Potencial Químico - Propriedades Coligativas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE 
CENTRO DE EDUCAÇÃO E SAÚDE 
FARMÁCIA 
 
 
 
 
Vitor Luan Farias Cruz 
 
 
 
 
Potencial Químico - Propriedades Coligativas 
 
 
 
 
Trabalho Científico 
 
 
 
 
 
 
Cuité 
2020 
 
Vitor Luan Farias Cruz 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Potencial Químico - Propriedades Coligativas 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho Científico apresentado ao 
curso Farmácia, como parte da 
composição da nota da disciplina de 
Fundamentos de Físico-Química 
 
 
Professor(a): Claudia Patricia 
Fernandes dos Santos 
Disciplina: Fundamentos de Físico- 
Química 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cuité 
 
2020
Resumo 
 
O Potencial Químico se refere à propensão que uma substancia de sofrer 
uma variação no sistema, ou seja, é o fluxo entre as fases. A Lei de Raoult e a Lei de 
Henry foram contribuições impotantíssimas para a definição, entendimento e 
aplicação do po- tencial químico. As Propriedades Coligativas são um produto do 
Potencial, abrangendo uma variedade de fenônemos físicos. 
 
Palavras-chave: Potencial Químico, Lei de Raoult, Lei de Henry, Propriedades 
Coligativas. 
 
Sumário 
 
Resumo ..................................................................................................................... 3 
1 Potencial Químico (µ) ........................................................................................... 5 
2 Lei de Raoult ........................................................................................................ 5 
3 Lei de Henry ......................................................................................................... 5 
4 Propriedades Coligativas ..................................................................................... 6 
4.1 Tonoscopia ........................................................................................................ 7 
4.2 Ebulioscopia ...................................................................................................... 7 
4.3 Crioscopia ......................................................................................................... 7 
4.4 Osmometria ....................................................................................................... 8 
4.4.1 Pressão Osmótica ......................................................................................... 8 
4.4.2 Equação da Pressão Osmótica..................................................................... 8 
5 Estudo de Caso – Propriedades Coligativas ....................................................... 8 
6 Referencias......................................................................................................... 11 
 
 
1 POTENCIAL QUÍMICO (µ) 
 
Em uma mistura a energia livre do sistema tem contribuição de cada um dos 
componentes para poder variar, em função de um dos componentes e de diversas 
maneiras. O potencial vem a ser a derivação do G total em certa composição, ou 
seja, em Substância Pura - Energia de Gibbs Molar e Misturas - Parcial Molar. 
Vale ressaltar que grandezas molares são sempre positivas e grandezas 
parciais pode variar entre positivas, neutras (= 0) e negativas. 
O potencial químico, se refere a tendência que uma substancia de sofrer uma 
variação no sistema, ou seja, é o fluxo entre as fases. Esse fluxo da “matéria” ocorre 
do sentido maior → menor. 
2 LEI DE RAOULT 
 
Descreve como varia a pressão de vapor de um líquido com a dissolução de 
um soluto. Pressão de Vapor é a pressão do vapor quando em equilíbrio com seu 
líquido. Na ocorrência de dissolução na fase líquida: a pressão de vapor do liquido 
na solução (Pa) se relaciona com a pressão de vapor do liquido puro (Pa◦) pela 
seguinte equação em certas soluções. 
A Lei de Raoult – A adição de soluto diminui a pressão de vapor. 
Pa = Xa Pa◦ 
Aplicando-se a Lei de Raoult: 
μ = μ◦ + RT ln Xa (Solução Ideal) 
A equação mostra o potencial químico do líquido “a” na solução “μa” sendo 
igual ao potencial químico do “a” puro (μa◦) que se tem o termo “ln Xa” negativo. A 
redução do potencial faz com que o equilíbrio seja atingido com menos substância 
no estado gasoso. Diminuição pressão de vapor = adição de soluto. A Lei de Raoult 
também se aplica a solutos voláteis → pressão parcial de vapor. 
3 LEI DE HENRY 
 
