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Propriedades coligativas quimica
Tipologia: Resumos
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Verificam-se alterações de algumas
propriedades do solvente, provocadas pela
adição de um soluto não-volátil a este solvente.
Estas alterações dependem apenas da
quantidade de partículas, do soluto, que foi
adicionada ao solvente.
Tais propriedades são denominadas de
PROPRIEDADES COLIGATIVAS.
Vamos imaginar que um líquido se encontre em um recipiente fechado e que entre o líquido e a tampa do recipiente tenhamos vácuo. Inicialmente o líquido evapora rapidamente e, depois esta evaporação vai diminuindo, até ficar constante. Isto ocorre porque os vapores formados começam a sofrer uma condensação, entrando em equilíbrio dinâmico com a evaporação. A pressão que o vapor exerce no equilíbrio líquido-vapor denomina-se de pressão máxima de
vapor.
A diferença “h” entre os níveis do mercúrio indica a pressão máxima de vapor do líquido.
A temperatura influencia na pressão máxima de vapor de um líquido. Como a formação dos vapores é
um fenômeno endotérmico, um aumento de temperatura favorece a sua formação, aumentando, assim, a
pressão máxima dos vapores.
O gráfico abaixo mostra a pressão máxima de vapor da água em várias temperaturas.
ESPAÇO VAZIO h
VÁCUO VÁCUO
( (^) a ) ( (^) b)
26 mmHg (^) 79 mmHg
27°C 47°C
água água
VAPOR D’ÁGUA
VAPOR D’ÁGUA
pressão de vapor da água (mmHg)
temperatura(°C)
79
17,
20 27 47
26
Em um mesmo local, a pressão de vapor de todas as substâncias puras líquidas: a) tem o mesmo valor à mesma temperatura. b) tem o mesmo valor nos respectivos pontos de ebulição. c) tem o mesmo valor nos respectivos pontos de congelamento. d) aumenta com o aumento do volume de líquido presente, à temperatura constante. e) diminui com o aumento do volume de líquido presente, à temperatura constante.
Devido à sua altitude, a pressão atmosférica no topo do Pico da Bandeira é menor do que 1 atm. Entretanto, ao nível do mar pode ser considerada igual a 1 atm. Em um recipiente aberto: a) A água entra em ebulição a 100 ºC, tanto no topo do Pico da Bandeira como ao nível do mar. b) A temperatura de ebulição da água é maior do que 100 ºC no Pico da Bandeira. c) A temperatura de ebulição da água é menor do que 100 ºC no Pico da Bandeira. d) A temperatura de ebulição da água é maior do que 100 ºC ao Nível do Mar. e) A temperatura de ebulição da água é menor do que 100 ºC ao Nível do Mar.
A temperatura de início de ebulição de uma solução contida em um béquer: a) não depende da pressão atmosférica do local. b) depende do volume da solução. c) depende da quantidade de calor fornecida. d) depende da temperatura ambiente. e) depende do número de partículas dispersas por unidade de volume.
As propriedades coligativas das soluções dependem: a) da pressão máxima de vapor do líquido. b) da natureza das partículas dispersas na solução. c) da natureza do solvente, apenas. d) do número de partículas dispersas na solução. e) da temperatura de ebulição do líquido.
Os três estados físicos podem coexistir em
equilíbrio em certas condições de pressão e
temperatura, chamado ponto triplo.
O ponto triplo é característico de cada substância ou solução.
pressão (atm)
t (°C)
T
O ponto T é o ponto triplo e indica uma condição única de pressão e temperatura na qual encontramos as três fases em equilíbrio.
Exercícios:
pressão (mmHg)
100
760
t(°C)
I
II
III
A (^) B
Com base nas informações analise:
0 0 A fase sólida é a fase mais estável na região I. 1 1 A fase mais estável na região III do diagrama é a fase vapor. 2 2 No ponto B do diagrama estão em equilíbrio as fases sólida e vapor.
3 3 No ponto A estão em equilíbrio as fases sólida, líquida e vapor. 4 4 Na região II do diagrama a fase mais estável é a líquida.
