas de etanol e água. Gabarito: 02 25. (UPE PE/2018) Certa mistura sólida, binária, foi lançada em determinada área. Um dos seus constituintes impede as moléculas de água se organizarem e formarem uma estrutura sólida por causadas interações entre as partículas dissolvidas e as moléculas do solvente. O outro componente tem a função de reduzir o atrito. O sistema acima se relaciona a uma mistura de ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 102 a) NH4C e carvão, para adubar plantas em épocas de geadas. b) CaC2 e SiO2, para evitar a formação de gelo nas estradas. c) CaCO3 e SiO2, para fixar blocos de gelo em construções polares. d) gelo seco e NaC, para otimizar a patinação em uma pista de gelo. e) etanol e NaC, para resfriar latas de bebidas em uma caixa térmica. Comentários: Pontos importantes do enunciado: I. Um dos componentes impede a organização das moléculas de água, em outras palavras, diminui a temperatura de congelamento. II. O outro componente tem a finalidade de reduzir o atrito, ou seja, possibilitar que o carro ande em situações de gelo. Portanto, a partir desses dois conceitos e analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Errada. Como visto, a questão não guarda relação com adubação de plantas em época de geadas, mas com a crioscopia. b) Certa. CaC2 e SiO2 são largamente utilizados em países onde nevam muito, uma vez que o sal dificulta a formação da camada de gelo, por reduzir o ponto de congelamento. Já o dióxido de silício (areia) tem a função de reduzir o atrito comparado com a situação de neve e possibilitar que os carros andem. c) Errada. A fixação de blocos de gelo em construções polares não é o foco da questão, que aborda aspectos utilizados para evitar a formação de gelo nas estradas. d) Errada. Em situações de baixas temperaturas, a pista de gelo já estaria pronta para patinação. Além disso, a questão abordar a crioscopia no processo da formação de gelo nas estradas. e) Errada. Apesar da adição do de sal resfriar latas de bebidas em uma caixa térmica, por reduzir o ponto de congelamento, a ideia da questão é sobre a formação de neves na estrada. Gabarito: B 26. (Mackenzie SP/2015) Em um experimento de laboratório, realizado sob pressão constante e ao nível do mar, foram utilizadas duas soluções, A e B, ambas apresentando a água como solvente e mesmo sal como soluto não volátil, as quais, estando inicialmente na fase líquida, foram aquecidas até ebulição. Desse experimento, foram coletados os dados que constam da tabela abaixo: Um analista, baseando-se nos resultados obtidos, fez as seguintes afirmações: 106,7B 104,2A C)(º ebulição de aTemperaturSolução ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 103 I. A pressão de vapor de ambas as soluções é menor do que a pressão de vapor da água pura. II. A solução A apresenta menor concentração de sal em relação à concentração salina da solução B. III. As forças de interação intermoleculares na solução B apresentam maior intensidade do que as forças de interação existentes, tanto na solução A como na água. É correto dizer que a) nenhuma afirmação é Verdadeira. b) as afirmações I e II são Verdadeiras. c) as afirmações I e III são Verdadeiras. d) as afirmações II e III são Verdadeiras. e) todas as afirmações são Verdadeiras. Comentários: Analisando afirmativa por afirmativa, tem-se: I. Certa. Como as soluções possuem temperatura de ebulição maior do que 100 ˚C, que é a temperatura da água, elas possuem uma tendência de evaporar menor. Sendo assim, a pressão de vapor de ambas as soluções é menor do que a da água. II. Certa. Ao adicionar uma maior concentração de sal ao solvente, a solução final fica com maior temperatura de ebulição. Sendo assim, como a temperatura da solução A é menor do que a da solução B, foi-se adicionado uma menor concentração de sal. III. Certa. A maior quantidade de sal na solução B, como visto no comentário da afirmativa II, faz com que haja uma maior interação entre as moléculas de água com o sal. A consequência se traduz na temperatura de ebulição da solução B ser maior do que a da solução A, que é maior do que a água pura. Gabarito: E 27. (UNIPÊ PB/2016) Cientistas encontraram a primeira evidência de que a água salgada pode correr na superfície de Marte, durante os meses de verão, de acordo com estudos publicados recentemente. O mapeamento da superfície do planeta foi efetivado pela sonda espacial Reconnaissance. É possível existir vida em Marte. Há três bilhões de anos Marte era muito diferente, havia um oceano enorme que cobria dois terços da superfície, mas Marte, após uma mudança climática perdeu água, afirma um cientista da Nasa. Considerando-se a existência de água salgada em Marte nas condições da atmosfera do Planeta e comparando-as com as do planeta Terra, é correto afirmar: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 104 01) O ponto de congelamento da água salgada é superior a 0° C, à pressão de 1,0 atm. 02) O ponto de solidificação da água independe da variação de pressão atmosférica em Marte. 03) A presença de sal dissolvido aumenta a pressão de vapor de água, durante o verão de Marte. 04) À pressão atmosférica menor que a da Terra, ao nível do mar, a água evapora lentamente em Marte. 05) A água entra em ebulição em Marte quando a pressão máxima de vapor se torna igual à pressão atmosférica do local. Comentários: Analisando alternativa por alternativa, tem-se: 01. Errada. A água salgada, como possui sais, apresenta um ponto de congelamento menor do que a da água pura à pressão de 1,0 atm, logo, inferior a 0 ˚C. 02. Errada. Combinação pressão e temperatura é responsável pelo estado físico de uma substância. Sendo assim, o ponto de solidificação da água depende da variação de pressão atmosférica em Marte. 03. Errada. A presença de um soluto não volátil aumenta a temperatura de ebulição. Portanto, reduz a tendência ao líquido evaporar, conferindo uma redução na pressão de vapor comparada ao solvente puro. 04. Errada. Quanto menor for a pressão externa sobre a superfície do líquido, menor será a temperatura de ebulição, ou seja, a água tem maior tendência a evaporar. Sendo assim, a água teria um ponto de ebulição mais baixo e evaporaria mais rápido. 05. Certa. A ebulição da água é dada quando a pressão de vapor se iguala à pressão atmosférica, seja na Terra ou em Marte. Gabarito: 05 28. (ACAFE SC/2017) Sob pressão constante de 760 mmHg, uma solução aquosa de cloreto de sódio apresenta temperatura de congelamento de –3,72°C. Assinale a alternativa que contém o número de íons do soluto dissolvidos em 1 quilograma de solvente. Dados: constante crioscópica molal Kc = 1,86 °C; constante de Avogadro: 6·1023 entidades. a) 6·1023 íons b) 1,2·1024 íons c) 3·1023 íons d) 2,4·1024 íons ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 105 Comentários: NaCl → Na+ + Cl− Considerando uma dissolução completa, a é igual a 1. Como tem-se 2 mols de íons, q é igual a 2. Sendo assim, o fator de Van’t Hoff é dado por: i = 1 + α(q − 1) i = 1 + 1(2 − 1) i = 2 A temperatura de congelamento da água é de 0 ˚C, como a adição do sal reduziu para -3,72 ˚C. Além disso, tem-se que i = 2 e a constante crioscópica igual a 1,86 ˚C ⋅ mol ⋅ kg−1. Portanto, pela lei da crioscopia, a molalidade da solução (W) é: ∆Tcongelamento = kc ⋅ W ⋅ i 0 ˚C − (−3,72 ˚C) = 1,86 ˚C ⋅ mol ⋅ kg−1 ⋅ W ⋅ 2 W = 1 mol/kg Como tem-se 1 kg de água, então, o número de mols de soluto (n) é dado por: 𝑊 = 𝑛 𝑚𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 1 mol/kg = n 1 kg n = 1 mol Portanto, tem-se 1 mol de NaC, mas, como o cloreto de sódio forma 2 mols de íons, então, tem-se, no total, 2 mols de íons nessa solução. Sendo assim, o número de íons dissolvidos é dado por: 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 í𝑜𝑛𝑠 − − − − 6 ⋅ 1023 í𝑜𝑛𝑠 2 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑑𝑒 í𝑜𝑛𝑠 − − − − 𝑥 í𝑜𝑛𝑠 𝑥 = 1,2 ⋅ 1024 í𝑜𝑛𝑠 Gabarito: B 29. (FPS PE/2018)Para que as pessoas tenham pleno conforto respiratório e térmico, existe uma faixa de umidade relativa do ar que é considerada ideal. Esta faixa compreende valores de 40% a 60%. Acima desta faixa, o excesso de umidade traz desconforto térmico, e abaixo, o ar seco pode causar ressecamento e sangramentos devido à perda de líquido das mucosas das vias aéreas. Sabendo que a pressão máxima de vapor da água é 0,036 atm a 27 °C, calcule a massa de vapor de água presente no ar de uma sala cuja área é 32,8 m2 e cujo pé direito é 2,5 m, num dia em que a umidade relativa do ar é 50%. Dados: H = 1g/mol; O = 16 g/mol. