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11/11/2013 1 PROPRIEDADES COLIGATIVAS Profª Msc. Mayara Silva • Porque adiciona-se à água do radiador dos automóveis o etilenoglicol??? • Em países quentes - eleva a temperatura de ebulição da água (evita q o carro aqueça) • Nos países que apresentam inverno muito rigoroso - diminui a temperatura de congelamento da água. P R O P R I E D A D E S C O L I G A T I V A S • São propriedades físicas das soluções que dependem do número de partículas de um soluto não-volátil na solução, e não da natureza dessas partículas. – Tonoscopia ou tonometria; – Ebulioscopia ou ebuliometria; – Crioscopia ou criometria; – Osmometria. • Estão relacionadas com a pressão máxima de vapor das soluções (PMV) Pressão máxima de vapor • É a pressão exercida pelos vapores saturantes, quando estão em equilíbrio dinâmico com o líquido em ebulição. 11/11/2013 2 Pressão máxima de vapor Líquidos diferentes, numa mesma temperatura, apresentam diferentes pressões máximas de vapor, as quais dependem da intensidade das forças intermoleculares da substância no estado líquido. A pressão exercida pelo vapor em equilíbrio com o líquido chama-se pressão máxima de vapor. • Para a maioria dos sólidos a pressão máxima de vapor é desprezível • Quando um líquido é aquecido, a energia cinética média das suas moléculas aumenta, o que facilita a passagem para o estado de vapor, ou seja a Temperatura influencia a pmv. P r e s s ã o m á x i m a d e v a p o r • Quanto mais volátil um líquido, maior a pressão de vapor que ele exerce numa mesma temperatura; 11/11/2013 3 P r e s s ã o m á x i m a d e v a p o r E B U L I O S C O P I A O U E B U L I O M E T R I A • O cozimento dos alimentos depende da temperatura, por isso utiliza-se a panela de pressão para aumentar a temperatura de ebulição da água, consequentemente os alimentos cozinham mais rápido! Diagrama de fases • Equilíbrio entre fases • Ponto triplo 11/11/2013 4 D i a g r a m a d e f a s e s TONOSCOPIA OU TONOMETRIA • É o estudo da diminuição da pressão máxima de vapor de um solvente, provocada pela adição de um soluto não-volátil. Tonoscopia ou tonometria T O N O S C O P I A O U T O N O M E T R I A • O abaixamento relativo de pressão de vapor é proporcional à molalidade da solução. (Lei de Raoult) W 1000 m M 1 2 . m . 1 1000 M2 tK p p0 K t . 1000 m M 1 2 . m . 1 • ΔP = P0-P (diminuição da pressão de vapor) • P0 = pressão de vapor do solvente puro • Kt = constante tonoscópica • W = molalidade p p0 K t W . 11/11/2013 5 T o n o s c o p i a - E x e m p l o (UFPA) Considere uma solução contendo 17,1 g de sacarose (PM = 342) em 180 g de água (PM = 18). A pressão de vapor dessa solução a 20 ºC, em atm, é: (Dado: Pv (H2O) a 20 ºC = 17,5 mm Hg) Solução: a) 0,001 b) 0,023 c) 0,500 d) 17,400 e) 19,500 ) . .1000 ).( 1000 ( 12 12 0 Mm mM P P ) 342.180 1,17.1000 ).( 1000 18 ( 0 P P 005,0 5,17 5,17 P 005,0 0 P P WK P P t . 0 mmHgP 41,17 EBULIOSCOPIA OU EBULIOMETRIA • É a elevação da temperatura de ebulição de um líquido causado pela dissolução de um soluto não-volátil. E B U L I O S C O P I A O U E B U L I O M E T R I A • Em uma solução diluída de um soluto qualquer, não-volátil e não-iônico, a elevação da temperatura de ebulição é diretamente proporcional à molalidade da solução. (Lei de Raoult) Te K e W . . 1000 m M 1 2 . m . 1 K e Te 1000. LV R.T2 e K • ΔTe = elevação da temperatura de ebulição • Ke = constante ebulioscópica • W = molalidade • LV = calor latente de vaporização E b u l i o s c o p i a - E x e m p l o (MACK-SP) 12,0 g de uma substância X, dissolvida em 500 g de água, sob pressão normal, entra em ebulição a 100,12 ºC. A massa molecular de X é: (Dado: constante ebulioscópica da água = 0,52 ºC mol–1.kg) a) 52 b) 41,6 c) 24 d) 104 e) 12,47 Solução: WKT ee . 1M. . . 2 11000 m m KT ee 1M. ,. .,),( 500 0121000 52010012100 120500 0121000520 1 ,. ,.., M molg /M1 104 11/11/2013 6 CRIOSCOPIA ou CRIOMETRIA • É o estudo da diminuição da temperatura de congelamento de um líquido causado pela dissolução de um soluto não volátil. C R I O S C O P I A o u C R I O M E T R I A • Em uma solução diluída de um soluto qualquer, não-volátil e não-iônico, a diminuição da temperatura de fusão é diretamente proporcional à molalidade da solução. (Lei de Raoult) . 1000 m M 1 2 . m . 1 K c TC 1000.Lf R.T2 c K • ΔTC = diminuição da temperatura de fusão • KC = constante crioscópica • W = molalidade • Lf = calor latente de fusão TC K c W . C r i o s c o p i a - E x e m p l o (FEI-SP) A temperatura de solidificação de uma solução que contém dissolvido 0,5 mol de um composto molecular em 1.500g de benzeno é: (Dados: T.F. do benzeno: 5,5ºC; constante crioscópica do benzeno: 5,1ºC.molal-1) a) 0ºC b) 1,7ºC c) 3,8ºC d) -1,7ºC e) 7,2ºC Solução: WKT cc . 2 1.1000. m n KT cc 5001 50 1555 , , .,, T 7155 ,, T CT º,83 O b s e r v a ç ã o 11/11/2013 7 OSMOSE Osmose é a passagem do solvente do meio menos concentrado para o mais concentrado, por meio de uma membrana semipermeável. •Tipos de membrana: permeável; semipermeável; impermeável. As usinas de dessalinização em Abu Dhabi também produzem eletricidade O S M O M E T R I A • Pressão osmótica (π) é a pressão externa que deve ser aplicada a uma solução para evitar sua diluição (osmose). A pressão osmótica (π) está relacionada com a molaridade da solução (M) e com a temperatura na escala Kelvin (T), da seguinte maneira: TRM .. TRnV ... 1 C om pa ra nd o A e B • Quando comparamos as pressões osmóticas A e B de duas soluções, podemos classificá-las em: • A = B soluções isotônicas • A > B solução hipertônica • A < B A é hipotônica em relação a solução B “A imaginação é mais importante que a ciência, porque a ciência é limitada, ao passo que a imaginação abrange o mundo inteiro.” (Albert Einstein)
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