Temperatura (°C)
Pressão (atm)
1
2
3
5
a) no ponto 3 coexistem somente as fases líquida e sólida. b) no ponto 1 só existe a fase de vapor. c) no ponto 4 coexistem as fases líquida e vapor. d) no ponto 2 está localizado o ponto triplo. e) no ponto 5 está localizado o ponto triplo.
Pressão (mmHg)
t(°C)
t (^) A tB
as temperaturas tA e tB são, respectivamente: a) pontos normais de fusão e ebulição. b) pontos normais de ebulição e fusão. c) pontos de sublimação e fusão. d) pontos de ebulição e sublimação. e) dois pontos triplos que a água possui.
Pressão (mmHg)
Temperatura (°C)
760
4,
0 0,0098 100
a) A, tem-se o equilíbrio entre água sólida e água líquida. b) B, tem-se o equilíbrio entre água líquida e vapor. c) C, tem-se, somente, água na fase vapor. d) T, as três fases coexistem em equilíbrio. e) D, coexistem as fases vapor e líquida.
Pressão (mmHg)
Temperatura (°C)
a) (1) – (2). b) (2) – (1). c) (4) – (3). d) (5) – (6). e) (6) – (5).
solvente puro (^) t solvente + soluto
t
t
t
t
e
e
e
e
e
0
0
1
1
<
EBULIOSCOPIA ou EBULIOMETRIA É o estudo da elevação da temperatura de ebulição de um líquido puro, causado pela adição de um soluto não-volátil.
Foi observado que o cozimento de meio quilo de batatas em 1 litro de água é mais rápido se adicionarmos 200g de sal à água do cozimento. Considere as seguintes possíveis explicações para o fato: I. A adição de sal provoca um aumento da temperatura de ebulição da água. II. A adição de sal provoca um aumento da pressão de vapor. III. O sal adicionado não altera a temperatura de ebulição da água, mas reage com o amido das batatas. Está(ao) correta(s) a(s) explicação(ões): a) I apenas. b) II apenas. c) III apenas. d) I e II apenas. e) I, II e III.
Quando o café é aquecido em banho-maria, observa-se que: a) só o café ferve. b) o café e a água do banho-maria fervem. c) só o banho-maria ferve. d) o banho-maria ferve a uma temperatura menor que a da água pura. e) o café ferve a uma temperatura menor que a da água pura.
03)Indique a afirmativa INCORRETA:
a) Quanto maior a temperatura, maior a pressão de vapores dos líquidos. b) A pressão de vapor de um líquido é inversamente proporcional ao volume do líquido. c) A água do mar entra em ebulição a uma temperatura mais alta que a água destilada. d) O líquido A tem a 20°C a pressão de vapor igual a 30 mmHg; o líquido B , à mesma temperatura, tem pressão de vapor igual a 60 mmHg; então, a temperatura de ebulição de B é menor que a de A. e) Um líquido entra em ebulição quando sua pressão de vapor se torna igual à pressão externa (atmosférica).
a) T (°C) 1
2 t (min) b) T (°C) 2
1 t (min) c) T (°C) 2
1 t (min) d) T (°C) 2
1 t (min) e) T (°C) 2
1 t (min)
solvente puro (^) t solvente + soluto
t t
t
t
c
c (^) c
c c
0
0 1
1
}
>
CRIOSCOPIA ou CRIOMETRIA É o estudo do abaixamento da temperatura de congelamento de um líquido puro, causado pela dissolução de um soluto não-volátil.
Num congelador, há cinco fôrmas que contêm líquidos diferentes, para fazer gelo e picolé de limão. Se as fôrmas forem colocadas ao mesmo tempo no congelador e estiverem, inicialmente, à mesma temperatura, via-se congelar primeiro a fôrma que contiver 550mL de: a) água pura b) solução, em água, contendo 50 mL de suco de limão c) solução, em água, contendo 100 mL de suco de limão d) solução, em água, contendo 50 mL de suco de limão e 50 g de açúcar. e) solução, em água, contendo 100 mL de suco de limão e 50 g de açúcar.
Em regiões de baixa temperatura, a adição de um soluto não-volátil aos radiadores dos automóveis deve-se ao fato de ele provocar..................... na ....................... do solvente existente nos mesmos. a) diminuição; temperatura de solidificação. b) aumento; temperatura de congelamento. c) diminuição; temperatura de ebulição. d) aumento; pressão de vapor. e) diminuição; tensão superficial.
