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QUÍMICA Prof ª. Giselle Blois Soluções e Substâncias Inorgânicas Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica - Parte 2 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica As PROPRIEDADES COLIGATIVAS são propriedades que se originam a partir da presença de um soluto não-volátil e um solvente. - Tonoscopia; - Ebulioscopia; - Crioscopia; - Osmoscopia. Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica TONOSCOPIA OU TONOMETRIA É a propriedade coligativa que ocasiona a diminuição ou o abaixamento da pressão máxima de vapor do solvente, quando a ele se adiciona um soluto não-volátil. Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica Ao adicionarmos um soluto não-volátil a um solvente há um aumento no tempo para começar a evaporar, já que há a diminuição da pressão de vapor. Exemplo de pressão de vapor da água pura e em solução: - Água pura (25°C) = Pv=23,76mmHg - Solução 1mol/L de glicose (25°C) = Pv=23,34mmHg - Solução 1mol/L de sacarose (25°C) = Pv=23,34mmHg Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica Importante: A pressão de vapor de um solvente puro sempre será maior do que a pressão de vapor de uma solução. Quanto maior a quantidade de partículas em uma solução, menor será a sua pressão de vapor. Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica Fonte: Alunos Online. Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica Ebulição dos Líquidos Puros O fenômeno físico onde uma substância passa do estado líquido para gasoso é a vaporização. Há três tipos de vaporização: - evaporação - ebulição - calefação Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica - Evaporação: acontece na superfície do líquido. É uma vaporização lenta. - Ebulição: acontece no interior do líquido. É uma vaporização mais turbulenta, com formação de bolhas. - Calefação: é uma passagem muito rápida do estado líquido para vapor. Quase que instantânea. Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica * No momento em que a pressão de vapor é igual a pressão atmosférica o líquido entra em ebulição. Se a pressão de vapor aumentar, o ponto de ebulição (P.E.) também irá aumentar, e vice-versa. P.E. Pv = Patm Pv = pressão de vapor Patm = pressão atmosférica Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica Ponto de Ebulição e Pressão Atmosférica A pressão atmosférica varia de acordo com a altitude. Com o aumento da altitude, diminui a pressão atmosférica, diminuindo o ponto de ebulição, causando a diminuição da pressão de vapor. Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica Em lugares de grande altitude, as substâncias entram em ebulição a temperaturas mais baixas que ao nível do mar. Isto explica a dificuldade de se cozinhar alimentos. Resumindo: quanto maior a altitude, menor o P.E., menor a Patm, menor a Pv. Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica Cidade / Local Altitude em relação ao nível do mar (m) P.E. aproximado da água (°C) Rio de Janeiro 0 100 São Paulo 750 97 Campos do Jordão 1.628 95 Cidade do México 2.240 92 La Paz 3.636 88 Monte Everest 8.848 70 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica Para o cálculo da Tonoscopia usamos a seguinte fórmula: Δp = P2 – P onde: P = pressão de vapor da solução P2 = pressão de vapor do solvente Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica Sabe-se que toda solução tende a um equilíbrio, e este pode ser atingido se considerarmos a Lei de Raoult: a pressão de vapor de um solvente em uma solução é igual ao produto da pressão de vapor do líquido puro presente nesta solução, se considerarmos a fração molar do líquido. Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica p2 = p0 • x2 Onde: p2 = pressão de vapor do líquido na solução p0 = pressão de vapor no líquido puro x2 = fração molar do líquido na solução Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica EXERCÍCIOS Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica 1. Uma solução anticongelante contém cerca de 650 g de etilenoglicol dissolvidos em 1,5 kg de água. Determine o valor porcentual da queda de pressão de vapor nessa solução em função da Lei de Raoult, sendo que as massas molares da água e do etilenoglicol são, respectivamente, 18 g/mol e 62 g/mol. a) 23 % b) 11 % c) 15 % d) 31 % e) 0,1 % Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica m1= 650 g de etilenoglicol M1= 62 g/mol m2= 1500 g de água M2= 18 g/mol Utilizando a Lei de Raoult, temos: ∆P = x1 . P2 ∆P= x1 P2 ∆P = abaixamento absoluto da pressão máxima de vapor P2 = pressão de vapor do solvente. x1 = fração molar do soluto Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica A relação ∆P/P2 (o que se quer saber) é o abaixamento relativo da pressão máxima de vapor que não depende da temperatura. Para descobrir ∆P/P2 é preciso saber o valor da fração molar do soluto (x1): x1 = __n1___ n1 + n2 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica Onde: n = m/M n1= m1 n1= 650 n1= 10,5 mol M1 62 n2= m2 n2= 1500 n2= 83,3 mol M2 18 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica x1 = ___10,5______ = 0,011 ou 11% (10,5+ 83,3) Aplicando na fórmula da lei de Raoult: ∆P = x1 = 11% P2 Portanto, a queda da pressão de vapor da água é de 11%. Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica a) 23 % b) 11 % c) 15 % d) 31 % e) 0,1 % Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica 2. A pressão de vapor da água pura é de 6,4 kPa a 25 °C. Qual será a pressão de vapor de uma solução à mesma temperatura que possui 0,8 mol de glicose em 4,0 mol de água? Psolução = ? Psolvente puro = 6,4 kPa nsolvente = 4,0 mol nsoluto = 0,8 mol xsolvente = ? Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica Utilizando a Lei de Raoult, temos: Psolução = xsolvente . Psolvente puro Psolução = xsolvente . 6,4 kPa Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica É preciso, portanto, descobrir a fração em mol da água: Xsolvente = ___n solvente_____ n solvente + nsoluto Xsolvente = ____4,0_____ (4,0+ 0,80) Xsolvente = 0,833 Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica Retornando à expressão da Lei de Raoult, e substituindo o valor da fração molar da água, encontramos a pressão de vapor da solução formada: Psolução = 0,833. 6,4 kPa Psolução = 5,333 kPa Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica 3. (Vunesp-SP) A uma dada temperatura, possui a menor pressão de vapor a solução aquosa: a) 0,1 mol/L de C12H22O11. b) 0,2 mol/L de C12H22O11. c) 0,1 mol/L de HCℓ. d) 0,2 mol/L de HCℓ. e) 0,1 mol/L de NaOH. Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica A pressão de vapor da solução é tanto menor quanto maior for o número de partículas dissolvidas na solução. Considerando que o α% = 100%, temos: a) 1 C12H22O11(s)→ 1 C12H22O11(aq) 0,1 mol 0,1 mol Total = 0,1 mol de partículas em solução. Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica b) 1 C12H22O11(s) → 1 C12H22O11(aq) 0,2 mol 0,2 mol Total = 0,2 mol de partículas em solução. c) 1 HCℓ(g) + 1 H2O(ℓ) → 1 H3O + (aq) + Cℓ - (aq) 0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol 0,1 molTotal = 0,2 mol de partículas em solução. Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica d) 1 HCℓ(g) + 1 H2O(ℓ) → 1 H3O + (aq) + Cℓ - (aq) 0,2 mol 0,2 mol 0,2 mol 0,2 mol Total = 0,4 mol de partículas em solução. e) 1 NaOH(s) → 1 Na + (aq) + 1 OH - (aq) 0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol Total = 0,2 mol de partículas em solução. Propriedades Coligativas: Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica A menor pressão de vapor a solução aquosa: a) 0,1 mol/L de C12H22O11. b) 0,2 mol/L de C12H22O11. c) 0,1 mol/L de HCℓ. d) 0,2 mol/L de HCℓ. e) 0,1 mol/L de NaOH.