Módulo 6

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PROPRIEDADES COLIGATIVAS
1. EFEITOS COLIGATIVOS PARA SOLUTOS NÃO VOLÁTEIS DE NATUREZA MOLECULAR (NÃO ELETROLÍTICA) E IÔNICA (ELETROLÍTICA)
Recordando que propriedades coligativas dependem unicamente do número de partículas do soluto, analisaremos agora dados experimentais de duas soluções, nas mesmas condições de temperatura e pressão e de mesma concentração, 1 mol/L; uma de natureza molecular e outra iônica ou eletrolítica.
A adição do soluto não volátil, glicose ou NaCl ao solvente água, diminui, em ambas, a pressão máxima de vapor. Percebemos que o abaixamento da pressão de vapor da solução de NaCl (1,12 mmHg) é o dobro do efeito correspondente da solução de glicose (0,56 mmHg).
Por que?
Em 1 litro de solução de glicose há 1 mol de moléculas não ionizadas e nem dissociadas.
Porém, pelo fato do NaCl se dissociar:
NaCl(s) ( Na+(aq) + Cl-(aq)
em 1 litro de solução de NaCl há 1 mol de cátions Na+(aq) e 1 mol de ânions Cl-(aq), totalizando 2 mols de íons dissociados.
Portanto, cada litro de solução de NaCl possui o dobro de partículas de soluto, em relação a igual volume de glicose. Este fato justifica.
Como os efeitos coligativos são diretamente proporcionais ao número de partículas do soluto, fica justificado o fato de a solução de NaCl apresentar o dobro (1,12 mmHg) de abaixamento da pressão de vapor em relação à solução de glicose (0,56 mmHg).
Conclusão:
2. FATOR DE CORREÇÃO DE VAN'T HOFF
Pela análise que acabamos de fazer na comparação de duas soluções, uma molecular e outra iônica de mesma concentração molar, o efeito coligativo iônico será "i vezes" maior que o efeito coligativo molecular em que o "i" é chamado fator de Van't Hoff.
3. CÁLCULO DO FATOR DE VAN'T HOFF
Segundo experiências realizadas pelo alemão Jacobus Hendricus Van't Hoff, o valor de "i" é dado pela expressão matemática:
i = 1 + ((q - 1)
Onde:
( 
é o grau de ionização para ácidos ou dissociação para bases e sais.
Para soluções moleculares que não sofrem ionização o "(" é igual a zero.
Exemplo: 
para ( = 0:
i = 1 + ((q - 1)
i = 1 + 0(q - 1)
i = 1
valor mínimo
para ( = 100% ou ( = 1:
i = 1 + ((q - 1)
i = 1 + 1(q - 1)
i = 1 + q - 1
i = q
valor máximo
q 
Qual o significado do "q"
O fator "q" indica o número total de íons gerados na ionização do ácido ou dissociação da base ou do sal.
Exemplos: 
Ácido:
HCl(l) 1 H+(aq) + 1 Cl-(q)
( q = 2
H2SO4(l) 2 H+(aq) + 1 SO42-(aq)
( q = 3
Base:
NaOH(s) 1 Na+(aq) + 1 OH-(aq)
( q = 2
Mg(OH)2(s) 1 Mg2+(aq) + 2 OH-(aq)
( q = 3
Sal:
FeCl3(s) Fe3+(aq) + 3 Cl-(aq)
( q = 4
Al2(SO4)3(s) 2 Al3+(aq) + 3 SO42-(aq)
( q = 5
EXERCÍCIO RESOLVIDO
(UEL-PR) Admita que uma solução aquosa contém BaI2 com grau de dissociação igual a 100%. O fator de Van't Hoff (i), utilizado nos cálculos envolvendo as propriedades coligativas dessa solução, vale:
a) 3,0
b) 2,5
c) 2,0
d) 1,5
e) 1,0
RESOLUÇÃO:
BaI2(s) 1 Ba2+(aq) + 2 I-(aq)
( q = 3
q = 2
( = 100% = 1
i = 1 + ((q - 1)
i = 1 + 1(3 - 1)
i = 1 + 3 - 1
i = 3
RESPOSTA = A
4. 1ª PROPRIEDADE COLIGATIVA: TONOSCOPIA OU TONOMETRIA
É a principal propriedade coligativa.