(UNIFOA-RJ) A presença de um soluto não- volátil dissolvido em um solvente líquido altera o comportamento deste líquido na sua pressão de vapor que ( x ), no seu ponto de ebulição que ( y ) e no seu ponto de solidificação que ( z ). Respectivamente, podemos substituir x , y e z por: a) aumenta, diminui e aumenta. b) diminui, aumenta e diminui. c) aumenta, aumenta e diminui. d) diminui, diminui e aumenta. e) diminui, aumenta e aumenta.
Sob mesma pressão, comparando-se as temperaturas de ebulição e de congelamento de uma solução aquosa de açúcar com as correspondentes para a água pura, tem-se: a) valores maiores para as temperaturas referentes à solução. b) valores menores para as temperaturas referentes à solução. c) maior temperatura de ebulição e menor temperatura de congelamento para a solução. d) menor temperatura de ebulição e maior temperatura de congelamento para a solução. e) a mesma temperatura de ebulição e diferentes temperaturas de congelamento para a solução e a água.
A adição de 150g de sacarose a um litro de água pura fará com que: a) sua pressão de vapor diminua. b) passe a conduzir corrente elétrica. c) sua pressão de vapor aumente. d) seu ponto de ebulição diminua. e) seu ponto de congelamento aumente.
(Rumo-2004) Foram preparadas cinco soluções aquosas diluídas, de mesma concentração molal dos sólidos abaixo. A solução que congela em temperatura mais próxima de 0°C é a de: a) cloreto de sódio. b) sacarose. c) sulfato de zinco. d) ácido acético. e) ácido sulfúrico.
(UNIP-SP) A dissolução de certa quantidade de cloreto de sódio à água irá causar ... a) aumento da pressão máxima de vapor. b) diminuição do ponto de ebulição. c) diminuição da pressão osmótica. d) diminuição do ponto de congelamento. e) aumento do ponto de ebulição e do ponto de congelamento.
Uma salada de alface foi temperada com uma solução de vinagre e sal. Após certo tempo, as folhas de alface murcharam. A esse fenômeno chamamos de: a) dispersão. b) tonometria. c) ebuliometria. d) crioscopia. e) osmose.
Um saco de celofane, contendo uma solução de sacarose (açúcar) até a metade, é mergulhado num béquer contendo água, de modo que o saco fica inteiramente imerso na água do béquer. Sendo o celofane uma membrana semipermeável, observaremos depois de certo tempo que: a) a água do béquer torna-se adocicada. b) a água do béquer passa toda para o saco. c) o volume da solução no saco aumenta d) a concentração da solução no saco aumenta. e) a solução do saco torna-se mais adocicada.
Sabe-se que por osmose o solvente de uma solução mais diluída atravessa uma membrana semipermeável em direção da solução mais concentrada. Sabe-se, também, que um peixe de água doce é hipertônico em relação a água do rio e hipotônico a água do mar. Se um peixe de água doce for colocado na água do mar ele: a) morre porque entra água do mar no seu corpo. b) morre porque sai água do seu corpo. c) morre porque entra sal no seu corpo. d) morre porque sai sal do seu corpo. e) sobrevive normalmente.
(Covest-2006) As propriedades de um solvente podem ser alteradas pela adição de solutos. Assim, tem- se alterações dos pontos de fusão e de ebulição, entre outras. O efeito depende da concentração do soluto. Considerando o texto acima, podemos afirmar que:
0 0 Aplica-se para as chamadas propriedades coligativas. 1 1 Adição de um mol de NaC l^ a um litro de água deverá produzir o mesmo efeito sobre o ponto de ebulição que a adição de um mol de Na 2 SO 4. 2 2 A pressão de vapor da água é tanto maior quanto maior for a concentração de NaC l nela dissolvido. 3 3 O ponto de fusão da água do mar é mais baixo que o da água destilada. 4 4 Além dos pontos de fusão e de ebulição, podemos citar, entre os efeitos coligativos, a pressão osmótica.