Quando dois líquidos voláteis formam uma solução ideal, a pressão parcial de 
ambos segue a Lei de Raoult. Entretanto há diversos casos em que ocorre “desvios” 
desse comportamento, que, na maioria das vezes, ocorrem das diferenças na 
energia de interação entre as moléculas. Um exemplo de casos em que ocorria 
esses “desvios” estava no estudo da Solubilidade dos Gases em Água, como 
demonstrado por William Henry. 
Para Henry, soluções diluídas de gases em água a pressão parcial de vapor 
apresentava os “desvios”. Ele percebeu que, em alguns casos, a pressão de vapor 
apresentava comportamento linear, mas com a presença de uma constante de 
proporcionalidade, chamada de Constante de Henry (K). 
pB = xB KB* 
Esta equação é conhecida como Equação de Henry – E tem por objetivo de 
descrever a solubilidade de gases em líquidos, além de encontrar soluções de 
líquidos voláteis. 
Quando em soluções diluídas o solvente segue a Lei de Raoult e o soluto a 
Lei de Henry tem-se uma solução diluída ideal. 
4 PROPRIEDADES COLIGATIVAS 
 
A presença de soluto em uma solução altera as propriedades físicas do solvente 
(redução do potencial químico), diminuindo sua temperatura de congelamento, elevando sua 
temperatura de ebulição ou até mesmo alterando a sua pressão de vapor. Essas variações 
ocorrem, na maioria das vezes, em soluções que sofrem influencia da quantidade de 
moléculas do soluto, mas sem que sua natureza interfira. A esses fatores dar-se o nome de 
Propriedades Coligativas. 
Figura 1 - Gráfico das Propriedades Coligativas (Crioscopia e Ebulioscopia). 
 
Fonte: ATKINS (2012) 
 
A seguir será abordado algumas das propriedades coligativas relativas a 
tonoscopia, ebulioscopia, crioscopia e a osmometria. 
 
4.1 Tonoscopia 
 
A adição de soluto não volátil em um solvente (puro) diminui a pressão de 
vapor do solvente. Existe uma tendência da pressão vapor, em um liquido puro, a 
um aumento da entropia, entretanto, na presença de um soluto existe uma 
recompensação da entropia, reduzido à formação do gás, ou seja, a redução da 
pressão de vapor. 
 
4.2 Ebulioscopia 
 
A adição de soluto não volátil em solvente (puro) aumenta a temperatura de 
ebulição do solvente. Esta propriedade é relacionada com a diminuição da pressão 
de vapor, o que, consequentemente, gera o aumento da temperatura de ebulição. 
Como fator determinante das propriedades coligativas, a diminuição do potencial 
químico promove o equilíbrio do liquido-vapor em maiores temperaturas. 
 
4.3 Crioscopia 
A adição de soluto não volátil em solvente (puro) diminui a temperatura de 
congelamento do solvente. Da mesma forma como as outras propriedades, com a 
diminuição do potencial químico, ouve alterações físicas do solvente, neste caso, a 
redução da temperatura de congelamento. Com o acréscimo do soluto e para que 
ocorra o equilíbrio sólido-liquido, a temperatura para a solidificação teve que 
diminuir. E correlativo ao aumento da temperatura de ebulição, a inclusão do soluto 
inferiu em uma maior desordem (entropia) e consequentemente é preciso alcançar 
uma temperatura mais baixa para que se possa congelar. 
 
4.4 Osmometria 
 
O fluxo do solvente ocorre do menos concentrado para o mais concentrado 
em uma mesma solução, onde se tem uma membrana semipermeável (ao solvente, 
mas não ao soluto) com concentrações distintas. Mais especificamente, a osmose é 
a passagem do solvente puro para uma solução. 
 
4.4.1 Pressão Osmótica 
 
É a pressão que deve ser aplicada sobre a solução para impedir a passagem 
do solvente através da membrana semipermeável. 
 
4.4.2 Equação da Pressão Osmótica 
 
π = M x R xT 
5 ESTUDO DE CASO – PROPRIEDADES COLIGATIVAS 
 
Para a realização do estudo de caso, foi utilizado o artigo “DETERMINAÇÃO 
DA MASSA MOLAR POR CRIOSCOPIA: TERC-BUTANOL, UM SOLVENTE 
EXTREMAMENTE ADEQUADO”, onde se é o utilizado o Terc-butanol como 
solvente. 
 