Estuda as alterações que o soluto provoca na pressão máxima de vapor do solvente.
Observe o experimento abaixo:
Ao se dissolver em 1 litro de água 1 mol de glicose, as moléculas de glicose se distribuem uniformemente por toda a solução e dificultam a vaporização das moléculas de água.
Ao diminuir a vaporização da água, diminuem a pressão máxima de vapor da água de 31,82 mmHg para 31,26 mmHg à temperatura de 30ºC.
Observamos portanto que, a solução é menos volátil que a do solvente puro constituindo isso o ponto central para as outras propriedades coligativas, ou seja:
A diminuição da volatilidade da solução e o abaixamento da pressão máxima de vapor do líquido fazem com que o solvente apresente maior dificuldade em congelar e para entrar em ebulição como veremos adiante.
Conclusão:
A TONOSCOPIA estuda o abaixamento da pressão máxima de vapor de um solvente puro, provocado pela adição de um soluto não volátil
Graficamente:
O efeito da tonoscopia pode ser verificado por meio de gráficos que mostram o abaixamento da pressão de vapor de um solvente provocado pela adição de um soluto não volátil.
Para uma mesma temperatura (30ºC) a água pura possui maior valor para a pressão de vapor. Ao contrário, a solução, por ter partículas de glicose dissolvidas, apresenta menor pressão de vapor.
Observe no gráfico abaixo que:
 O quanto que as moléculas do soluto diminuem a pressão máxima de vapor do solvente foi estudado pelo químico francês François Raoult, no final do século XIX.
LEI DE RAOULT
O abaixamento da pressão máxima de vapor ((P) de um líquido, provocado pela presença de um soluto não-volátil (efeito tonoscópico), é diretamente proporcional à MOLALIDADE (W) da solução.
Observação:
EXERCÍCIO RESOLVIDO
(FEI-SP) Calcule a pressão de vapor a 30ºC de uma solução de cloreto de sódio, contendo 10,0g de NaCl e 250,0g de água. Admita o cloreto de sódio completamente dissociado (pressão máxima de vapor de água a 30ºC = 31,8 mmHg).
RESOLUÇÃO:
CÁLCULO DO FATOR DE VAN'T HOFF DO NACl
i = 1 + ((q - 1)
i = 1 + 1(2 - 1)
i = 2
CÁLCULO DA PRESSÃO DE VAPOR DA SOLUÇÃO
Pela fórmula da tonometria, temos:
em que: 
Sendo: 
M1 = mol do soluto (NaCl) = 58,5g
M2 = mol do solvente (H2O) = 18,0g
Portanto:
5. 2ª PROPRIEDADE COLIGATIVA: CRIOSCOPIA OU CRIOMETRIA
A adição de um soluto não volátil a um solvente faz com que o solvente apresente maior dificuldade para congelar. Inicialmente congela o solvente puro. À medida que o solvente vai-se solidificando, a solução líquida vai ficando mais concentrada e a temperatura de início de congelação vai diminuindo.
Na experiência abaixo, realizada ao nível do mar, notamos que a dissolução de 1 mol de glicose em 1Kg de água (1 molal) provocou a diminuição na temperatura de congelação da água pura de 0ºC para -1,86ºC.
O abaixamento da temperatura de congelação denomina-se efeito crioscópico ((tc). A crioscopia estuda o abaixamento na temperatura de congelação de um solvente provocado pela adição de um soluto não volátil.
François-Marie RAOULT (1830-1901)
Físico-químico francês pesquisou a relação entre o efeito crioscópico e a concentração de uma solução.