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 106 a) 0,74 kg b) 0,97 kg c) 1,08 kg d) 1,29 kg e) 1,41 kg Comentários: O volume total da sala pode ser calculado por: Vsala = Ab ⋅ h Em que Ab é a área da sala e a altura h (pé direito), os valores são 32,8 m2 e 2,5 m, respectivamente. Com isso, tem-se: Vsala = 32,8 m 2 ⋅ 2,5 m Vsala = 82 m 3 = 82000 dm3 = 82000 L A pressão máxima de vapor da água é 0,036 atm. Em um dia cuja umidade relativa do ar (U) é 50% (ou 0,5), que é a relação entre a pressão da água (p) e a pressão máxima de vapor, tem- se: Urelativa = p pvapor 0,5 = p 0,036 atm p = 0,018 atm Com valores de pressão e volume, resta encontrar o número de mols de água presente. Sendo assim, tendo a temperatura de 300 K (27 ˚C), R igual a 0,082 atm ⋅ L ⋅ K−1 ⋅ mol−1 e lançando mão da equação de Clayperon, tem-se: P ⋅ V = n ⋅ R ⋅ T 0,018 atm ⋅ 82000 L = n ⋅ 0,082 atm ⋅ L ⋅ K−1 ⋅ mol−1 ⋅ 300 K n = 60 mol Como a massa molar da água (H2O) é de 18 g/mol, então, a massa de água em questão é dada por: 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 − − − − 18 𝑔 60 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 − − − − 𝑥 𝑔 𝑥 = 1080 𝑔 𝑜𝑢 1,08 𝑘𝑔 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 Gabarito: C 30. (UCS RS/2017) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 107 Há muito tempo, habitantes de regiões áridas perceberam que lagos de água salgada têm _______ tendência para secar que lagos de água doce. Isso se deve ao efeito _______ produzido pela grande quantidade de sais presentes na água desses lagos. Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas acima. a) menor – tonoscópico b) maior – crioscópico c) menor – ebulioscópico d) menor – osmótico e) maior – ebulioscópico Comentários: A adição de um soluto não volátil a um solvente cursa com diversas alterações, entre elas, está a redução da pressão de vapor (tonoscopia). Esse soluto adicionado se relaciona com as moléculas do solvente, fazendo com que haja dificuldade na tendência de ele virar vapor, logo, pressão de vapor menor. Portanto, o trecho completo do enunciado fica escrito da seguinte maneira: Há muito tempo, habitantes de regiões áridas perceberam que lagos de água salgada têm menor tendência para secar que lagos de água doce. Isso se deve ao efeito tonoscópico produzido pela grande quantidade de sais presentes na água desses lagos. Gabarito: A 31. (UNIT SE/2016) O conceito de pressão de vapor possibilita comparar a volatilidade com o ponto de ebulição de líquidos e como compreender os efeitos de pressão sobre a temperatura de ebulição de substâncias químicas nesse estado físico. O gráfico mostra as curvas de variação de pressão de vapor de alguns líquidos tóxicos, em função da temperatura, a exemplo do dissulfeto de carbono, do CS2(), do metanol, CH3OH() e do etanol, CH3CH2OH(), além da água líquida, essencial na hidratação do organismo. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 108 A análise desse gráfico, com base nos conhecimentos de Química, permite corretamente afirmar: a) O dissulfeto de carbono possui maior ponto de ebulição e volatilidade, dentre os demais líquidos. b) A toxidez das substâncias químicas, em ambiente fechado, diminui com o aumento de temperatura. c) A 20 kPa de pressão e a 40 °C, o ponto de ebulição do etanol é igual ao do dissulfeto de carbono. d) A água possui pressão de vapor, durante a ebulição, igual a dos demais líquidos. e) A 50 °C, a água é o líquido mais volátil porque possui ponto de ebulição a 100 °C, ao nível do mar. Comentários: Analisando afirmativa por afirmativa, tem-se: a) Errada. De acordo com o gráfico, o ponto de ebulição do dissulfeto de carbono é um pouco maior de 40 ˚C a 1 atm. Logo, ele tem a menor temperatura de ebulição frente às outras 3 substâncias e a água a maior temperatura. Sendo assim, é a mais volátil: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 109 b) Errada. Pelo gráfico, o aumento da temperatura favorece a evaporação das substâncias. Com isso, elas se espalham mais no ambiente fechado, aumentando as chances de causar toxicidade. c) Errada. A 20 kPa, o dissulfeto de carbono tem ponto de ebulição a 0 ˚C, já o etanol, tem esse ponto em 40 ˚C: d) Certa. Se for traçada uma linha horizontal em cada ponto de pressão do gráfico (como foi feito em 1 atm), essa reta corta todas as curvas. Sendo assim, a pressão de vapor é a mesma, só muda a temperatura em que isso ocorre. e) Errada. A curva da água está posicionada abaixo de todas as curvas, o que mostra que ela é a substância menos volátil frente as outras três. Além disso, a 50 ˚C, a água possui a menor pressão de vapor. Gabarito: D 32. (UNIFOR CE/2013) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 110 Em países frios, é comum adicionar um agente anticongelante, como o etilenoglicol nos radiadores de automóveis, a fim de evitar o congelamento da água. As curvas de pressão de vapor em função da temperatura para a água pura e para a soluções preparadas pela adição de 1 mol e 3 mol de etileno glicol em 1000 g de água são apresentadas abaixo: Pressão da água pura a 25 °C: P°= 23,8 mmHg Pode-se afirmar que a curva _______ é a correspondente da solução contendo 3 mols de etileno glicol e que ocorre ____________ da pressão de vapor. Calculando-se o efeito tonoscópico da adição de 3 mois de etileno glicol na água, pode-se dizer que a variação da pressão de vapor em relação ao solvente puro a 25 °C é de ___________ mmHg. Assinale a alternativa que completa as lacunas corretamente da frase acima. a) III; abaixamento; 22,56 b) III; aumento; 22,56 c) I; aumento; 22,56 d) I; abaixamento; 1,2 e) III; abaixamento; 1,2 Comentários: Pontos importantes sobre o enunciado e o trecho a ser preenchido: 1. A adição de um soluto não volátil cursa com redução da pressão de vapor, já que ele tem uma tendência a evaporar menor. 2. Quanto mais soluto adicionado mais difícil vai ser a solução evaporar, logo, menor pressão de vapor. Com isso, 3 mols de etilenoglicol reduzem mais a pressão de vapor do que 1 mol do soluto. 3. A curva III é a mais baixa das três, logo, se for traçada uma reta em uma temperatura qualquer, a pressão de vapor vai ser a menor: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 111 Com esses três pontos, tem-se o texto parcialmente completo dado por: “Pode-se afirmar que a curva III é a correspondente da solução contendo 3 mols de etileno glicol e que ocorre abaixamento da pressão de vapor. Calculando-se o efeito tonoscópico da adição de 3 mois de etileno glicol na água, pode-se dizer que a variação da pressão de vapor em relação ao solvente puro a 25 °C é de ∆p mmHg” O ∆p pode ser calculado pela relação: ∆p = p ⋅ Kt ⋅ W Em que: ∆p é o abaixamento da pressão de vapor p é a pressão do solvente puro Kt é a constante tonomérica: massa molar do solvente dividido por 1000 W = molalidade Como a massa molar da água é de 18 g/mol e tem-se 1kg de água (ou 1000 g) à pressão de 23,8 mmHg; e 3 mols de etilenoglicol, a variaçãoda pressão é dada por: ∆p = 23,8 mmHg ⋅ 18 g mol 1000 g ⋅ 3 mol 1 kg ∆p = 1,28 atm ≅ 1,2 atm Gabarito: E 33. (Mackenzie SP/2013) Em um laboratório, são preparadas três soluções A, B e C, contendo todas elas a mesma quantidade de um único solvente e cada uma delas, diferentes quantidades de um único soluto não volátil. Considerando que as quantidades de soluto, totalmente dissolvidas no solvente, em A, B e C, sejam crescentes, a partir do gráfico abaixo, que mostra a variação da pressão de vapor para cada uma das soluções em função da temperatura, é correto afirmar que, a uma dada temperatura “T”, ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 112 a) a solução C corresponde à curva I, pois quanto maior a quantidade de soluto não volátil dissolvido em um solvente, menor é a pressão de vapor dessa solução. b) solução A corresponde à curva III, pois quanto menor a quantidade