“O sistema utilizado para as medidas de ponto de congelamento está ilustrado 
na Figura 1. No béquer A coloca-se em torno de 200 mL de água a 
aproximadamente 28 ºC. No centro desse béquer coloca-se o tubo externo B (vazio) 
e no centro deste o tubo interno C, ambos fixados em suporte universal por garras. 
Através de pipeta volumétrica de 5 mL adiciona-se o terc-butanol ao tubo interno C. 
Introduz-se o termômetro -de escala interna (com precisão de ± 0,5 K)- no tubo C já 
contendo o terc-butanol, sem deixar o bulbo encostar nas paredes de vidro 
(opcionalmente prenda o termômetro a uma rolha -com um orifício adicional do 
lado). Com agitação vertical, promovida por um fio (arame) de cobre (ou outro 
material inerte ao meio) faz-se as leituras de temperatura, introduzindo água esfriada 
(abaixo de 25 °C) no béquer. A presença de um espaço livre, na realidade de ar, 
entre os tubos torna a taxa de decréscimo de temperatura menor, ficando mais fácil 
o controle da mesma10,11. Mede-se o ponto de congelamento do terc-butanol. Após a 
leitura retira-se o tubo interno C e promove-se um aquecimento do mesmo com as 
mãos (ao redor de 1 a 2 ºC) para provocar a fusão do solvente. Esse procedimento 
deve ser repetido até a obtenção de valores reprodutíveis da temperatura de 
congelamento. A seguir, adicionando-se o soluto com pipeta graduada de 0,2 mL ao 
terc-butanol no tubo C, repete-se todo o ciclo de medida. Para efetuar medidas com 
um outro soluto, deve-se lavar o sistema com água em abundância e secar 
cuidadosamente. Neste caso o uso de um pouco de acetona é recomendado no 
processo de secagem. Verifique a limpeza do fio de cobre e que, durante a agitação, 
não ocorra queda de resíduos da rolha devido ao atrito com o fio; neste caso 
recomenda-se adaptar um pequeno tubo de vidro na rolha, inserindo o fio de cobre 
por dentro deste, dessa forma melhorando-se o sistema de agitação. Para cada um 
dos solutos foram efetuadas 6 medidas”. (DOS SANTOS et al. 2002). 
 
Figura 1 - Sistema utilizado na determinação do ponto de congelamento. A: 
béquer de 400 mL, B: tubo de vidro largo, C: tubo de ensaio, D: agitador (fio de 
cobre) e E: termômetro. 
 
Fonte: DOS SANTOS et al. (2002) 
 
“Os valores experimentais de abaixamentos crioscópicos obtidos com o uso 
de terc-butanol como solvente de oito solutos com diferentes volumes adicionados, 
são apresentados na Tabela 1. Os resultados mostram que, para o menor volume de 
soluto empregado, 80 mL, a depressão da temperatura de congelamento do terc-
butanol puro para a solução é da ordem de 2 K, sendo esta suficientemente grande 
para se medir com razoável precisão através de termômetros simples.” (DOS 
SANTOS et al. 2002). 
 
Tabela 1 - Variação de temperatura de congelamento para diversos volumes de 
composto adicionado em 5,00 mL de terc-butanol. O desvio padrão médio nas 
medidas de temperatura foi em torno de ± 0,2 K. 
 
Fonte: DOS SANTOS et al. (2002) 
 
 
6 REFERENCIAS 
 
ATKINS, P.W.; Físico-Química, 9a. ed., LTC - Livros Técnicos Editora LTDA.: 
Brasil, 2012. 
DOS SANTOS, Anderson R.; VIDOTTI, Eliane C.; SILVA, Expedito L.; 
MAIONCHI, Florângela; HIOKA, Noboru. DETERMINAÇÃO DA MASSA MOLAR 
POR CRIOSCOPIA: TERC-BUTANOL, UM SOLVENTE EXTREMAMENTE 
ADEQUADO. Química Nova. v. 25 n. 5 p. 846-847 Set./Out. 2002. Disponível em: 
<http://dx.doi.org/10.1590/S0100-40422002000500022>. Acesso em: 26 nov. 2020 
 
http://dx.doi.org/10.1590/S0100-40422002000500022
	Potencial Químico - Propriedades Coligativas
	Potencial Químico - Propriedades Coligativas
	Resumo
	1 Potencial Químico (µ)
	2 Lei de Raoult
	3 Lei de Henry
	4 Propriedades Coligativas
	4.1 Tonoscopia
	4.2 Ebulioscopia
	4.3 Crioscopia
	4.4 Osmometria
	4.4.1 Pressão Osmótica
	5 Estudo de Caso – Propriedades Coligativas
	6 Referencias