soluções 3

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PROPRIEDADES COLIGATIVAS: 
 Propriedades coligativas são aquelas que não dependem da 
natureza do soluto, mas apenas do número de partículas em 
solução (o soluto altera a solução fisicamente e não 
quimicamente) 
 Principais propriedades coligativas: 
 Abaixamento da pressão de vapor do solvente 
 Aumento do ponto de ebulição do solvente 
 Abaixamento do ponto de congelamento do solvente 
 Aumento da pressão osmótica do solvente 
PRESSÃO DE VAPOR: 
 Todo líquido volátil tende a estar em equilíbrio dinâmico com 
o seu vapor, em uma pressão que depende apenas da 
temperatura do meio (pressão de vapor) 
 Quando o equilíbrio for alcançado quer dizer que quando as 
moléculas estão saindo do etanol para a fase vapor na mesma 
velocidade que as moléculas estão voltando da fase vapor 
para a fase líquida. Com isso a pressão para de variar, ou seja, 
temos um líquido em equilíbrio com vapor. E esse vapor está 
exercendo uma pressão, que é justamente o que chamamos 
de pressão de vapor 
 A pressão de vapor de um líquido depende apenas da 
temperatura do meio 
 Pensando na teoria cinética dos gases, uma vez que a teoria 
explica que a temperatura tem relação com a energia cinética 
média das moléculas (quanto maior a temperatura, maior a 
velocidade média em que elas estão movimentando). Ou seja, 
a pressão de vapor é a pressão que resulta dos choques das 
moléculas do vapor com recipiente.A pressão depende de 
quantas moléculas estão na fase de vapor 
 Quanto mais moléculas estiverem na fase de vapor, mais 
colisões no recipiente e maior será a pressão 
 Para as moléculas irem para a fase de vapor, elas precisam 
sair do líquido 
 Para a molécula do estado líquido ir para a fase de vapor ela 
precisa ter energia suficiente pra poder escapar do líquido. E 
essa energia é a energia cinética/energia de movimento. Ou 
seja, pra cada temperatura eu tenho uma certa quantidade de 
moléculas que tem energia suficiente pra escapar do líquido. 
Quanto maior a temperatura, maior vai ser a quantidade de 
moléculas com energia suficiente para vencer as forças 
intermoleculares e sair do líquido. 
 É por isso que a pressão de vapor não depende de quantas 
moléculas de líquido têm, mas sim de qual fração de 
moléculas que tem energia suficiente para escapar do líquido, 
e isso é dado pela temperatura 
 Quanto maior a pressão de vapor do líquido a uma 
determinada temperatura, mais volátil é o líquido. Ou seja, 
quanto maior a pressão de vapor em uma determinada 
temperatura, mais rápido o líquido evapora 
 
 
 
 
LEI DE RAOULT: 
 Como a presença de um soluto em um solvente modifica a 
pressão de vapor desse solvente? Esse resultado é expresso 
na Lei de Raoult 
 Lei de Raoult: a adição de um soluto não volátil diminui a 
pressão de vapor do solvente na solução formada 
Psolvente na solução = xsolvente P
0
solvente 
 A redução na pressão de vapor é igual à fração molar do 
solvente 
 Quanto mais soluto, menor é a fração molar do solvente. Até 
porque quando a fração molar do soluto aumenta, a fração 
molar do solvente diminui 
 A pressão de vapor de solvente na solução também diminui 
 A Lei de Raoult depende apenas de quantos mols de soluto 
você adiciona porque afeta a fração molar e que também 
afeta a pressão de vapor 
 Quanto maior a concentração da solução em termos de 
soluto, menor é a fração molar do solvente 
 Como explicar do ponto de vista molecular? 
- Compare as duas situações: solvente puro e o solvente com 
o soluto não-volátil na mesma temperatura (ou seja, com a 
mesma quantidade de moléculas com energia suficiente para 
escapar da solução) 
- No caso da solução, nem todas essas moléculas com energia 
para escapar são do solvente 
- A presença do soluto diminui a tendência ao escape da 
solução 
* escapar da solução: vencer forças intermoleculares e forças 
de superfície 
 Condições de aplicabilidade da Lei de Raoult: 
 A solução precisa estar suficientemente diluída 
 O soluto deve ser não volátil 
 O soluto não pode reagir com o solvente 
 
SOLUÇÕES IDEAIS: 
 Uma solução ideal é uma solução que obedece exatamente à 
Lei de Raoult 
 Numa solução ideal, o soluto e o solvente se misturam 
livremente, sem liberação ou absorção de energia (ΔHsol = 0). 
Ou seja, as forças soluto-soluto são iguais às forças soluto-
solvente 
 A maioria das soluções não é ideal, mas pode se comportar 
como uma solução ideal em concentrações baixas (cerca de 
10
-1
 mol L
-1
, ou 10
-2
 mol L
-1
 no caso de eletrólitos) 
MISTURAS DE LÍQUIDOS VOLÁTEIS: 
 Seja uma solução ideal formada pela mistura de dois líquidos 
voláteis A e B. No equilíbrio, a fase vapor também conterá 
uma mistura dos vapores de A e B 
 