de soluto não volátil dissolvido em um solvente, maior é a pressão de vapor dessa solução. c) as soluções A, B e C correspondem respectivamente às curvas III, II e I, pois quanto maior a quantidade de um soluto não volátil dissolvido em um solvente, maior a pressão de vapor da solução. d) as soluções A, B e C correspondem respectivamente às curvas I, II e III, pois quanto menor a quantidade de um soluto não volátil dissolvido em umsolvente, maior a pressão de vapor da solução. e) a solução B é a mais volátil, que é representada pela curva II. Comentários: Informações importantes concluídas do enunciado: I. Quantidade de soluto das soluções é crescente. Sendo assim, a solução C tem mais soluto do que a B e do que a A. II. Quanto mais soluto não volátil adicionado a um solvente, maior a diminuição na pressão de vapor. Sendo assim, a pressão de vapor da solução C é menor do que a B e do que a A. III. Como a solução C tem a menor pressão de vapor, ela corresponde à curva III, a solução B à curva II e a solução A à curva I. Portanto, analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Errada. Como a solução C tem mais soluto, logo, menor pressão de vapor, ela corresponde à curva III. b) Errada. Como a solução A possui menos soluto, maior a pressão de vapor, logo, ela representada pela curva I. c) Errada. As soluções A, B e C correspondem respectivamente às curvas I, II e III, pois quanto maior a quantidade de um soluto não volátil dissolvido em um solvente, menor a pressão de vapor da solução. d) Certa. As soluções A, B e C são representadas, respectivamente, pelas curvas I, II e III, já que quanto menor a quantidade de soluto não volátil, maior a pressão de vapor. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 113 e) Errada. A uma mesma pressão, a solução A, representada pela curva I, possui a menor temperatura de ebulição. Portanto, ela é a mais volátil dentre as três: Gabarito: D 34. (UEFS BA/2014) O equilíbrio entre a fase líquida e a fase vapor, em um sistema fechado, pressupõe que a velocidade de vaporização é igual à de condensação. O valor da pressão medida nessas condições corresponde à pressão de vapor de um líquido e depende da substância química que compõe o líquido e da temperatura, como mostra o gráfico que relaciona a variação da pressão de vapor do sulfeto de carbono, do metanol e da água, com a temperatura. Considerando-se essas informações, é correto afirmar: a) O sulfeto de carbono apresenta maior pressão de vapor porque é formado por moléculas polares de forma geométrica angular. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 114 b) O aumento da temperatura favorece a formação de vapor, o que aumenta a pressão interna do sistema. c) A condensação do vapor de uma substância química é um processo favorecido pelo aumento da temperatura no sistema. d) À mesma temperatura, a pressão de vapor da água é menor do que a do metanol e do sulfeto de carbono devido à sua maior volatilidade. e) As interações intermoleculares entre as moléculas no sulfeto de carbono são mais intensas do que na água, o que justifica a maior pressão de vapor a 20 °C. Comentários: Analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Errada. O sulfeto de carbono é uma molécula apolar de geometria linear, uma vez que o carbono faz 2 ligações duplas com cada enxofre. Sendo assim, o momento dipolo resultante é nulo: b) Certa. As curvas são crescentes, ou seja, com o aumento da temperatura, há o favorecimento da formação do vapor. Já que o aumento de pressão acompanha esse aumento de temperatura. c) Errada. A passagem de uma substância do vapor para o líquido (condensação) é o movimento contrário ao gráfico apresentado. Sendo assim, esse processo é favorecido pela redução da temperatura do sistema. d) Errada. Como a pressão de vapor da água é menor do que a do metanol a uma mesma temperatura, ela tem uma tendência menor a evaporar. Portanto, ela é menos volátil do que o metanol. e) Errada. Em 20 ˚C, o sulfeto de carbono tem pressão de vapor maior do que a da água, o que mostra que ele tem uma maior tendência a evaporar. Então, as interações intermoleculares entre as moléculas de CS2 são mais fracas do que na água. Gabarito: B 35. (UDESC SC/2018) Propriedades coligativas têm relação somente com a quantidade de partículas presentes, independentemente da natureza destas. Sobre esse tema, correlacione as colunas A e B. Coluna A Coluna B (1) Ebulioscopia (2) Osmometria (3) Crioscopia ( ) Ao se adicionar etilenoglicol à água dos radiadores dos carros, evita-se o congelamento, em países que nevam. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 115 ( ) Ao se adicionar sal de cozinha (NaCl) à água fervente, observa-se o cessar da fervura. ( ) Ao colocar ameixas secas em água, com o tempo, nota- se que as ameixas incham. Assinale a alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo. a) 3 – 1 – 2 b) 2 – 3 – 1 c) 1 – 3 – 2 d) 3 – 2 – 1 e) 1 – 2 – 3 Comentários: Coluna B Justificativa Coluna A Ao se adicionar etilenoglicol à água dos radiadores, evita-se o congelamento, em países que nevam. A adição de um soluto não volátil diminui a temperatura de congelamento do solvente. Essa propriedade é a crioscopia. 3 (crioscopia) Ao se adicionar sal de cozinha (NaC) à água fervente, observa-se o cessar da fervura. A adição de um soluto não volátil aumenta a temperatura de ebulição do líquido. Isso é conhecido como ebulioscopia. 1 (ebulioscopia) Ao colocar ameixas secas em água, com o tempo, nota- se que as ameixas incham As ameixas estão com solutos de maneira a ficarem mais concentradas do que a água. Sendo assim, a pressão osmótica é maior e elas puxam esse líquido. Isso se encaixa no estudo da pressão osmótica das soluções (osmetria). 2 (osmetria) Gabarito: A 36. (UEL PR/2018) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 116 (Rivane Neuenschwander, Mal-entendido, casca de ovo, areia, água, vidro e fita mágica, 2000.) O ovo consiste de casca, gema e clara. A casca é formada fundamentalmente por carbonato de cálcio; a gema, por água, lipídeos, proteína, glicose e sais minerais; a clara, basicamente, por proteína (albumina). O simples fato de inserir um ovo em um meio aquoso e depois submetê-lo ao aquecimento nos remete a alguns conceitos de química que podem ser explorados cotidianamente. Sabe-se que, se um ovo for aquecido em vinagre (4,5% de CH3COOH), a chance de trincar a casca é pequena devido à reação de _________ deixando a casca com maior elasticidade. O ovo é aumentado se colocarmos em contato com vinagre por um determinado tempo devido a um processo chamado de _________. Se um ovo próprio para consumo for inserido em águasalgada, diferentemente do que ocorre em água pura, ele flutua porque _________. Se for colocado em solução saturada de sacarose, o ovo afunda devido a um processo chamado de _________. Um ovo, com o passar do tempo, perde água de seu interior pelos poros da casca por um processo de _________. E, se colocarmos um ovo podre em água pura, ele irá _________. Assinale a alternativa que preenche correta e respectivamente as lacunas. a) CaCO3 com CH3COOH, formando acetato de cálcio e ácido carbônico; osmose; a densidade da água salgada é maior do que a da água pura; osmose; vaporização; flutuar porque sua densidade é menor que a da água. b) CaCO3 com lipídeos, formando ácido graxo e ácido carbônico; osmose reversa; a densidade da água salgada é menor que a da água pura; osmose; osmose; afundar porque sua densidade é maior que a da água. c) CaCO3 com proteína, formando aminoácido e ácido carbônico; osmose; a densidade da água salgada é menor que a da água pura; osmose; vaporização; afundar porque sua densidade é menor que a da água. d) CaCO3 com CH3COOH, formando ácido graxo e ácido carbônico; osmose; a densidade da água salgada é maior que a da água pura; osmose; osmose; flutuar, pois sua densidade é maior que a da água. e) CaCO3 com CH3COOH, formando acetato de cálcio e água; osmose reversa; a densidade da água salgada é maior que a da água pura; osmose reversa; vaporização; flutuar, pois sua densidade é maior que a da água. Comentários: Seguindo a fluidez do texto, os conceitos que aparecem são os