Concentração e Propriedades das Soluções

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Unidades de concentração
Molaridade: número de moles de soluto por litro de solução (mol L-1 ou M).
Molalidade: número de moles de soluto por quilograma de solvente (mol kg-1, m)
Massa percentual: massa de um componente expressa em percentagem da massa total 
(%)
Volume percentual: volume de um componente expresso em percentagem do volume 
total (%)
Fração molar (X): número de moles de um componente relativamente ao número total de 
moles.
Partes por milhão em volume: volume em microlitros por litro de amostra (ppm).
Partes por milhão emmassa: massa em miligramas por quilograma de amostra (ppm).
Soluções
Soluções
Diluição de soluções
Diluição: processo de preparação de uma solução menos concentrada a partir de uma
mais concentrada.
O processo de diluição apenas diminui a concentração. O número de moles continua 
igual. 
Duas soluções de KMnO4 de concentrações diferentes.
nomoles de soluto antes da diluição = no de moles depois da diluição
Ou seja: Mi Vi = Mf Vf
Soluções
Propriedades eletrolíticas
Todos os solutos que se dissolvem em água podem ser classificados em duas categorias:
� Eletrólitos: substâncias que quando dissolvidas em água, resultam em soluções que
conduzem a corrente elétrica
� Não-eletrólitos: substâncias que quando dissolvidas em água, resultam em soluções
que não conduzem a corrente elétrica.
https://www.youtube.com/watch?v=1XWnovm6JLs
Eletrólitos: 
� Fortes: o soluto está completamente dissociado nos seus íons na solução.
� Fracos: o soluto não está completamente dissociado na solução.
Soluções
Soluções
Propriedades coligativas de não-eletrólitos
Propriedades coligativas: propriedades que dependem apenas do número de partículas
de soluto, independentemente de serem átomos, íons ou moléculas.
� Abaixamento da pressão de vapor
� Elevação do ponto de ebulição
� Diminuição do ponto de fusão
� Pressão osmótica
Soluções
Abaixamento da pressão de vapor
� Para solutos não voláteis, a pressão de vapor da solução é menor que a pressão de 
vapor do solvente (puro).
Pressão de vapor da solução dependerá da [soluto] na solução: Lei de Raoult:
A pressão de vapor de um solvente numa solução , P1, é dada pela pressão de vapor do 
solvente puro, P1
o, multiplicado pela fração molar do solvente na solução.
A diminuição na pressão de vapor é diretamente proporcional à concentração do soluto (2), 
expressa em fração molar (X2).
Soluções
� Para solutos voláteis, a lei de Raoult é dada por:
Dependência das pressões parciais do 
benzeno e do tolueno em função das suas
frações molares a 80 oC.
A solução diz-se ideal porque obedece à lei 
de Raoult.
Soluções
� Se as forças intermoleculares entre A e B 
são menores que as forças
intermoleculares de A entre si e de B 
entre si, então haverá uma maioria
tendência destas moléculas escaparem
da solução. 
A pressão de vapor na solução é superior 
à soma das pressões de vapor prevista
pela lei de Raoult: desvio positivo
A maioria das soluções não tem um comportamento ideal:
Soluções
� Se as forças intermoleculares entre A e B 
são maiores que as forças
intermoleculares de A entre si e de B 
entre si:
A pressão de vapor na solução é inferior 
à soma das pressões de vapor prevista
pela lei de Raoult: desvio negativo
Soluções
Elevação do ponto de ebulição
Ponto de ebulição: temperatura à qual a sua pressão de vapor iguala à pressão atmosférica.
A presença de um soluto não volátil baixa a pressão de vapor → alteração do ponto de 
ebulição.
Diagrama de fase, ilustrando a elevação do 
ponto de ebulição e a diminuição do ponto
de fusão em soluções aquosas.
Soluções
A elevação do ponto de ebulição, ∆Tb, é dada por:
∆Te = Te - Teo
Te > Te
o ∆Te > 0
Sendo ∆Te é proporicional ao abaixamento da pressão de vapor, será também
proporcional à concentração (molalidade) da solução:
∆∆∆∆Te = Kem
m = molalidade
Ke = constante molal de elevação do ponto de ebulição ou constante ebulioscópica. 
Unidades: oC/m
Soluções
Diminuição do ponto de fusão
A dimuição do ponto de fusão, ∆Tf, é dada por:
∆Tf = Tfo -Tf
Tf
o > Tf ∆Tf > 0
∆Tf é proporcional à concentração (molalidade) da solução:
∆∆∆∆Tf = Kfm
m = molalidade
Kf = constante molal de diminuição do ponto de fusão ou
constante crioscópica. Unidades: oC/m
Soluções
Kb ≡ Ke
Soluções
Exemplos de anticongelantes:
NaCl
Metanol
Etileno glicol (altamente tóxico)
Propileno glicol
Glicerol
Soluções
Pressão osmótica
Osmose: passagem selectiva de moléculas de solvente através de uma membrana
semipermeável, a partir de uma solução diluída para uma mais concentrada.
Pressão osmótica (pipipipi): é a pressão requerida para parar o processo de osmose. 
Soluções
A pressão osmótica é dada por: 
pipipipi = MRT Equação de van’t Hoff
M = molaridade
R = Constante dos gases (0.0821 L atm/K mol)
T = Temperatura absoluta
Soluções com igual concentração são isotônicas: têm a mesma pressão osmótica.
Soluções com diferentes concentrações: 
� hipertônicas: solução mais concentrada.
� hipotônicas: mais diluída.
Soluções
Osmose reversa ou inversa: quando a pressão aplicada é superior à pressão osmótica. 
A transferência de solvente é invertida: remoção do solvente. 
Utilizada na dessalinização
Soluções
Determinação da massa molar usando as propriedades coligativas
Qualquer propriedade coligativa pode ser usada para este fim. No entanto, na prática, a 
diminuição do ponto de fusão e a pressão osmótica são as mais usadas devido a terem
variações maiores.
A determinação é feita pela determinação experimental da diminuição do ponto de fusão
ou da pressão osmótica que permite o cálculo da molalidade ou molaridade, 
respectivamente,
Soluções
Propriedades coligativas de soluções eletrolíticas
Propriedades coligativas dependem do número total de partículas de soluto em
solução.
Solução 0.1 m NaCl: tenho o dobro das partículas em solução: propriedades coligativas
deverão ser o dobro relativamente a uma solução de não-eletrólito (sucrose).
Factor de van’t Hoff (i):
i = 
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Exemplos: Não-eletrólitos: i= 1
NaCl: i = 2
CaCl2: i=3
∆∆∆∆Te= iKem ∆∆∆∆Tf = iKfm pipipipi = iMRT
Soluções
Para concentrações altas, existe a possibilidade da formação de pares iônicos, devido ao
aumento das forças eletrostáticas, diminuindo assim o número de partículas em solução
e, consequentemente, i.