Com o passar do tempo, houve alteração no nível de líquido dos compartimentos conforme mostrado nos esquemas acima. Com base nessas informações podemos afirmar que:
a) a solução Y é hipotônica em relação a X. b) a solução Y é mais diluída que X. c) a solução Y tem maior pressão osmótica que X. d) a solução X é hipertônica em relação a Y. e) a solução X tem maior pressão osmótica que Y.
VAPOR DO SOLVENTE
TONOSCOPIA ou TONOMETRIA
VAPOR D’ÁGUA
solvente puro (^) solvente + soluto
P P’
P > P’
É estudo da diminuição da pressão máxima de vapor de um solvente, provocada pela adição de um soluto não-volátil.
Observe nas figuras que a pressão máxima do vapor do solvente puro (p) é maior que a pressão máxima
do vapor da solução (p’).
Podemos destacar, em função destes fatos: Abaixamento absoluto da pressão máxima de vapor da solução:
Abaixamento relativo da pressão máxima de vapor da solução: (também chamado de efeito tonoscópico ou tonométrico )
O cientista François Marie Raoult verificou que: “ dissolvendo-se 1 mol de qualquer soluto não-volátil
e não-iônico, em 1kg de solvente, observa-se o mesmo efeito tonoscópico ”.
Raoult observou também que o efeito tonoscópico varia na mesma proporção que a quantidade de
soluto presente na solução.
Como o número de mols presente em 1kg de solvente se chama molalidade (W) a lei de Raoult será: Em uma solução diluída de um soluto qualquer não-volátil e não iônico, o abaixamento relativo da pressão máxima de vapor é diretamente proporcional à molalidade da solução.
p p
Kt .W
Como a molalidade é dada pela expressão:
W 1000 m M
1 2
. m . (^1)
A fórmula da lei de Raoult pode ser:
p p
Kt.^1000 m M
1 2
.m
. (^1)
A constante Kt é chamada de constante tonoscópica ou tonométrica molal do solvente e pode ser
calculada pela relação:
1000
M 2 Kt
Em que M 2 é a massa molar do solvente.
Podemos calcular o valor de Ke , para um determinado solvente, pela relação:
2
.Lv
onde: R é a constante universal dos gases perfeitos (2 cal/K.mol). T é a temperatura absoluta de ebulição do solvente puro. Lv é o calor latente de vaporização do solvente puro (cal/g)
a) 5,2°C. b) 2,6°C. c) 0,52°C. d) 0,26°C. e) 0,13°C.
02)12,0g de uma substância X, dissolvida em 500g de água, sob pressão normal, entram em ebulição a 100,12°C. A massa molar de X é: Dado: Ke = 0,52°C/molal a) 52 g/mol. b) 104 g/mol. c) 41,6 g/mol. d) 12,46 g/mol. e) 24 g/mol.
solvente puro (^) t solvente + soluto
t t
t
t
c
c (^) c
c c
0
0 1
1
}
>
CRIOSCOPIA ou CRIOMETRIA É o estudo do abaixamento da temperatura de congelamento de um líquido puro, causado pela dissolução de um soluto não-volátil.
Em uma solução diluída de um soluto qualquer, não-iônico, o abaixamento da temperatura de congelamento é diretamente proporcional à molalidade da solução. Matematicamente:
m
. m 1 K (^). (^) M 1 tc. c
1000
2
tc K (^) c. W ou
Podemos calcular o valor de Kc , para um determinado solvente, pela relação:
1000
2
R T .L
.
f
c
Onde: R é a constante universal dos gases perfeitos (2 cal/K.mol). T é a temperatura absoluta de ebulição do solvente puro. Lf é o calor latente de fusão do solvente puro (cal/g).
Em 1885, Van’t Hoff observou uma semelhança entre os comportamentos de uma solução e de um gás
ideal e, partindo desta observação, propôs a determinação da pressão osmótica através da equação dos
gases perfeitos:
V = n.R.T
ou
m. R .T
onde:
R = constante universal dos gases perfeitos. T = temperatura absoluta (Kelvin). m = Molaridade da solução (mol/L).
Exercícios:
A pressão osmótica exercida por uma solução aquosa 1,0 mol/L de glicose a OºC é: a) 22,4 atm. b) 2,24 atm. c) 224 atm. d) 0,082 atm. e) 62,3 atm.