seguintes: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 117 I. A casca do ovo fica mais elástica por conta de reação de CaCO3 com o ácido acético: CaCO3 + CH3COOH → CH3COOCa + H2CO3 Formando acetato de cálcio e ácido carbônico. Além disso, não há reação entre CaCO3 com lipídios ou proteínas. II. Quando colocado dentro de uma solução de vinagre, o ovo vai aumentar de tamanho devido à tendência de equilíbrio das pressões do meio externo com o interno (osmose). Sendo assim, a água do meio menos concentrado entra para o meio mais concentrado (o ovo). III. Como a densidade da água salgada é maior do que a da água pura, o ovo próprio para consumo, por ter densidade menor, ele flutua. IV. O ovo em uma solução saturada de glicose afunda porque ele perde a água para o meio mais concentrado (osmose). Sendo assim, o ovo tem a densidade aumentada e afunda. V. Como a casca do ovo é poroso, com o passar do tempo, ele vai perdendo água por vaporização. VI. O ovo podre é aquele que perdeu água do seu interior e ficou mais leve, então, ele é menos denso do que a água, flutuando nela. Além disso, o ovo podre possui o gás H2S, o que o ajuda a reduzir a densidade deste. Portanto, os conceitos explicados sendo substituídos pelas respectivas expressões no texto é dado por: “O ovo consiste de casca, gema e clara. A casca é formada fundamentalmente por carbonato de cálcio; a gema, por água, lipídeos, proteína, glicose e sais minerais; a clara, basicamente, por proteína (albumina). O simples fato de inserir um ovo em um meio aquoso e depois submetê-lo ao aquecimento nos remete a alguns conceitos de química que podem ser explorados cotidianamente. Sabe-se que, se um ovo for aquecido em vinagre (4,5% de CH3COOH), a chance de trincar a casca é pequena devido à reação de CaCO3 com CH3COOH, formando acetato de cálcio e ácido carbônico deixando a casca com maior elasticidade. O ovo é aumentado se colocarmos em contato com vinagre por um determinado tempo devido a um processo chamado de osmose. Se um ovo próprio para consumo for inserido em água salgada, diferentemente do que ocorre em água pura, ele flutua porque a densidade da água salgada é maior do que a da água pura. Se for colocado em solução saturada de sacarose, o ovo afunda devido a um processo chamado de osmose. Um ovo, com o passar do tempo, perde água de seu interior pelos poros da casca por um processo de vaporização. E, se colocarmos um ovo podre em água pura, ele irá flutuar porque sua densidade é menor que a da água.” Gabarito: A 37. (UniRV GO/2018) Uma prática comum em locais de difícil acesso a medicamentos é passar sal de cozinha ou açúcar em cortes superficiais ou esfoladas. Essa prática é feita para evitar infecção. A explicação científica é baseada na osmoscopia. Considerando que uma colônia de bactérias X vive numa solução de 200,0 mL com uma pressão osmótica de 3,0 até 4,0 atm a 27 °C, assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para as alternativas. Considere também que o sal de cozinha é formado apenas por cloreto de sódio e que sofre uma ionização de 100%; o açúcar é exclusivamente sacarose (C12H22O11) e desprezar variação de volume. Dado: R = 0,082 atm·L·mol–1·K–1. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 118 a) As bactérias X morrem se na solução existir uma concentração superior a 0,95% m/v de sal de cozinha. b) A quantidade mínima de açúcar na solução para permitir a sobrevivência da colônia de bactérias X é de 8,34 gramas. c) Numa pressão osmótica de 3,5 atm, a solução de sacarose tem uma concentração molar maior que a solução de sal de cozinha. d) Numa solução de açúcar de pressão osmótica de 4,0 atm a 27 °C, se a temperatura for aumentada, espera-se que a colônia de bactérias X morra. Comentários: Analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Verdadeira. Em uma solução de concentração 0,95 % m/v de NaCl (massa molar de 58,5 g/mol) possui 0,95 g de sal em 100 mL. Sendo assim, em 1 L, tem-se: 0,95 𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙 − − − − 100 𝑚𝐿 𝑥 𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙 − − − − 1 𝐿 𝑥 = 9,5 𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙 𝑒𝑚 1 𝐿 Logo, a concentração de cloreto de sódio é de 9,5 g/L. Considerando uma dissolução completa, a é igual a 1. Como tem-se 2 mols de íons, q é igual a 2. Sendo assim, o fator de Van’t Hoff é dado por: NaCl → Na+ + Cl− i = 1 + α(q − 1) i = 1 + 1(2 − 1) i = 2 À temperatura de 27 ˚C (ou 300 K) e com R igual a 0,082 atm ⋅ L ⋅ K−1 ⋅ mol−1. A pressão osmótica (pi) é dada por: π = C ⋅ R ⋅ T ⋅ i π = 9,5 g/L 58,5 g/mol ⋅ 0,082 atm ⋅ L ⋅ K−1 ⋅ mol−1 ⋅ 300 ⋅ 2 π ≅ 8 atm Como a pressão osmótica máxima, segundo o enunciado, que as bactérias conseguem resistir é de 4 atm, então, com uma concentração superior a 0,95% (m/v) de sal de cozinha essas bactérias morrem. b) Verdadeira. A quantidade mínima de sacarose (massa molar 342 g/mol) corresponde à massa necessária para atingir 3 atm, que é a pressão mínima que a colônia de bactéria vive. Sendo assim, resgatando os valores constantes utilizados no comentário da letra A e sabendo que sacarose é uma substância molecular. A concentração em mol/L (C) necessária para tal situação é dada por: π = C ⋅ R ⋅ T 3 atm = C ⋅ 0,082 atm ⋅ L ⋅ K−1 ⋅ mol−1 ⋅ 300 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 119 C = 0,1219 mol/L Como o volume é de 200 mL (ou 0,2 L), o número de mols é dado por: 0,1219 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑒 − − − − 1𝐿 𝑥 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑒 − − − − 0,2 𝐿 𝑥 = 0,0244 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑒 Se 1 mol de sacarose tem 342 g, então 0,0244 mol tem massa de: 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑒 − − − − 342 𝑔 0,0244 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑒 − − − − 𝑦 𝑔 𝑦 = 8,34 𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑒 Sendo assim, 8,34 g de sacarose são necessários para atingir uma pressão de 3 atm, condição mínima para sobrevivência da colônia de bactérias. c) Falsa. Recapitulando os mesmos dados de R, T e i utilizados nos comentários das outras alternativas, o cálculo das concentrações (C) de cada espécie é dado por: Sacarose: π = C ⋅ R ⋅ T 3,5 atm = C ⋅ 0,082 atm ⋅ L ⋅ K−1 ⋅ mol−1 ⋅ 300 Csacarose = 0,143 mol/L Cloreto de sódio: π = C ⋅ R ⋅ T ⋅ i 3,5 atm = C ⋅ 0,082 atm ⋅ L ⋅ K−1 ⋅ mol−1 ⋅ 300 ⋅ 2 CNaCl = 0,071 mol/L Sendo assim, a concentração da sacarose é maior do que a do cloretode sódio. d) Verdadeira. A solução de 4 atm já é a condição de pressão máxima que a colônia resiste. Como a pressão osmótica é diretamente proporcional à temperatura, um aumento desta desencadearia um aumento de pressão, ultrapassando esse limite. Então, haveria morte dessa colônia. Gabarito: VVFV 38. (FMSanta Casa SP/2018) O gráfico apresenta a variação do volume de glóbulos vermelhos no sangue quando imersos em soluções isotônica, hipotônica e hipertônica, não necessariamente nesta ordem. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 120 No gráfico, as soluções isotônica, hipotônica e hipertônica são, respectivamente, as soluções a) 1, 2 e 3. b) 2, 1 e 3. c) 1, 3 e 2. d) 2, 3 e 1. e) 3, 1 e 2. Comentários: Analisando o comportamento de cada solução, tem-se: Solução 1: com o passar do tempo, o volume cresce, isso indica que ela vai puxando água do meio, logo, o glóbulo vermelho está mais concentrado do que a solução. Sendo assim, a solução é hipotônica. Solução 2: o volume celular é constante, logo, o glóbulo vermelho está em um meio isotônico. Solução 3: com o passar do tempo, o volume diminui, ou seja, o glóbulo vermelho está menos concentrado do que o meio. Sendo assim, ele está em uma solução hipertônica. Solução Estado 2 Isotônica 1 Hipotônica 3 Hipertônica Gabarito: B 39. (UNESP SP/2018) A concentração de cloreto de sódio no soro fisiológico é 0,15 mol/L. Esse soro apresenta a mesma pressão osmótica que uma solução aquosa 0,15 mol/L de a) sacarose, C12H22O11 b) sulfato de sódio, Na2SO4 c) sulfato de alumínio, A2(SO4)3 d) glicose, C6H12O6 e) cloreto de potássio, KC Comentários: NaCl → Na+ + Cl− ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 121 A concentração de NaC é de 0,15 