constante ebuliometrica

Prof . Mateus Andrade

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Um “ efe i t o c o l igat ivo ” é um am odi f ic aç ão em c er t as

propr iedades de um solvent equando nele ad ic ionados umsolut o não-volát i l , o qual só

depende do núm ero depar t íc u las (m oléc ulas ou íons)

dissolv idas e não de suanat ureza !

não-vo lát i l : pont o de ebul iç ão super ior ao do so lvent e.

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As propr iedades do so lvent em odi f ic adas são:

• Pressão de vapor Ã efe i t o t onom ét r ic o

• Pont o de ebu l iç ão Ã e fe i t o ebul iom ét r ic o

• Pont o de fusão Ã e fe i t o c r iom ét r ic o

• Pressão osm ót ic a Ã e fe i t o osm om ét r ic o

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Efe i t o Tonom ét r ic o

Consis t e na d im inu iç ão da pressão devapor do so lvent e quando ad ic iona-se um

solut o não-vo lá t i l !

Pressão devapor é aquelaex erc ida pelasm oléc u las (de

m aior energ ia) doso lvent e,c ont ra a

in t er fac e parapassar aoest ado de

vapor .

interface líquido/vapor

Pvapor

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Com a adiç ão depart íc u las de

solut o (íons oum oléc ulas)

in t ens i f ic am -seas forç asat ra t ivas

m olec ulares edim inui a

pressão de vapordo so lvent e .

Pvapor

Pvapor

solutoUm t ec ido úm ido c om água do m ardem ora m ais a sec ar do que c om

água da t orne i ra !

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A var iaç ão na pressão de vapor pode serobt ida do seguint e m odo:

Po = pressão de vapor do so lvent e puro

Pv = pressão de vapor do so lvent e , na so luç ão

DP = d im inuiç ão absolut a da pressão de vapor

DP / Po = d im inuiç ão re lat iva da pressão de vapor

CKPP

molarTo

v .=D KT = constante tonométrica

Cmolar = concentração molar

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P ro f. Ma te u s An d ra d e

Represent aç ão gráf ic a

A pressão devapor da so luç ão ém enor do que a do

solvent e puro.

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Ex em plo

Um a so luç ão aquosa de g l ic oseapresent a c onc ent raç ão m olar 2,0 M.Sabendo que a c onst ant e t onom ét r ic a paraa água va le 1 ,8 .10 -2, qual o abaix am ent ore lat ivo da pressão de vapor ?

Soluç ão

Cm olar = 2,0 m ol /L ; K t (água) = 1,8.10 -2

DP/Po = K t . Cm olar = 2 ,0 x 1 ,8.10 -2 = 3,6.10-2

Respost a: DP/Po = 3,6.10-2

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Efe i t o Ebul iom ét r ic o

Consis t e no aum ent o da t em perat ura deebul iç ão do so lvent e quando ad ic iona-se umsolut o não-vo lá t i l , ex pl ic ada pelo aum ent oda in t ensidade das forç as in t erat ivas, pe la

presenç a das par t íc u las do so lut o.

To = solvente puro Te = soluçãoDTebulição

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A var iaç ão na t em perat ura de ebu l iç ãopode ser obt ida do seguint e m odo:

To = pont o de ebul iç ão do so lvent e puro

T e ou T = pont o de ebul iç ão do so lvent e , na so luç ão

DT e = aum ent o na t em perat ura de ebu l iç ão

KE = constante ebuliométrica

Cmolar = concentração molarCKT molarEE.=D

A “ água da sopa” ferve a um a t em perat urasuper ior àquela da água t ornei ra !

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Ex em plo

Qual o aum ent o provoc ado no pont ode ebul iç ão da água pela d issoluç ão de3,0 m ols de g l ic ose, num volum e de 500m L de so luç ão, sendo a c onst ant eebul iom ét r ic a da água K e = 0 ,52o C/m ol ?

Soluç ão

n1 = 3,0 m ols ; V = 0 ,5 L ; K e = 0,52o C/m ol

DT e = K e . Cm olar = 0,52 . 3 ,0 / 0 ,5 = 3,12 o C* A so luç ão i rá ferver na t em perat ura de 103,12o C.

Respost a: DT = 3 ,12 o C e Te = 103,12oC

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Efe i t o Cr iom ét r ic o

Consis t e na d im inu iç ão da t em perat ura dec ongelam ent o ou fusão do so lvent e quando

adic iona-se um solut o não-vo lá t i l .