LEI DE RAOULT
O abaixamento da temperatura de congelação de um líquido, provocado pela presença de um soluto não-volátil (efeito crioscópico), é diretamente proporcional à molalidade (W) da solução.
	Propriedade coligativa
	Solução molecular
	Solução iônica
	crioscopia
	(tc = KcW
	(tc = KcWi
 
EXERCÍCIO RESOLVIDO
(UEL) Nos radiadores de automóveis, em países de clima frio, utiliza-se como "anticongelante" uma mistura de água e etilenoglicol (C2H4(OH)2) na proporção, em massa, de 50%. Admitindo-se válida a lei de Raoult para essa concentração, até que a temperatura (negativa) estará protegido o motor do automóvel no inverno rigoroso?
Dados:
Constante crioscópica da água = 1,86ºC.kg.mol-1
Massa molar do etilenoglicol = 62g/mol
RESOLUÇÃO:
Dados:
m1 = 50g
m2 = 50g
M1 = 62g
Kc = 1,86
RESPOSTA = D
Nota-se que existe uma relação entre o número de mol de partículas do soluto dissolvidas e as variações na pressão máxima de vapor bem como na temperatura de congelação do solvente.
Quanto maior a quantidade de partículas dissolvidas, menor será o seu ponto de congelamento.
Observe o esquema a seguir:
6. DETERMINAÇÃO DA MASSA MOLECULAR DO SOLUTO
Através da fórmula,
podemos calcular a massa molar do soluto (M1).
É o chamado método criométrico de determinação de massas moleculares.
7. APLICAÇÕES DA CRIOSCOPIA
1º. Nos países de inverno rigoroso, espalham-se nas estradas, sais; 23% de NaCl + 77% de gelo constitui uma mistura eutética que funde à temperatura constante de -22ºC.
Outra mistura interessante é 59% de CaCl2 . 6H2O + 41% de gelo cuja temperatura de fusão é -55ºC.
Nas estradas, nos aeroportos, como a mistura de sal e neve está acima de-22ºC, ela derrete e o líquido formado escorre desobstruindo as vias públicas.
A temperatura de uma mistura de gelo e sal pode cair para - 22ºC.
2°. Um carro, parado ao relento durante uma noite de inverno rigoroso, a água do radiador poderá solidificar-se, arrebentando o próprio radiador ou outras partes de arrefecimento. Para evitar que isso aconteça, costuma-se adicionar etilenoglicol (CH2OH - CH2OH) a água do radiador.
3º. O sorvete precisa de uma temperatura muito baixa, cerca de -17,7ºC ou menos. Fabricados em tanques que giram dentro de uma solução aquosa de salmoura (NaCl + água), a temperatura da água diminui, permanecendo inicialmente no estado líquido, o que permite a fabricação do sorvete.
8. ATIVIDADES
01. (UNESP) O abaixamento relativo da pressão de vapor de um solvente, resultante da adição de um soluto não volátil, depende do número de partículas dissolvidas na solução resultante. Em quatro recipientes, denominados A, B, C e D, foram preparadas, respectivamente, soluções de glicose, sacarose, uréia e cloreto de sódio, de forma que seus volumes finais fossem idênticos, apresentando composições conforme especificado na tabela:
Com base nas informações fornecidas, é correto afirmar que:
a) 
todas as soluções apresentam a mesma pressão de vapor.
b) 
a solução de sacarose é a que apresenta a menor pressão de vapor.
c) 
a solução de cloreto de sódio é a que apresenta a menor pressão de vapor.
d) 
a solução de glicose é a que apresenta a menor pressão de vapor.
e) 
as pressões de vapor das soluções variam na seguinte ordem: uréia = cloreto de sódio > glicose.