mol/L, como a proporção dos íons e do NaC é de 1:1:1, então, tem-se 0,15 mol/L de Na+ e 0,15 mol/L de C-. Como não há variação de volume, a concentração total de íons é dada pela soma, logo, tem- se: 0,15 mol L + 0,15 mol L = 0,3 mol L de íons Sendo assim, deve-se procurar a alternativa em que haja um total de 0,3 mol/L de íons a partir da solução aquosa de 0,15 mol/L. Portanto, analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Errada. A sacarose é um composto molecular, sendo assim, tem-se 0,15 mol/L de sacarose. b) Errada. A dissociação de 0,15 mol/L de sulfato de sódio é dada por: Na2SO4 → 2Na + + SO4 2− Como a estequiometria do sal e dos íons é de 1:2:1, então, tem-se 0,30 mol/L de Na+ e 0,15 mol/L de SO42-: 0,30 mol L + 0,15 mol L = 0,45 mol L de íons c) Errada. A dissociação de 0,15 mol/L de sulfato de alumínio é dada por: Al2(SO4)3 → 2Al 3+ + 3SO4 2− Como a estequiometria do sal e dos íons é de 1:2:3, então, tem-se 0,30 mol/L de A3+ e 0,45 mol/L de SO42-: 0,30 mol L + 0,45 mol L = 0,75 mol L de íons d) Errada. A glicose é um composto molecular, então, tem-se 0,15 mol/L de glicose. e) Certa. A dissociação de 0,15 mol/L de cloreto de potássio é dada por: KCl → K+ + Cl− Como a estequiometria do sal e dos íons é de 1:1:1, então, tem-se 0,15 mol de K+ e 0,15 mol/L de C-: 0,15 mol L + 0,15 mol L = 0,30 mol L de íons Gabarito: E 40. (UFU MG/2017) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 122 CARVALHO, P. M.; Montenegro, F. M. Experiências adquiridas na implementação da primeira instalação de osmose reversa acionada por painéis fotovoltaicos do Brasil. An. 3. Enc. Energ. Meio Rural, 2003. O processo de obtenção de água potável contida em um poço de água salobra é descrito na figura. Pela análise dessa figura, é possível concluir que o processo de a) dessalinização da água ocorre pela passagem da mistura na bomba DC, que retira por osmose reversa a água pura da mistura, fazendo com que a água seja depositada no tanque apropriado. b) obtenção de água pura ocorre pela passagem da mistura ao sensor de vazão, que promove uma destilação simples seguida de uma osmose reversa que promoverá o deságue da água no tanque de água potável. c) purificação da água ocorre quando ela é submetida ao módulo de osmose, que promoverá passagem espontânea da água da mistura para o recipiente de água potável. d) potabilização da água ocorre no módulo de osmose reversa que, por pressão controlada, faz com que a água da mistura passe por uma membrana semipermeável e seja depositada no tanque de água potável. Comentários: Analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Errada. Segundo a figura, o processo de dessalinização ocorre no módulo de osmose reversa, o motor na bomba DC serve para empurrar a água até o módulo. b) Errada. A osmose reversa acontece no módulo, o sensor de vazão saída serve para controlar a quantidade de água potável resultante por unidade de tempo. c) Errada. A purificação da água, nesse sistema, é resultado de uma osmose reversa, em que há uma pressão no lado de maior concentração a fim de vencer o fluxo espontâneo da osmose. d) Certa. A potabilização da água ocorre no módulo de osmose reversa, em que se controla a pressão fazendo com que a água passe por um fluxo não espontâneo. Sendo assim, a água sai do meio mais concentrado (água do mar) para o tanque de água potável através de uma membrana semipermeável. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 123 Gabarito: D 41. (USF SP/2016) O soro caseiro é uma solução aquosa que recria de forma bastante aproximada a concentração de sais e açúcares de nosso organismo. É um tratamento bastante rápido contra desidratação do organismo ocasionada, por exemplo, por infecções estomacais ou sudorese acentuada. Sua preparação é dada pela dissolução de 3,5 gramas de sal de cozinha e 20 g de açúcar comum para 1,0 L de solução. Sobre os aspectos físico-químicos do sistema preparado, observa-se que • Considere que foram utilizados exatos um litro de água (𝒅𝑯𝟐𝑶 = 𝟏, 𝟎 𝒈 · 𝒎𝑳 −𝟏) para preparação dessa solução. • Considere que o sal de cozinha é o NaC e o açúcar comum é o C12H22O11. • Dados valores de massas atômicas em g.mol–1. H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0; Na = 23,0 e C = 35,5. a) não seria possível a condução de corrente elétrica por essa solução. b) a concentração molar de sacarose é superior à concentração molar do cloreto de sódio. c) a pressão osmótica decorrente da dissolução da sacarose é superior à exercida pelo cloreto de sódio. d) a fração molar da água, no soro caseiro, é de aproximadamente 0,997. e) o título (msoluto/msolução), no soro caseiro, em sal de cozinha, é de 3,5 %. Comentários: Analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Errada. A solução possui cloreto de sódio, que, em meio aquoso libera os íons Na+ e C-, que conduzem corrente elétrica. b) Errada. O sal de cozinha, cloreto de sódio, tem massa molar de 58,5 g/mol, como tem-se 3,5 g dele, o número de mols é dado por: 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙 − − − − 58,5 𝑔 𝑥 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙 − − − − 3,5 𝑔 𝑥 = 0,06 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙 Como tem-se 1L de solução, a concentração molar de NaC é de 0,06 mol/L. Na solução, tem-se 20 g sacarose, cuja massa molar é de 342 g/mol, então, o número de mols de sacarose é: 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑒 − − − − 342 𝑔 𝑦 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑒 − − − − 20 𝑔 𝑦 = 0,06 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑒 Como tem-se 1 L de solução, a concentração molar de sacarose é de 0,06 mol/L também. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 124 c) Errada. Como a sacarose é uma espécie molecular e de 0,06 mol/L (M), a pressão osmótica (π) pode ser expressa por: π = M ⋅ R ⋅ T π = 0,06 mol L ⋅ R ⋅ T πsacarose = 0,06 ⋅ R ⋅ T atm Em que R é a constante universal dos gases e T a temperatura. Considerando uma dissoluçãocompleta do cloreto de sódio, a é igual a 1. Como tem-se 2 mols de íons, q é igual a 2. Sendo assim, o fator de Van’t Hoff é dado por: NaCl → Na+ + Cl− i = 1 + α(q − 1) i = 1 + 1(2 − 1) i = 2 Como o NaCl é possui i = 2 e concentração molar de 0,06 mol/L (M), a pressão osmótica (π) é dada por: π = M ⋅ R ⋅ T ⋅ i πNaCl = 0,06 mol L ⋅ R ⋅ T ⋅ 2 πNaCl = 0,12 ⋅ R ⋅ T atm Sendo assim, vê-se que a pressão osmótica da solução de sacarose é menor do que a de cloreto de sódio. d) Certa. De acordo com os dados encontrados nos comentários acima, tem-se que o número de mols de sacarose e de cloreto de sódio é de 0,06 mol. Sendo assim, como a água tem densidade de 1 g/mL, então a massa de 1 L (ou 1000 mL) de água é dada por: 1 𝑔 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 − −− − 1 𝑚𝐿 𝑥 𝑔 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 − −− − 1000 𝑚𝐿 𝑥 = 1000 𝑔 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 Como a massa molar da água (H2O) é 18 g/mol, então, em 1000 g de água tem-se: 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 − − − − 18 𝑔 𝑦 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 − − − − 1000 𝑔 𝑦 = 55,56 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 Sendo assim, o número de mols total (S) equivale à soma do número de mols da água com o dos solutos (sacarose e cloreto de sódio). Logo, vem: S = 0,06 mol + 0,06 mol + 55,56 mol S = 55,68 mol Portanto, a fração molar (X) de água é dada pela razão do número de mols da água sobre o número de mols total: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 125 XH2O = 55,56 mol 55,68 mol ≅ 0,997 e) Errada. Como calculado anteriormente, a massa de água é de 1000 g e tem-se 3,5 g de sal e 20 g de sacarose. Sendo assim, a massa do soluto (m) é dada por: msoluto = mágua +msacarose msoluto = 3,5 g + 20 g = 23,5 g A massa da solução é a massa da água junto com o soluto: msolução = mágua +msoluto msolução = 1000 g + 23,5 g = 1023,5 g Sendo assim, a razão dessas massas, o título (T), é dada por: T = msoluto msolução T = 23,5 g 1023,5 g = 2,23% Gabarito: D 42. (UDESC SC/2016) Quando um soluto não volátil é adicionado a um determinado solvente puro, uma solução é formada e suas propriedades