 Podemos aplicar a lei de Raoult para os dois componentes 
separados: 
PA = xA
liq
 P
0
A PB = xB
liq
 P
0
B 
 Lembrando que xA
liq
 + xB
liq
 = 1. Também podemos aplicar a lei 
de Dalton para o vapor: 
P = PA + PB 
PA = xA
vap
 P PB = xB
vap
 P 
DESTILAÇÃO: 
 A técnica experimental de destilação se aproveita das 
propriedades que vimos anteriormente para separar uma 
mistura de dois ou mais líquidos voláteis 
 Um líquido puro entra em ebulição quando a sua pressão de 
vapor se iguala à pressão atmosférica 
 Uma mistura de líquidos A,B,C,... entra em ebulição quando a 
soma das pressões de vapor PA + PB + PC… atinge a pressão 
atmosférica 
 Exemplo: 
 
- temos uma mistura de 1,00 mol de líquido A e 2,00 mol do 
líquido B. A pressão de vapor em função da temperatura para 
os dois líquidos é tabelada. 
- usando a lei de Raoult, podemos determinar a pressão de 
vapor de cada componente em cada temperatura, e pela lei 
de Dalton a pressão total será a soma das pressões de vapor 
de A e B 
- na temperatura em que a soma das pressões de vapor atinge 
101,4 kPa (pressão atmosférica), a mistura entrará em 
ebulição. A mistura é aquecida, e começa a entrar em ebulição 
a 55°c 
- cálculo da composição do líquido: 
xA
liq
 = nA / (nA + nB) = 1,00 / (1,00 + 2,00) = 0,333 
xB
liq
 = nB / (nA + nB) = 1,00 / (1,00 + 2,00) = 0,667 
xA
liq
 = 0,333; xB
liq
 = 0,667 
Pelas tabelas de Pvapor x T, encontramos que P
0
A(55 ºC) = 152,0 
kPa e P
0
B(55 ºC) = 76,0 kPa. (Quem é mais volátil?) 
- cálculo da composição do vapor: 
Usando a Lei de Raoult: 
PA = xA
liq
 P
0
A = 0,333*152,0 = 50,7 kPa 
PB = xB
liq
 P
0
B = 0,667*76,0 = 50,7 kPa 
Usando a Lei de Dalton: 
P = PA + PB = 50,7 + 50,7 = 101,4 kPa 
xA
vap
 = PA / P = 50,7 / 101,4 = 0,500 
xB
vap
 = PB / P = 50,7 / 101,4 = 0,500 
 
Composição do líquido: xA
liq
 = 0,333; xB
liq
 = 0,667 
Composição do vapor: xA
vap
 = 0,500; xB
vap
 = 0,500 
Conclusão: a composição do vapor será diferente da do 
líquido! O vapor é mais rico no composto mais volátil. 
- esse é o princípio que permite a técnica de destilação: a 
separação de misturas de líquidos voláteis por meio da 
vaporização da mistura e recondensação. É possível fazer o 
procedimento múltiplas vezes 
 
DESVIO DA IDEALIDADE: 
 O comportamento da pressão de vapor do componente de 
uma mistura pode se desviar do ideal de duas maneiras: 
 Desvio Positivo: Ocorre quando ΔHsol > 0. A pressão de 
vapor é maior do que seria numa solução ideal. Ex.: 
acetona + CS2, etanol + hexano 
 
 
 Desvio negativo: corre quando ΔHsol < 0. A pressão de 
vapor é menor do que seria numa solução ideal. Ex.: 
acetona + clorofórmio, acetona + água 
 
 
AZEÓTROPOS: 
 Uma mistura não-ideal de dois ou mais líquidos voláteis pode 
apresentar, em certa composição, um valor máximo ou 
mínimo da pressão de vapor. A essa solução se dá o nome de 
azeótropo 
 Nestes casos, pode-se mostrar que a composição do vapor 
será sempre igual a composição do vapor. Por isso, é 
impossível separar um azeótropo por destilação 
 Um exemplo conhecido é a mistura de etanol com água, que 
forma um azeótropo com xetanol = 0,944 e temperatura deebulição 78,1ºC (menor do que a temperatura do etanol 
puro). 
 O álcool comercial é produzido por destilação de produtos de 
origem vegetal. O álcool mais puro produzido por esse 
método possui 94,4% em mol de etanol ou 95,5%(m/v). É 
possível produzir álcool com pureza maior apenas utilizando 
métodos mais caros.