A pressão osmótica, a 27°C, de uma solução aquosa que contém 6g de glicose (massa molar igual a 180g/mol) em 820 mL de solução é: a) 0,6 atm. b) 0,8 atm. c) 1,0 atm. d) 1,2 atm. e) 1,4 atm.
A uma temperatura de 27°C, 500 mL de uma solução contém 34,2g de açúcar (C 12 H 22 O 11 ). A pressão osmótica desta solução é: Dado: C 12 H 22 O 11 = 342g/mol. a) 0,1 atm. b) 0,2 atm. c) 3,42 atm. d) 4,45 atm. e) 4,96 atm.
Exercícios:
a) 0,80. b) 0,20. c) 2,6. d) 3,0. e) 2,0.
O sangue humano tem pressão osmótica 7,8 atm a 37°C. A massa aproximada de cloreto de sódio que deve ser dissolvida em água suficiente para preparar 4 L de solução isotônica, a ser utilizada nessa temperatura é: Dados: Na = 23 g/mol; Cl = 35,5 g/mol. a) 9g. b) 18g. c) 27g. d) 36g. e) 45g.
Tem-se 25 mL de cada uma das seguintes soluções 0,1 mol/L; MgC l 2 , NaC l , A l F 3 , C 12 H 22 O 11 e Na 2 CO 3. Apresentará maior pressão osmótica, a solução de: a) MgCl 2. b) NaC l. c) A l F 3. d) C 12 H 22 O 11. e) Na 2 CO 3.
No que se refere a efeitos coligativos, a água do mar se comporta como uma solução 0,6 mol/L de NaCl, com grau de dissociação igual a 100%. A pressão osmótica da água do mar, a 25°C, é: a) 18 atm. b) 22 atm. c) 25 atm. d) 29 atm. e) 33 atm.
Qual deve ser a concentração molar de uma solução de CaC l 2 ( = 100%) tal que seja isotônica de
uma solução 0,9 mol/L de NaC l ( = 100%), na mesma temperatura?
a) 0,2 mol/L. b) 0,3 mol/L. c) 0,4 mol/L. d) 0,5 mol/L. e) 0,6 mol/L.
( = 100%) de concentração:
a) 0,2 mol/L. b) 0,4 mol/L. c) 0,6 mol/L. d) 0,8 mol/L. e) 1,0 mol/L.
T
B L A S
C
V
Pressão
Temperatura (°C) Observando o diagrama de fases abaixo, podemos observar que a região “BT” corresponde ao
equilíbrio
“sólido líquido”. Esta curva se encontra ligeiramente inclinada para a esquerda. Isto
significa que, numa dada temperatura, se aumentarmos a pressão sobre o gelo, ele tenderá a se
transformar em líquido.
Gelo
Peso Peso
Gelo
.................
Peso Peso
O efeito da pressão sobre o gelo pode ser verificado suspendendo-se um arame, com dois
pesos, ao redor de um bloco de gelo (figura acima). A pressão do arame irá fundir o gelo, de modo
que o arame afundará no bloco.
Além da água, apenas bismuto e antimônio se comportam dessa maneira. Geralmente, o aumento
da pressão tende a solidificar um líquido.
A medida que o arame vai passando pelo bloco de gelo, a água volta a sofrer uma solidificação.
Aplicações:
01) (UFPR) Pode-se atravessar uma barra de gelo usando-se um arame com um peso adequado (experiência de Tyndall) conforme a figura, sem que a barra fique dividida em duas partes. Qual a explicação para este fenômeno?
Gelo
Peso Peso
Gelo
.................
...................
Peso Peso a) A pressão exercida pelo arame sobre o gelo abaixa seu ponto de fusão. b) O gelo, já cortado pelo arame, devido à baixa temperatura se solidifica novamente. c) A pressão exercida pelo arame sobre o gelo aumenta seu ponto de fusão, mantendo a barra sempre sólida. d) O arame, estando naturalmente mais aquecido, funde o gelo; este calor, uma vez perdido para a atmosfera, deixa a barra novamente sólida. e) Há uma ligeira flexão da barra e as duas partes, já cortadas pelo arame, são comprimidas uma contra a outra, soldando-se.
Antes Depois
cenoua + salmoura
Antes Depois
ameixa + água pura