físico-químicas podem ser alteradas. Este fenômeno é denominado efeito coligativo das soluções. Considere estes efeitos e analise as proposições. I. O abaixamento da pressão máxima de vapor de um líquido faz com que este tenha um maior ponto de ebulição. Tal fato é possível quando uma colher de sopa de açúcar (sacarose) é adicionada a uma panela contendo 1 litro de água, por exemplo. Este fenômeno é conhecido como ebulioscopia ou ebuliometria. II. Uma tática interessante para acelerar o resfriamento de bebidas consiste na adição de sal de cozinha ao recipiente com gelo em que elas estão imersas. Neste caso, o efeito crioscópico está presente. Considerando um número idêntico de mols de cloreto de sódio e brometo de magnésio em experimentos distintos, o efeito coligativo resultante será o mesmo, pois este independe da natureza da substância utilizada. III. A pressão osmótica do sangue humano é da ordem de 7,8 atm devido às substâncias nele dissolvidas. Desta forma, é fundamental que, ao se administrar uma determinada solução contendo um medicamento via intravenosa, a pressão osmótica deste último seja hipotônica em relação à da corrente sanguínea, sob o risco de que as hemácias possam se romper ao absorverem um excesso de partículas administradas. Assinale a alternativa correta. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 126 a) Somente a afirmativa I é Verdadeira. b) Somente as afirmativas I e III são Verdadeiras. c) Somente as afirmativas I e II são Verdadeiras. d) Somente as afirmativas II e III são Verdadeiras. e) Somente a afirmativa III é Verdadeira. Comentários: Analisando afirmativa por afirmativa, tem-se: I. Certa. Ao reduzir a pressão de vapor, há uma diminuição na tendência de o líquido evaporar, logo, ele tem maior ponto de ebulição (ebulioscopia). Essa redução na pressão de vapor decorre da adição de um soluto não volátil (açúcar por exemplo) ao solvente. II. Errada. A adição de um soluto não volátil diminui a temperatura de congelamento e esse é o efeito crioscópico. Entretanto, ele quanto mais moléculas de íons do sal, maior o efeito coligativo. No caso do cloreto de sódio, tem-se a liberação de 2 mols de íons: NaCl → Na+ + Cl− Já no caso do brometo de magnésio, tem-se a liberação de 3 mols de íons: MgBr2 → Mg 2+ + 2Br− Sendo assim, o brometo de magnésio tem efeito coligativo mais intenso do que o cloreto de sódio. III. Errada. Se a hemácia estiver num meio hipotônico, ou seja, ela está mais concentrada do que o meio. Com isso, ela puxa o líquido do meio e não as partículas administradas, podendo se romper. Gabarito: A 43. (UDESC SC/2016) As características físico-químicas, que dependem somente da quantidade de partículas presentes em solução e não da natureza destas partículas, são conhecidas como propriedades coligativas. Sobre as propriedades coligativas, analise as proposições. I. A alface, quando colocada em uma vasilha contendo uma solução salina, murcha. Esse fenômeno pode ser explicado pela propriedade coligativa, chamada pressão osmótica, pois ocorre a migração de solvente da solução mais concentrada para a mais diluída. II. Em países com temperaturas muito baixas ou muito elevadas, costuma-se adicionar etilenoglicol à água dos radiadores dos carros para evitar o congelamento e o superaquecimento da água. As propriedades coligativas envolvidas, nestes dois processos, são a crioscopia e a ebulioscopia, respectivamente. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 127 III. Soluções fisiológicas devem possuir a mesma pressão osmótica que o sangue e as hemácias. Ao se utilizar água destilada no lugar de uma solução fisiológica ocorre um inchaço das hemácias e a morte delas. A morte das hemácias por desidratação também ocorre ao se empregar uma solução saturada de cloreto de sódio. Nas duas situações ocorre a migração do solvente (água) do meio menos concentrado para o meio mais concentrado. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e II são Verdadeiras. b) Somente as afirmativas II e III são Verdadeiras. c) Somente a afirmativa III é Verdadeira. d) Somente a afirmativa II é Verdadeira. e) Somente as afirmativas I e III são Verdadeiras. Comentários: Analisando afirmativa por afirmativa, tem-se: I. Errada. A alface, quando colocada em uma vasilha contendo uma solução salina, murcha. Esse fenômeno pode ser explicado pela propriedade coligativa, chamada osmose, pois ocorre a migração de solvente da solução mais diluída para a mais concentrada espontaneamente. II. Certa. A adição de um soluto não volátil a um solvente reduz a temperatura de congelamento da solução (crioscopia). Essa adição de soluto também provoca aumento da temperatura de ebulição da solução (ebulioscopia). III. Certa. O ideal é usar uma solução com a mesma pressão osmótica do sangue para evitar os dois fenômenos descritos na afirmativa. Sendo assim, a hemácia em um meio hipotônico está mais concentrada do que este, fazendo com que ela puxe a água, aumentando de volume e rompendo. Na segunda situação, a hemácia em um meio hipertônico, ela perde água para esse meio que está mais concentrado. Então, ela murcha por desidratação e morre. Portanto, vê-se a migração da água sempre para o meio mais concentrado (osmose). Gabarito: B 44. (UNITAU SP/2015) Eritrócitos de peixes marinhos polares apresentam uma elevada osmolaridade (600 miliosmolar), se comparada à osmolaridade dos peixes marinhos de águas temperadas. Qual massa de Na2SO4 é necessária para preparar 500 mL de uma solução isotônica? Dados: Na = 23 g/mol ; S = 32 g/mol ; O = 16 g/mol a) 14,2 g b) 28,4 g ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADESCOLIGATIVAS 128 c) 42,6 g d) 56,8 g e) 71,0 g Comentários: A dissociação do Na2SO4 (massa molar de 142 g/mol) é dada por: Na2SO4 → 2Na + + SO4 2− Sendo assim, 1 mol de sulfato de sódio forma 3 mols de íons. Sendo M a concentração molar e n o número de íons, a osmolaridade (O) é dada por: O = M ⋅ n 600 miliosmolar = M ⋅ 3 mols 600 ⋅ 10−3 osmolar = M ⋅ 3 mols M = 0,2 mol/L Se em 1 L de solução tem-se 0,2 mol de sulfato de sódio, então, em 500 mL (ou 0,5 L), tem- se: 0,2 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎2𝑆𝑂4 −−−− 1𝐿 𝑥 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎2𝑆𝑂4 −−−− 0,5 𝐿 𝑥 = 0,1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎2𝑆𝑂4 Se 1 mol de sulfato de sódio tem 142 g, então, a massa de 0,1 mol é dada por: 142 𝑔 − − − − 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎2𝑆𝑂4 𝑦 𝑔 − − − − 0,1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎2𝑆𝑂4 𝑦 = 14,2 𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎2𝑆𝑂4 Gabarito: A 45. (UCS RS/2015) Se um líquido for aquecido a uma temperatura suficientemente elevada, a tendência ao escape de suas moléculas torna-se tão grande que ocorre a ebulição. Em outras palavras, “um líquido entra em ebulição quando a pressão máxima de seus vapores torna-se igual à pressão externa – que, no caso de um recipiente aberto, é a pressão atmosférica local”. No gráfico abaixo encontram-se representadas as curvas de pressão de vapor de equilíbrio para três líquidos puros distintos (aqui designados por (1), (2) e (3), respectivamente), em função da temperatura. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 129 Fonte: RUSSELL, John B. Química Geral. 