_______________________________________________________________Físico-Química II

PROPRIEDADES COLIGATIVAS DAS SOLUÇÕES NÃO - ELETROLÍTICAS

São propriedades relacionadas apenas com o número relativo de moléculas (concentrações) dos componentes, mas independe da natureza deles.

As propriedades coligativas das soluções são: abaixamento da pressão de vapor, elevação da temperatura de ebulição, abaixamento da temperatura de congelamento e a pressão osmótica. Estas propriedades estão inter relacionadas e são as vezes, denominadas de propriedades osmóticas.

* Pressão Máxima de Vapor (PMV)PMV é a pressão exercida pelo vapor quando esta em

equilíbrio dinâmico com o líquido correspondente. A PMV depende da temperatura e da natureza do líquido. Observa-se experimentalmente que, numa mesma temperatura, cada líquido apresenta sua pressão de vapor, pois esta relacionada com a volatilidade do líquido.

1) Abaixamento da pressão de vapor – Tonometria ou Tonoscopia É o estudo do abaixamento da pressão máxima de vapor de um solvente, provocada pela

adição de um soluto não-volátil.

Abaixamento absoluto da pressão máxima de vapor da solução:

Abaixamento relativo da pressão máxima de vapor da solução:

O abaixamento relativo de pressão de vapor é proporcional à molaridade da solução. Numa solução diluída, o solvente obedece a Lei de Raoult e sua pressão parcial de vapor é dada por P1 = x1 P1°

• ΔP = P0-P (diminuição da pressão de vapor)

• P0 = pressão de vapor do solvente puro• Kt = constante tonoscópica • W = molaridade • M1 = massa molar do soluto• M2 = massa molar do solvente• m1 = massa do soluto• m2 = massa do solvente

Exemplo: Considere uma solução contendo 17,1 g de sacarose (PM = 342) em 180 g de água (PM = 18). A pressão de vapor dessa solução a 20 ºC, em atm, é: (Dado: Pv (H2O) a 20 ºC = 17,5 mm Hg)

2) Elevação da temperatura de ebulição – Ebulioscopia ou Ebuliometria É o estudo da elevação da temperatura de ebulição de um

líquido puro, causado pela adição de um soluto não-volátil.

LEI DE RAOULTEm uma solução diluída de um soluto qualquer, não-volátil e

não-iônico, a elevação da temperatura de ebulição é diretamente proporcional à molaridade da solução.

ou • ΔTe = elevação da temperatura de ebulição• Ke = constante ebulioscópica • W = molaridade

Podemos calcular o valor de Ke, para um determinado solvente, pela relação:

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)

Exemplo: 12,0 g de uma substância X, dissolvida em 500 g de água, sob pressão normal, entra em ebulição a 100,12 ºC. A massa molecular de X é: (Dado: constante ebulioscópica da água = 0,52 ºC mol–1.kg).

3) Abaixamento do ponto de congelação – Crioscopia ou Criometria É o estudo do abaixamento da temperatura de congelamento de um líquido puro, causado pela

dissolução de um soluto não-volátil.LEI DE RAOULT

Em uma solução diluída de um soluto qualquer, não-iônico, o abaixamento da temperatura de congelamento é diretamente proporcional à molaridade da solução.

ou

• ΔTC = diminuição da temperatura de fusão • KC = constante crioscópica • W = molaridade

Podemos calcular o valor de Kc, para um determinado solvente, pela relação:

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).

Exemplo: A temperatura de solidificação de uma solução que contém dissolvido 0,5 mol de um composto molecular em 1,500g de benzeno é: (Dados: T.F. do benzeno: 5,5ºC; constante crioscópica do benzeno: 5,1ºC.molal-1)

4) Pressão Osmótica

Osmose é a passagem do solvente do meio menos concentrado para o mais concentrado, por meio de uma membrana semipermeável.

Pressão osmótica (π) é a pressão externa que deve ser aplicada a uma solução para evitar sua diluição (osmose).

A pressão osmótica (π) está relacionada com a molaridade da solução (M) e com a temperatura na escala Kelvin (T), da seguinte maneira:

ou onde:• R = constante universal dos gases perfeitos.• T = temperatura absoluta (Kelvin).• M = Molaridade da solução (mol/L).

Dadas duas soluções A e B, separadas por uma membrana semipermeável e à mesma temperatura, com as suas concentrações diferentes, onde:Podemos afirmar que:• A solução A é hipertônica em relação à B.• A solução B é hipotônica em relação à A.• Se [A] = [B], teremos soluções isotônicas.

Exemplo: Qual será a pressão osmótica a 27ºC, de uma solução aquosa que contém 6 g de glicose (massa molar igual a 180 g/mol) em 820 mL de solução?