PROFESSOR

PAULO CESAR

PORTAL DE ESTUDOS EM QUÍMICA
 

DICAS PARA O SUCESSO NO VESTIBULAR: AULA ASSISTIDA É AULA ESTUDADA - MANTER O EQUILÍBRIO EMOCIONAL E O CONDICIONAMENTO FÍSICO - FIXAR O APRENDIZADO TEÓRICO ATRAVÉS DA RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS.

Home
Cinética Química
Eletroquímica
Equilíbrio Químico
Termoquímica
Propriedades Coligativas
Soluções

 

Propriedades coligativas das soluções

  1. Pressão de vapor
    bullet Pressão de vapor e volatilidade
    bullet Pressão de vapor e ponto de ebulição
    bulletPressão de vapor e mudança de estado
    bulletPonto triplo
  2. Tonoscopia
  3. Crioscopia
  4. Ebulioscopia
  5. Osmose

horizontal rule

Pressão de vapor

Pressão de vapor de um líquido A a uma dada temperatura é a pressão do vapor de A no equilíbrio líquido (A) « vapor (A), nessa temperatura.

 

Imagine um cilindro fechado contendo um líquido, com um espaço vazio acima da altura do líquido, e um manômetro. Com o nível de mercúrio dos dois ramos na mesma altura (figura a). 


 

Primeiramente, as moléculas do líquido se deslocam para o espaço vazio do cilindro, formando a fase gasosa. A pressão exercida pelo vapor do líquido é medida pelo manômetro. Notamos que o nível do mercúrio sobe até certo ponto onde estaciona (figura b). A pressão exercida pelo vapor do líquido é medida pelo desnível h ente os dois níveis de mercúrio.

A pressão máxima de vapor é definida como a pressão exercida pelo vapor em equilíbrio.

Até que a velocidade de vaporização atinja o equilíbrio, ela é maior que a velocidade de condensação. Conforme a quantidade de vapor aumenta, a pressão do vapor também aumenta. A partir do momento em que o equilíbrio é alcançado, a concentração de moléculas na fase de vapor torna-se constante e a pressão não aumenta mais, ou seja, o seu valor máximo é atingido. 

Como a superfície do líquido e a temperatura não se alteram, a velocidade de vaporização é constante.


 

A velocidade de condensação torna-se igual à velocidade de vaporização no equilíbrio, ou seja, o número de moléculas que abandonam o líquido se iguala ao número de moléculas que voltam para o líquido. 

A pressão máxima do vapor também pode ser chamada de pressão de vapor ou pressão de vapor de equilíbrio. Tal pressão é aquela que é exercida pelo vapor em equilíbrio com o seu líquido. 

Quando o vapor está em equilíbrio com o seu líquido, ele é denominado vapor saturante.


 

A pressão de vapor depende somente da natureza do liquido e da temperatura

A pressão de vapor depende exclusivamente da natureza do líquido e da sua temperatura, não depende da quantidade de líquido nem do espaço ocupado pelo vapor. 

 

Pressão de Vapor e Volatilidade

Quando as forças intermoleculares são muito intensas, a vaporização é pouco provável e a pressão do vapor é menor. Porém, se as moléculas não estiverem fortemente presas ao líquido, a vaporização ocorre com facilidade e a pressão de vapor é maior. 

Podemos dizer que, sob uma temperatura de 20°C, a pressão máxima de vapor de água é 17,5mm de Hg e a pressão máxima de vapor do álcool etílico (etanol) é 44mm Hg. Portanto, o álcool é mais volátil que a água. 

Conforme a temperatura aumenta, ocorre também o aumento na pressão de vapor do líquido. Portanto, sob uma temperatura de 27°C, a pressão máxima de vapor da água é de 26mm de Hg. E sob a temperatura de 47°C a pressão máxima de vapor da água é de 79 mm Hg. O diagrama abaixo representa essa relação entre pressão de vapor e temperatura. 


 

A pressão de vapor aumenta com a temperatura.

Vaporizando um líquido no interior de uma câmara barométrica do tipo Torricelli, até ser atingido o equilíbrio líquido « vapor , o abaixamento da coluna de mercúrio mede a pressão de vapor à temperatura da experiência.

Quanto maior é a pressão de vapor a uma mesma temperatura, mais volátil é o líquido.

 

Pressão de vapor e ponto de ebulição

Um líquido entra em ebulição quando a pressão de vapor do líquido torna-se igual a pressão existente sobre a superfície do líquido. 

Quanto maior for a pressão de vapor nas condições ambientes, o líquido ferverá mais facilmente, isto significa que, quanto menor for o ponto de ebulição, mais volátil será o líquido. 

Desse modo, sob uma temperatura de 20°C, a pressão máxima de vapor de água é 17,5mm de Hg e a pressão máxima de vapor do álcool é 44mm de Hg.


 

Observe no gráfico que, ao nível do mar (760 mmHg), o álcool etílico ferve a 78,3°C, e a água ferve a 100°C. Portanto, conforme a temperatura aumenta, a pressão máxima de vapor também aumenta. O álcool etílico entre em ebulição sob a temperatura de 78,3°C, pois nesta temperatura a sua pressão máxima de vapor se iguala à pressão atmosférica (760 mmHg à nível do mar). Já a pressão máxima de vapor da água se iguala a 760mm Hg sob a temperatura de 100°C.