2. ed., v. 1, 1994. p. 460. (Adaptado.) Considerando que os três líquidos tenham sido aquecidos até a ebulição, em um mesmo local e ao nível do mar, assinale a alternativa correta. a) A pressão de vapor de equilíbrio do líquido (1) é menor do que a dos líquidos (2) e (3), a 25 °C. b) A 30 °C, o líquido (1) é o menos volátil de todos. c) O menor ponto de ebulição está associado ao líquido (2). d) As forças intermoleculares que ocorrem no líquido (3) são mais fortes do que àquelas nos líquidos (1) e (2). e) Os líquidos (1), (2) e (3) apresentam pontos de ebulição idênticos. Comentários: Julgando os itens, tem-se: a) Errado. Para uma mesma temperatura (eixo y no gráfico), a curva 1 apresenta maiores valores de pressão de vapor do que as curvas 2 e 3. b) Errado. A 30 °C, o líquido (1) é o mais volátil, porque apresenta a maior pressão de vapor. c) Errado. O material que apresenta menor temperatura de ebulição é o mesmo que apresenta maior pressão de vapor. Quanto maior a pressão de vapor, maior a facilidade de conversão do estado líquido para o estado gasoso. d) Certo. Quanto mais volátil, maior a pressão de vapor e, consequentemente, mais fracas serão as interações intermoleculares no estado líquido. Portanto, o material 3 apresenta as forças intermoleculares mais intensas. e) Errado. Os líquidos (1), (2) e (3) apresentam diferentes pressões de vapor, portanto, apresentarão diferentes temperaturas de ebulição. Gabarito: D 46. (UFTM MG/2013) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 130 Na figura estão representadas as curvas pressão de vapor x temperatura para três solventes puros: benzeno (curva vermelha), água (curva azul) e ácido acético (curva verde). Sobre esses três solventes, é correto afirmar que a) o ácido acético apresenta a menor temperatura de ebulição a 1 atm. b) o benzeno apresenta a maior temperatura de ebulição a 1 atm. c) a água apresenta a maior temperatura de ebulição a 1 atm. d) na água ocorrem as interações intermoleculares mais intensas. e) no ácido acético ocorrem as interações intermoleculares mais intensas. Comentários: A questão apresenta três materiais que apresentam diferentes intensidades de interação intermolecular: Benzeno Dipolo induzido-dipolo induzido Água Ligação de hidrogênio Ácido acético Ligação de hidrogênio O ácido acético, além da ligação de hidrogênio, também apresenta a carbonila que aumenta a polaridade da molécula. Assim, o ácido acético apresenta interações intermoleculares mais fortes que a água. ↑ interação intermolecular ↓ pressão de vapor ↑ temperatura de ebulição A ordem crescente das pressões de vapor dos materiais são: Pbenzeno > Págua > Pácido acético Gabarito: E 47. (UNICAMP SP/2017) O etilenoglicol é uma substância muito solúvel em água, largamente utilizado como aditivo em radiadores de motores de automóveis, tanto em países frios como em países quentes. Considerando a função principal de um radiador, pode-se inferir corretamente que ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 131 a) a solidificação de uma solução aquosa de etilenoglicol deve começar a uma temperatura mais elevada que a da água pura e sua ebulição, a uma temperatura mais baixa que a da água pura. b) a solidificação de uma solução aquosa de etilenoglicol deve começar a uma temperatura mais baixa que a da água pura e sua ebulição, a uma temperatura mais elevada que a da água pura. c) tanto a solidificação de uma solução aquosa de etilenoglicol quanto a sua ebulição devem começar em temperaturas mais baixas que as da água pura. d) tanto a solidificação de uma solução aquosa de etilenoglicol quanto a sua ebulição devem começar em temperaturas mais altas que as da água pura. Comentários: O etilenoglicol é um soluto não volátil que quando dissolvido em água diminui a temperatura de congelamento, aumenta a temperatura de ebulição e diminui a pressão de vapor. Gabarito: B 48. (UFRGS RS/2018) Observe o gráfico abaixo, referente à pressão de vapor de dois líquidos, A e B, em função da temperatura. Considere as afirmações abaixo, sobre o gráfico. I. O líquido B é mais volátil que o líquido A. II. A temperatura de ebulição de B, a uma dada pressão, será maior que a de A. III. Um recipiente contendo somente o líquido A em equilíbrio com o seu vapor terá mais moléculas na fase vapor que o mesmo recipiente contendo somente o líquido B em equilíbrio com seu vapor, na mesma temperatura. Quais estão corretas? ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 132 a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas II e III. e) I, II e III. Comentários: Julgando os itens, tem-se: I. Errado. O líquido A é mais volátil que o líquido B, porque o líquido A apresenta maior pressão de vapor. Quanto maior a pressão de vapor, mais partículas gasosas saem do estado líquido e formam o estado gasoso. II. Certo. Quanto menor a pressão de vapor, maior a dificuldade da transformação líquido para vapor e, consequentemente, maior a temperatura de ebulição. III. Certo. O líquido A é mais volátil que o líquido B, porque apresenta maior pressão de vapor. Quanto maior a pressão de vapor, maior a quantidade de partículas no estado gasoso provenientes do estado líquido. Gabarito: D 49. (IFGO/2015) As panelas de pressão são muito utilizadas na cozinha, pois diminuem o tempo de cozimento dos alimentos. A ilustração a seguir mostra o interior de uma panela de pressão durante esse processo. Disponível em: <http://www.quimica.seed.pr.gov.br/modules/galeria/uploads/2/ 763paneladepressao.jpg>. Acesso em: 10 Jun. 2015. Marque V quando verdadeiro e F quando falso nas seguintes observações sobre o sistema: ( ) A temperatura de ebulição da água é menor que 100 °C, por isso atinge mais rápido o cozimento. ( ) A pressão de vapor da água com sal é menor que a pressão de vapor da água pura, por isso a temperatura de ebulição aumenta. ( ) O alimento só irá cozinhar quando a água atingir o ponto de ebulição. ( ) A válvula de pressão é a responsável por controlar a pressão no interior da panela. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 133 ( ) Em qualquer altitude,a água pura no interior da panela terá a mesma temperatura de ebulição. A sequência correta para as observações acima é: a) F, V, F, V, F b) F, V, F, F, F c) V, V, F, V, V d) V, F, V, F, F e) V, V, F, F, F Comentários: Julgando os itens, tem-se: (F) A temperatura de ebulição da água é menor que 100 °C, por isso atinge mais rápido o cozimento. A temperatura de ebulição da água dentro da panela de pressão é maior do que 100 °C, devido à dificuldade de formação de vapor em ambientes de elevada pressão. (V) A pressão de vapor da água com sal é menor que a pressão de vapor da água pura, por isso a temperatura de ebulição aumenta. Quanto maior o número de partículas dissolvidas em um solvente, maior a intensidade das forças de coesão entre as partículas e, assim, maior a temperatura de ebulição da solução. (F) O alimento só irá cozinhar quando a água atingir o ponto de ebulição. O cozimento do alimento ocorre pelo aumento da temperatura, não, necessariamente, no momento da fervura. Quanto maior a temperatura, maior a velocidade da taxa de cozimento. (V) A válvula de pressão é a responsável por controlar a pressão no interior da panela. Para pressões muito elevadas, as panelas de pressão podem estourar. Assim, a abertura da válvula tende a igualar a pressão dentro do recipiente com a pressão externa. (F) Em qualquer altitude, a água pura no interior da panela terá a mesma temperatura de ebulição. Quanto maior a altitude, menor a temperatura de ebulição de líquidos. Gabarito: A 50. (UFU MG/2014) No passado se fazia sorvete, colocando o recipiente com seu preparado líquido em outro recipiente contendo a mistura de gelo com sal. Essa técnica permitia que o sorvete se formasse, pois a) a mistura de gelo com sal chega a temperaturas menores que 0oC, resfriando o líquido do sorvete até congelá-lo. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 134 b) o gelo tem sua temperatura de congelamento aumentada pela presença do sal, resfriando o líquido do sorvete para congelá-lo. c) a temperatura de congelamento do gelo, pelo efeito crioscópico, é alterada, independentemente da quantidade de sal. d) o sal diminui a temperatura de fusão do gelo, sem, contudo, alterar seu estado físico, fazendo com que o sorvete se forme. Comentários: A dissolução de um soluto em água, diminui a temperatura de congelamento da solução. Ao misturar a água e o sal, é possível formar um sistema com temperatura inferior a 0 °C, favorecendo a formação do sorvete. Quanto maior a quantidade de sal dissolvida, menor a temperatura de congelamento. Gabarito: A 51. (UFRGS RS/2017) As figuras abaixo representam a variação da temperatura, em função do tempo, no resfriamento de água líquida e de uma solução aquosa de sal. Considere as seguintes afirmações a respeito das figuras. I. A curva da direita representa o sistema de água e sal. II. T1 = T2. III. T2 é inferior a 0 °C. