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INSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO QUÍMICA ANA CLARA ANA CAROLINA BRUNA LUIZA ANNA BEATRIZ PROPRIEDADES COLIGATIVAS DAS SOLUÇÕES: Osmose e crioscopia VITÓRIA 2019 INSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO QUÍMICA ANA CLARA ANA CAROLINA BRUNA LUIZA ANNA BEATRIZ PROPRIEDADES COLIGATIVAS DAS SOLUÇÕES: Osmose e crioscopia VITÓRIA 2019 Trabalho apresentado à disciplina de química da turma v02 do Instituto Federal do Espírito Santo como requisito para avaliação. Prof.: Jorge Eduardo Martins Cassani 1. INTRODUÇÃO As soluções possuem propriedades diferentes daquelas observadas para os solventes puros. As propriedades que dependem somente da quantidade de soluto existente na solução são denominadas propriedades coligativas. Além da variação de pressão de vapor e da variação do ponto de ebulição, existem duas outras propriedades coligativas importantes: pressão osmótica e variação do ponto de congelamento (crioscopia). A pressão osmótica é a pressão exercida pelo solvente puro (ou encontrado numa solução diluída), sobre uma solução mais concentrada. A equação que permite calcular a variação da pressão osmótica é: π = MxRxTxi, onde π = pressão osmótica, M = concentração em mol/L, R = constante universal dos gases e i = fator de Van't Hoff. A crioscopia é a técnica que permite medir o abaixamento do ponto de congelamento de líquidos causado por substâncias dissolvidas, que determina propriedades físicas como a massa molecular do soluto e a concentração e pressão osmótica da solução, sendo assim está relacionada com o abaixamento do ponto de congelamento do solvente de uma solução em relação ao solvente puro. A equação que permite calcular esse abaixamento é: ΔTc = Kc x W x i, onde ΔTc = T0 (temperatura de congelamento do solvente puro) - T2 (temperatura de congelamento da solução formada), Kc = constante crioscópica do solvente, W = molalidade e i = fator de Van't Hoff. 2. OBJETIVOS Avaliar a influência do soluto nas propriedades coligativas das soluções, determinar a variação da pressão osmótica e avaliar a variação do ponto de congelamento. 3. MATERIAIS E REAGENTES Material Reagentes Béquer de 100 mL Solução 4 Molal de NaCl Tubo de ensaio Solução 0,5 Mol/L de sulfato de cobre (II) Espátula Ferrocianeto de potássio ( K₄[Fe(CN)₆] ) Bastão de vidro Sal de churrasco (sal grosso) Gral e pistilo Gelo Pisseta com água destilada 4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Na primeira parte do experimento, colocou-se cerca de 5 mL de solução de CuSO4 num tubo de ensaio e adicionou-se alguns cristais de K [Fe(CN) ] no tubo de₄ ₆ ensaio e observou-se. Na segunda parte do experimento, colocou-se 3 mL de água destilada em um tubo de ensaio e em outro tubo colocou-se 3 mL de solução 4 Molal de cloreto de sódio. Triturou-se o gelo suficiente para encher o béquer de 100 mL até metade. Acrescentou-se, então, sal grosso ao gelo (cerca de ¼ da quantidade de gelo). Colocou-se os dois tubos de ensaio na mistura de gelo e sal e observou-se. Mediu- se, então a temperatura da mistura refrigerante de gelo e sal. 5. RESULTADOS E DISCUSSÕES Na primeira parte do experimento, ao adicionar os cristais de K4[Fe(CN)6] à solução de CuSO4, observou-se que a solução apresentou uma cor avermelhada e os cristais “incharam” (formaram-se algumas vesículas). A cor avermelhada resultante dá-se pela reação de oxirredução sofrida pelo cobre. A formação das vesículas é causada porque o cristal, sendo dissolvido numa solução menos concentrada, passa pelo processo de absorção de água (onde observa-se a osmose, processo pelo qual o solvente migra do meio mais concentrado para o menos concentrado), onde, após um tempo, ter-se-á células “inchadas” (as vesículas), ou, em alguns casos, estouradas. Pode-se calcular a pressão osmótica de uma solução 1mol/L de sacarose utilizando-se da fórmula do cálculo da pressão osmótica ( π = MxRxTxi), onde, pelo soluto ser uma substância molecular, desconsidera-se o fator de van’t Hoff (i). Considerando a constante universal dos gases como 0,082 e a temperatura como 27°C (300 Kelvin). Fazendo os cáculos, π = 1x0,082x300, têm-se que a pressão osmótica exercida sobre a solução será de 24,6 atm. Na segunda parte do experimento, observou-se que, após passados algum tempo das duas soluções (de água destilada (1) pura e de cloreto de sódio dissolvido na água destilada (1)) submersas no gelo com sal (jogar sal no gelo faz com que ele derreta, porque a temperatura de fusão diminui), à aproximadamente -6°C, apenas a solução 1 sofreu o processo de congelamento. Para explicar o porquê de a solução 1 sofrer o congelamento e a 2 não, pode- se usar a fórmula que relaciona o abaixamento de temperatura com o congelamento da solução, ΔTc = Kc x W x I (Abaixamento de temperatura é igual à constante crioscópica do solvente, multiplicada pela molalidade da solução, multiplicada pelo fator de van’t Hoff). O fator de van't Hoff, nesse caso será 2, pois NaCl possuem dois íons apenas. Sabe-se, também, que a temperatura de início de congelamento da solução 1 é de 0°C (pois a água tem esse ponto de solidificação). Fazendo-se assim as contas, ΔTc = 1,86 x 4 x 2 + 0, têm-se que a temperatura de início de congelamento da solução 2 será de -14,88°C. Sendo assim, na temperatura de -6°C, a solução 2 não congelará, pois ela precisará de uma temperatura menor ainda para tal feito, já a solução 1 congelará, pois já terá passado de seu ponto de solidificação. 6.CONCLUSÃO Os resultados foram alcançados através do experimento que avaliou a influência do soluto presente nas propriedades coligativas das soluções. De acordo com os resultados obtidos, conclui-se que a temperatura de congelamento (medida com o termômetro de laboratório) tem uma tendência a ser menor, à medida que é adicionado soluto. Vale ressaltar que quaisquer erros no resultado devem ser atribuídos a falhas humanas. O objetivo proposto anteriormente fora alcançado, pôde-se analisar a variação da pressão osmótica. Como exemplos, temos o fato das hemácias incharem até explodir quando colocadas em água pura e como as carnes salgadas em calda não estragam com facilidade. No caso das hemácias isso acontece porque, por osmose, as mesmas vão absorver a água buscando um equilíbrio osmótico, já que estão em um meio hipertônico em relação à água pura (meio hipotônico). Com as carnes, o que acontece é que os micróbios acabam morrendo desidratados quando tentam se instalar no alimento, justamente pois o mesmo está em um meio mais concentrado e necessita, portanto, absorver a água presente nos microorganismos, buscando um equilíbrio osmótico. 7.REFERÊNCIA LISBOA, Julio Cesar Foschini (org.). Química. Vol. 2. Coleção Ser Protagonista. 3ª ed. São Paulo: Edições SM, 2016. https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-crioscopia.htm https://www.infoescola.com/quimica/propriedades-coligativas/ https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/pressao-osmotica.htm https://www.terra.com.br/noticias/ciencia/voce-sabia-por-que-o-sal-faz-o-gelo- derreter,8655398bedbbb369f5f16c7cf95bd1c167t38fae.html http://educacao.globo.com/fisica/assunto/termica/mudancas-de-estado.html
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