 

Pressão de vapor e mudança de estado

bullet

Um líquido entra em ebulição à temperatura em que a sua pressão de vapor iguala-se à pressão exterior. Assim, a 100°C a água tem pressão de vapor igual a 1 atm. Portanto, sob 1 atm a água entra em ebulição a 100°C.

 

bullet

A maioria dos sólidos funde-se com expansão de volume. O gelo é uma das poucas exceções, fundindo-se com contração de volume.

 

bullet

O PF do gelo aumenta com a diminuição da pressão, e vice-versa. Para a maioria dos sólidos, o PF aumenta com o aumento da pressão, e vice-versa.

 

bullet

O PE de todas as substâncias aumenta com o aumento da pressão, e vice-versa.

 

bullet

As variações dos PF são insignificantes com a variação da pressão, porque no equilíbrio sólido « líquido não há participante gasoso.

 

bullet

As variações dos PE são significativas com a variação da pressão, porque no equilíbrio líquido « vapor há participante gasoso.

 

Ponto triplo

Ponto triplo de uma substância é um estado no qual se estabelece o equilíbrio sólido « líquido « vapor . Somente a uma determinada temperatura e pressão, que varia de uma substância para outra, estabelece-se esse equilíbrio triplo.

 

 

No caso da água, esse equilíbrio estabelece-se a, e somente a, 0,01°C e 4,58 mmHg.

Não existe líquido a uma pressão inferior à do respectivo ponto triplo. Assim, não existe água líquida a uma pressão menor que 4,58 mmHg.

A uma pressão inferior à do ponto triplo, ocorre somente o equilíbrio sólido « vapor (sublimação).

Substância que sublima à pressão ambiente tem a pressão do ponto triplo acima da pressão ambiente (1 atm ao nível do mar). Exemplo: gelo seco ou CO2 (s).

 

Tonoscopia

Dp = p2 - p

 

Medida Símbolo
pressão de vapor da solução p
pressão de vapor do solvente p2
fração molar do soluto X1
fração molar do solvente X2
constante tonoscópica molal Kt
massa molar do solvente M2
molalidade da solução W
concentração da solução em mol/L [soluto]
grau de dissociação iônica a
número de íons/molécula q
fator de van't Hoff i

p = p2 . X2
Dp
__
p2
= X1 . i
Dp
__
p2
@ Kt . W . i
 

 

somente para solução aquosa:

 

Dp
__
p2
@ Kt . [soluto] . i
Kt = 10-3 M2

 

 

Crioscopia

Dtc = Tc2 - Tc

 

Medida Símbolo
temperatura de congelação da solução Tc
temperatura de congelação do solvente Tc2
constante crioscópica Kc
calor de fusão do solvente (cal/kg) Lc

Dtc = Kc . W . i  

 

Kc = R* . (Tc2)2
________
Lc
(Tc2 em kelvin)

 

 

Ebulioscopia

Dte = Te2 - Te

 

Medida Símbolo
temperatura de ebulição da solução Te
temperatura de ebulição do solvente Te2
constante ebulioscópica molal Ke
calor de vaporização do solvente (cal/kg) Le

Dte = Ke . W . i  

 

Ke =

R* . (Te2)2
_______

Le

(Te2 em kelvin)

 

solução aquosa diluída
Þ W @ [soluto]

 

Em todas as expressões onde aparece i (fator de van't Hoff):

 

solução molecular
Þ i = 1

 

solução iônica
Þ i = a (q - 1) + 1

 

 

Osmose

Medida Símbolo
pressão osmótica p
temperatura da solução T

 

p = [soluto] . R . T . i

 

Constante universal do gás ideal

R =
0,082 L.atm
———
mol.K
R =
62,3 L.mmHg
————
mol.K
R* =
2 cal
———
mol.K
 

Explicação do fenômeno da osmose

Considere uma campânula completamente fechada, contendo no seu interior um recipiente com água pura e outro com solução aquosa de glicose. 



 

A água pura possui uma pressão de vapor maior do que solução, isto significa que a água pura sofre evaporação com mais facilidade. Conseqüentemente, há uma transferência de água do recipiente da esquerda para o da direita. 

Na osmose ocorre o mesmo, o solvente atravessa a membrana semipermeável na forma de vapor, ocorrendo uma destilação do mesmo, evaporando de um lado e condensando do outro. 


Osmose Reversa

Osmose reserva é um processo que consiste na aplicação de uma pressão elevada para deixar a água fluir de uma concentração mais concentrada para uma solução menos concentrada, através da membrana semipermeável.

A osmose reserva é usada para a dessalinização das águas dos oceanos. A pressão osmótica da água dos oceanos é da ordem de 30 atm. Ao aplicar uma pressão maior que 30 atm à solução salina, o fluxo osmótico será revertido, obtendo a água potável.

 

Home | Cinética Química | Eletroquímica | Equilíbrio Químico | Termoquímica | Propriedades Coligativas | Soluções

Este site foi atualizado em 04/01/11