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e III. e) I, II e III. Comentários: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 135 A dissolução de um soluto não volátil em água diminui a temperatura de congelamento. Uma substância pura apresenta patamar de mudança de estado físico, enquanto uma mistura apresenta intervalo de mudança de estado. Gabarito: D 52. (UNIFOR CE/2016) A osmose é a passagem espontânea de um solvente por uma membrana semipermeável, indo de uma solução menos concentrada para uma solução mais concentrada. E a pressão osmótica é a pressão externa que deve ser aplicada a uma solução mais concentrada para evitar a diluição (osmose). Adaptado: http://brasilescola.uol.com.br/quimica/pressao-osmotica.htm Qual das soluções abaixo deve apresentar maior pressão osmótica? a) 0,050 M de ácido clorídrico. b) 0,050 M de glicose. c) 0,050 M de nitrato de magnésio. d) 0,050 M de cloreto de sódio. e) 0,050 M de nitrato de potássio. Comentários: A solução que apresenta maior pressão osmótica (pressão aplicada para impedir a osmose) é aquela que apresenta a maior quantidade de partículas dissolvidas em solução. Calculando a quantidade em mol de partículas dissolvidas na solução, tem-se: Concentração da solução Concentração de cada partícula em solução Concentração total de partículas dissolvidas a) 0,050 mol/L de HC 0,050 mol/L de H+ 0,050 mol/L de Cl- 0,100 mol/L de partículas dissolvidas b) 0,050 mol/L de C6H12O6 0,050 mol/L de C6H12O6 0,050 mol/L de partículas dissolvidas c) 0,050 mol/L de Mg(NO3)2 0,050 mol/L de Mg2+ 0,100 mol/L de NO3- 0,150 mol/L de partículas dissolvidas d) 0,050 mol/L de NaC 0,050 mol/L de Na+ 0,050 mol/L de Cl- 0,100 mol/L de partículas dissolvidas e) 0,050 mol/L de KNO3 0,050 mol/L de K+ 0,050 mol/L de NO3- 0,100 mol/L de partículas dissolvidas A solução que apresenta a maior concentração de partículas dissolvidas é a solução de nitrato de magnésio e, por conseguinte, possui a maior pressão osmótica. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 136 Gabarito: C 53. (UNITAU SP/2016) O soro fisiológico, uma solução isotônica em relação aos fluídos biológicos humanos, contém cloreto de sódio 0,9% (massa/volume). Assim, a osmolaridade do plasma sanguíneo deve ser de, aproximadamente, a) 0,90 osmolar. b) 0,45 osmolar. c) 0,30 osmolar. d) 0,15 osmolar. e) 0,10 osmolar. Comentários: A osmolaridade é a concentração, em mol/L, das partículas totais dissolvidas no sistema. 0,9% (m/v) = 0,9 g/100 mL = 9g/1000 mL = 9 g/L de NaC. Sabendo que a massa molar do NaC é igual a 58,5 g/mol, calcula-se: 58,5 𝑔 − − − − 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙 9 𝑔 − − − − 𝑥 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙 x = 0,1538 mol de NaC Para cada 0,1538 mol de cloreto de sódio são formados 0,1538 mol de Na+ e 0,1538 mol de C-. A concentração total de partículas dissolvidas é igual a: 0,1538 𝑚𝑜𝑙 + 0,1538 𝑚𝑜𝑙 1 𝐿 ≈ 0,3 𝑚𝑜𝑙/𝐿 0,3 mol/L = 0,3 osmolar Gabarito: C 54. (ACAFE SC/2017) Considere soluções aquosas diluídas e de mesma concentração das seguintes soluções: 1: Mg3(PO4)2 2: K2Cr2O7 3: Na2S2O3·5H2O 4: A(NO3)3 A ordem crescente do ponto de ebulição dessas soluções é: a) 2 3 > 4 > 1 b) 2 < 4 < 1 < 3 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 137 c) 2 > 4 > 1 > 3 d) 2 3 < 4 < 1 Comentários: Para as soluções de mesma concentração, aquela que formar a maior quantidade de partículas, apresentará a maior temperatura de ebulição. Fórmula Quantidade de partículas dissolvidas por fórmula 1) Mg3(PO4)2 5 partículas: 3 Mg2+ e 2 PO43- 2) K2Cr2O7 3 partículas: 2 K+ e 1 Cr2O72- 3) Na2S2O3 · 5 H2O 3 partículas: 2 Na+ e S2O32- 4) A(NO3)3 4 partículas: 1 A3+ e 3 NO3- ↑número de partículas dissolvidas ↑ temperatura de ebulição T2 ≈ T3 < T4 < T1 Gabarito: D 55. (UDESC SC/2018) Considere as três soluções aquosas abaixo: (1) A (NO3)3 0,10 mol/L (2) FeC2 0,133 mol/L (3) Na2SO4 0,300 mol/L Assinale a alternativa que representa as informações corretas acerca das temperaturas de ebulição das soluções. a) As soluções 1 e 2 possuem pontos de ebulição iguais, e a solução 3 ponto de ebulição maior. b) A ordem crescente de ponto de ebulição é solução 1< solução 2< solução 3. c) A ordem crescente de ponto de ebulição é solução 2< solução 1< solução 3. d) A ordem crescente de ponto de ebulição é solução 3<solução2 < solução1. e) As soluções 1 e 2 possuem pontos de ebulição iguais, e a solução 3 ponto de ebulição menor. Comentários: ↑número de partículas dissolvidas ↑ temperatura de ebulição ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 138 Fórmula Quantidadede partículas dissolvidas por fórmula Concentração das partículas dissolvidas 1) A(NO3)3 4 partículas: 1 A3+ e 3 NO3- 4·0,10 = 0,40 mol/L 2) FeC2 3 partículas: 1 Fe2+ e 2 C- 3·0,133 =0,399 mol/L 3) Na2SO4 3 partículas: 2 Na+ e SO42- 3·0,300=0,900 mol/L T1 ≈ T2 < T3 Gabarito: A 56. (USF SP/2016) A adição de determinados solutos em meio aquoso muda algumas das propriedades físicas do solvente. Considere três recipientes que contenham 1,0 L de soluções aquosas com concentração molar igual a 0,5 mol/L das seguintes substâncias: I. Sacarose - C12H22O11. II. Cloreto de sódio - NaC. III. Nitrato de cálcio - Ca(NO3)2. Ao medir algumas das propriedades físicas dessas soluções, foi observado que a) a solução de sacarose apresentava pontos de fusão e ebulição superiores ao da água pura. b) a solução de cloreto de sódio apresentava ponto de congelamento inferior à solução de nitrato de cálcio. c) a solução de nitrato de cálcio é que apresentava o menor valor de pressão de vapor. d) apenas as soluções iônicas possuíam pontos de ebulição superiores ao da água pura. e) a maior variação entre os pontos de fusão e ebulição para essas substâncias será observada para a solução de sacarose. Comentários: ↑ concentração de partículas dissolvidas ↑ efeito coligativo ↑ temperatura de ebulição ↓ pressão de vapor ↓ temperatura de congelamento ↑pressão osmótica A solução de sacarose apresenta 0,5 mol/L de partículas dissolvidas. A solução de cloreto de sódio apresenta 1,0 mol/L de partículas dissolvidas (0,5 mol/L de Na+ + 0,5 mol/L de Cl-). A solução de nitrato de cálcio apresenta 1,5 mol/L de partículas dissolvidas (0,5 mol/L de Ca2+ e 1,0 mol/L de NO3-). Gabarito: C ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 139 57. (UNITAU SP/2016) A osmolaridade do plasma sanguíneo é 0,308 osmols. Uma paciente recebeu 1,5 L de solução fisiológica de NaC, com a mesma osmolaridade do plasma sanguíneo. Quantos gramas de NaC a paciente recebeu? a) 6,74 g b) 13,5 g c) 26,9 g d) 20,22 g e) 10,11 g Comentários: A osmolaridade é a medida do número de mols das partículas dissolvidas em solução por litro da solução. O número de partículas dissolvidas em 1 litro no plasma sanguíneo é de 0,308 mol. Assim para que uma solução de cloreto de sódio apresente 0,308 mol de partículas, é necessário dissolver 0,154 mol de NaC, pois cada NaC forma dois íons. Sabendo que a massa molar do cloreto de sódio é igual a 58,5 g/mol, tem-se: 58,5 g − − −− 1 mol de NaCl x g − − −− 0,154 mol de NaCl x = 9 g dissolvido em 1 litro de solução. A solução recebida pelo paciente apresenta 1,5 L, logo: 9 g − − − − 1 L y g − − − − 1,5 L y = 13,5 g dissolvido em 1,5 litros de solução. Gabarito: B 8. Considerações Finais das Aulas Uia!!! Parabéns por mais um fechamento! Lembre-se de organizar suas anotações e voltar nas revisões posteriormente. “O sucesso parece ser, em grande parte, uma questão de persistir quando os outros desistiram.” William Feather ESTRATÉGIA VESTIBULARES – PROPRIEDADES COLIGATIVAS AULA 17 – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 140 9. Referências Figura 1 – Will Keightley/Flickr. Disponível em https://www.flickr.com/photos/feverblue/28474451676/. Acesso em 10 de maio de 2019. Bibliografia @professorprazeres Folha de versão 30/01/2023 Introdução 1. Propriedades Físicas. Diagrama de Fases Pressão Máxima de Vapor Ebulição 2. Propriedades Coligativas. Tonoscopia. Ebulioscopia e Crioscopia. Análise gráfica da ebulioscopia e crioscopia. Osmoscopia. Fator de Van’t Hoff 3. Questões Fundamentais 4. Já Caiu nos Principais Vestibulares Diagrama de fases. Propriedades coligativas. 5. Gabarito Sem Comentários 6. Resolução das Questões Fundamentais 7. Questões Resolvidas E Comentadas 8. Considerações Finais das Aulas 9. Referências