To = solvente puro Tf = solução

DTfusão

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A var iaç ão na t em perat ura dec ongelam ent o ou fusão pode ser obt ida

do seguint e m odo:

To = pont o de fusão do so lvent e puro

T c ou T = pont o de fusão do so lvent e, na so luç ão

DT c = d im inuiç ão na t em perat ura de fusão

KE = constante criométrica

Cmolar = concentração molarCKT molarCC.=D

A c erveja c ongela a um a t em perat urain fer ior à da água pura !

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Ex em plo

Qual a d im inuiç ão provoc ada nopont o de c ongelam ent o da água peladissoluç ão de 1 ,5 m ols de uré ia, numvolum e de 200 m L de so luç ão, sabendoque a c onst ant e c r iom ét r ic a da água va leK c = 0,1,86 o C/m ol ?

Soluç ão

n1 = 1,5 m ols ; V = 0 ,2 L ; K c = 1,86 oC/m ol

DT c = K c . Cm olar = 1,86 . 1 ,5 / 0 ,2 = 13,95o C* A so luç ão i rá c ongelar na t em perat ura de – 13,95o C.

Respost a: DT = 13,95o C e Tc = - 13,95oC

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Efe i t o Osm om ét r ic o

Consis t e na m edida da pressão osm ót ic aent re duas so luç ões separadas ent re s í porum a m em brana sem i-perm eável (m .s.p.) ou

de um a soluç ão c om o so lvent e puro.

OBSERVAÇÕES

A) Mem brana sem i-perm eável = só perm i t e a passagem desolvent e (ex .: c i t op lasm a, pape l c e lo fane,...);

B) Osm ose = passagem de so lvent e at ravés de um a m .s.p.,a t é que as so luç ões t ornem -se isot ôn ic as, is t o é , queex erç am a m esm a pressão osm ót ic a;

C) Pressão osm ót ic a = pressão ex erc ida pe lo so lvent ec ont ra a m .s .p. para que oc orra a osm ose.

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Pressão Osm ót ic a

soluto solvente

OSMOSE

APÓS CERTOTEMPO

m .s.p

c onc ent radadi lu ída

m .s.p

m esm a c onc ent raç ão

Pobre lesm a quando ad ic ionam os sal !

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A pressão osm ót ic a (P) pode ser obt idado seguint e m odo:

- a pressão ex erc ida por um gás, em dadat em perat ura, é c a lc u lada pe la ex pressão

-por analogia, a pressão osm ót ic a será

R = c onst ant e universal dos gases (0,082 at m .L/m ol .K

T = t em perat ura abso lut a (K elv in)

TRn V =P

P V = n R T

RTV MT R m

VT Rn

Cmolar===P

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Ex em plo

Qual a pressão osm ót ic a ex erc idapor um a soluç ão aquosa de sac arose 1,8M, na t em perat ura de 27o C?• Dado: R = 0,082 a t m .L / m ol .K

Soluç ão

Cm olar = 1 ,8 ; T = 27o C = 300 K

P = Cm olar R T = 1,8 x0,082 x300 = 44,28 a t m

Respost a: P = 44,28 at m

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Resum o dos efe i t os c o l igat ivos

TONOMETRIA (PV ) CKPP

molarTo

v .=D

EBULIOMETRIA (TE )

CRIOMETRIA (TC )

OSMOMETRIA (P)

CKT molarEE.=D

CKT molarCC.=D

RTV MT R m

VT Rn

Cmolar===P

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Efe i t os c o l igat ivos de solut os iôn ic os

Em v i r t ude dos efe i t os c o l igat ivosdependerem do no de par t íc u laspresent es e não da nat ureza das

m esm as (um m ol de íons ex erc e o m esm o efe i t oque um m ol de m oléc ulas) para so lut os

iônic os as ex pressões deverão serm ul t ip l ic adas por um fat or de c orreç ão

“ i ” que c orreponde ao no de íonsproduzidos por fórm ula de subst ânc ia

iôn ic a.

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Ex em plos:NaCl Ã Na+ + Cl - i = 2 (2 íons)

CaCl2 Ã Ca+2 + 2 Cl - i = 3 (3 íons)

FeCl3 Ã Fe+3 + 3 Cl - i = 4 (4 íons)

SnCl4 Ã Sn+4 + 4 Cl - i = 5 (5 íons)

Al2(SO4)3 Ã 2Al+3 + 3SO4-2 i = 5 (5 íons)

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Port ant o , as ex pressões (fórm ulas)c orr ig idas para os efe i t os c o l igat ivos

iônic os são

iCKPP ..

molarto

=DTonom ét r ic o Ebul iom ét r ic o

iCKT ..molaree

=D

Criom ét r ic o

iCKT ..molarcc

=DOsm om ét r ic o

iTRC ...molar

=p

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