02. (UEL PR) Na mesma condição de pressão foram preparadas as seguintes soluções. Em um béquer (béquer 1) foram adicionados 1 kg de água e 1 mol de sacarose (C12H22O11). A mistura foi agitada dando origem a uma solução 1. Em outro béquer (béquer 2) foram adicionados 1 kg de água e 1 mol de cloreto de sódio (NaCl). A mistura foi agitada dando origem a uma solução 2. E m outro béquer (béquer 3) foram adicionados 1 kg de água e 1 mol de glicose (C6H12O6). A mistura foi agitada dando origem a uma solução 3.
Com relação às soluções contidas nos béqueres 1,2 e 3 é correto afirmar:
a) 
A diminuição do ponto de congelamento do solvente na solução 1 é maior que na solução 3.
b) 
O aumento do ponto de ebulição do solvente na solução 2 é menor que na solução 1.
c) 
A diminuição da pressão de vapor do solvente da solução 2 é duas vezes maior que da solução 1.
d) 
A diminuição da pressão de vapor do solvente da solução 2 é igual ao da solução 3.
e) 
O aumento do ponto de ebulição do solvente da solução 1 é duas vezes maior que da solução 3.
03. (UEM PR) Assinale o que for correto.
(01) 
Um líquido ferve (entra em ebulição) à temperatura na qual a pressão máxima de vapor se iguala (ou excede) à pressão exercida sobre sua superfície, ou seja, à pressão atmosférica.
(02) 
Tonoscopia ou tonometria é o estudo da diminuição da pressão máxima de vapor de um solvente, provocada pela adição de um soluto não-volátil.
(04) 
À mesma temperatura, uma solução aquosa 0,01 Mol/L de hidróxido de magnésio possui menor pressão de vapor do que uma solução aquosa 0,001 Mol/L de hidróxido de sódio.
(08) 
Considerando que o álcool etílico possui uma pressão de vapor de 43,9 mmHg (a 20°C) e o éter etílico de 442,2 mmHg (a 20°C), pode-se afirmar que o álcool etílico é mais volátil.
(16) 
Crioscopia é o estudo do abaixamento do ponto de congelamento de uma solução, provocado pela presença de um soluto. volátil. 
SOMATÓRIA = _____
04. (PUC MG) Certas propriedades físicas de um solvente, tais como temperatura de ebulição e de solidificação, são alteradas quando nele dissolvemos um soluto não-volátil. Para se verificar esse fato, quatro sais distintos foram dissolvidos em frascos contendo a mesma quantidade de água, formando as soluções I, II, III e IV, como indica o esquema a seguir:
Assinale a alternativa que apresenta soluções em ordem CRESCENTE de abaixamento da temperatura de solidificação.
a) 
IV < I < III 
b) 
III < I < II < IV 
c) 
IV < II < I < III
d) 
III < II < I < IV
05. (UCB-DF) Em regiões onde o inverno é rigoroso, são encontradas algumas espécies de borboletas que produzem substâncias causadoras de um efeito coligativo nos seus fluidos corporais, permitindo assim que elas não se congelem e consigam sobreviver. A respeito dos efeitos coligativos, sabe-se que, quando comparados à mesma temperatura e pressão, estes dependem unicamente do número de partículas do soluto não-volátil e não da natureza do soluto. Baseando-se nessas informações e com relação às propriedades coligativas, julgue os itens a seguir, identificando a(s) alternativa(s) correta(s).
( )
O efeito coligativo que evita a morte, por congelamento, das borboletas é denominado crioscopia (efeito crioscópico).
( ) 
O abaixamento da pressão de vapor em soluções diluídas é diretamente proporcional à concentração do soluto.
( ) 
Soluções aquosas concentradas evaporam mais rapidamente do que a água pura.
( ) 
Um soluto não-volátil aumenta o ponto de congelamento de um solvente.
( ) 
Um líquido entra em ebulição quando sua pressão de vapor se iguala à pressão externa.
a) 
V,V,F,F,V
b) 
V,V,F,V,V
c) 
F,V,F,F,V
d) 
F,V,V,F,F
e) 
V,V,F,F,F
GABARITO
01. C
02. C
03. 23
04. C
05. A
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