Propriedades Coligativas: Tonoscopia e Ebulioscopia

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Propriedades Coligativas: Tonoscopia e Ebulioscopia

  1. 1. Propriedades Coligativas:Tonoscopia e Ebulioscopia Deliana Lenilson Francelaine Márcia Glaucia Slyne
  2. 2. Propriedades ColigativasDe forma geral: São propriedades que se somam pela presença de um ou mais solutos e dependem única e exclusivamente do número de partículas (moléculas ou íons) que estão dispersas na solução, não dependendo da natureza do soluto.
  3. 3. Propriedades ColigativasContinuando... Isso significa dizer que a quantidade, e não a qualidade (tamanho, estrutura molecular ou massa), das partículas que estão juntas na solução é que irá influenciar na formação das propriedades (ou efeitos) coligativas.
  4. 4. Propriedades Coligativas Essas propriedades estão relacionadas com a pressão máxima de vapor das soluções. São elas: Tonoscopia; Ebulioscopia; Crioscopia; Osmose.
  5. 5. Pressão Máxima de VaporUma das propriedades físicas com a qual maiscomumente convivemos e muito fácil de perceberé a volatilidade de diferentes substâncias.Um exemplo é a água e o éter, onde o éter é maisvolátil que a água.
  6. 6. Pressão Máxima de Vapor (Pv)
  7. 7. Pressão Máxima de Vapor (Pv) Resultado:
  8. 8. Pressão Máxima de VaporLíquidos diferentes, numa mesma temperatura,apresentam diferentes pressões máximas de vapor,as quais dependem da intensidade das forçasintermoleculares da substância no estado líquido.Já para a maioria dos sólidos a pressão máxima devapor é desprezível.
  9. 9. Pressão Máxima de VaporNo entanto, a naftalina, mesmo sendo um sólido,apresenta uma considerável pressão máxima devapor. Devido à sua volatilidade, a naftalina é muito usada em banheiros para dissimular odores desagradáveis. Essa aplicação, no entanto, é desaconselhável, pois a inalação dos vapores de naftalina está associada a certos tipos de câncer.
  10. 10. Pressão Máxima de VaporQuando um líquido é aquecido, a energia cinéticamédia das suas moléculas aumenta, o que facilitaa passagem para o estado de vapor. Comoconsequência disso, há um aumento do número demoléculas no estado de vapor, isto é, ocorre umaumento da pressão máxima de vapor dasubstância.
  11. 11. Pressão Máxima de VaporÉ comum colocar-se gelo emmictórios de banheiros masculinoslocalizados em restaurantes. O gelodiminui a temperatura da urina e,dessa forma, reduz a volatilidadedas substâncias que exalam cheirodesagradável.
  12. 12. Pressão Máxima de Vapor e a Temperatura de EbuliçãoQuando um líquido é aquecido em recipienteaberto, no seu interior formam-se bolhasconstituídas do vapor do líquido. Para que essasbolhas escapem do líquido, é necessário que suapressão seja, no mínimo, igual à pressãoatmosférica.
  13. 13. Pressão Máxima de Vapor e a Temperatura de EbuliçãoUm líquido ferve (entraem ebulição) àtemperatura na qual apressão máxima de vaporse iguala à pressãoexercida sobre suasuperfície, ou seja, àpressão atmosférica.
  14. 14. Introduzindo a Tonoscopia e EbulioscopiaA intensidade com que as propriedadescoligativas ocorrem depende unicamente daquantidade de partículas presentes na solução,mas não depende da natureza dessas partículas.
  15. 15. Introduzindo a Tonoscopia e EbulioscopiaTais fenômenos podem ser explicados pelasinterações que ocorrem entre as partículas dosoluto e as moléculas do solvente. Essasinterações dificultam a passagem do solventepara o estado de vapor, assim como o seucongelamento.
  16. 16. Introduzindo a Tonoscopia e EbulioscopiaEm uma solução aquosa de NaCl (b), a quantidade demoléculas de água que passa para o estado de vapor émenor que na água pura (a), a uma mesma temperatura.
  17. 17. Solutos Moleculares Solutos moleculares como a glicose e sacarose, de mesma concentração em mol/L, apresentam a mesma pressão osmótica. Solutos iônicos como NaCl ou CaCl2, embora tenham a mesma concentração em mol/L, apresentam pressão osmótica diferentes, devido números de partículas produzidas. Como o NaCl se dissolve em água, gerando íons Na+ e Cl-, 1 mol/L de NaCl produz na verdade 2 mol/L de partículas.
  18. 18. Solução Molecular e Iônica Solução é formada pela união de 2 ou mais substâncias. Em uma solução sempre teremos soluto e solvente, sendo:• Soluto: o que será dissolvido ou estiver em menor quantidade.• Solvente: o que irá dissolver ou estiver em maior quantidade.
  19. 19. Solução Molecular e Iônica Dependendo do soluto adicionado poderemos formar soluções Eletrolíticas ou não Eletrolíticas, sendo:• Eletrolítica: a que conduz corrente elétrica.• Não eletrolítica: a que não conduz corrente elétrica.
  20. 20. Soluto Iônico Soluto iônico é todo soluto que, quando em meio aquoso, se dissocia formando íons. É o caso, deforma mais geral, dos sais (porém, nem todos são solúveis em água). Por exemplo:• O cloreto de sódio, NaCl, ao ser misturado à água, se dissocia em: + - NaCl  Na e Cl soluto iônico +2 - CaCl2  Ca + 2Cl soluto iônico
  21. 21. Soluto IônicoO açúcar que usamos em casa, sacarose,C12H22O11, quando misturada à água, permanececom a mesma estrutura, não rompe a ligaçãomolecular: C12H22O11  C12H22O11 soluto molecular
  22. 22. Tonoscopia ou Tonometria Tonoscopia ou tonometria é o estudo da diminuição da pressão máxima de vapor de um solvente, provocada pela adição de um soluto não-volátil.A pressão de vapor da solução deve-seexclusivamente à quantidade de solvente na fase devapor.
  23. 23. Tonoscopia ou TonometriaA pressão máxima de vapor da água a 30 ºC é iguala 31,82 mm Hg. Soluções aquosas de solutos não-voláteis apresentam pressões máximas de vapormenores que a da água.
  24. 24. Tonoscopia ou TonometriaNota-se que existe uma relação entre oabaixamento absoluto da pressão máxima de vapor(ΔP) e o número de mol de partículas do solutopresente na solução.
  25. 25. Tonoscopia ou TonometriaCom isso, podemos concluir que:Quanto maior for o número de partículas (nº demol) do soluto não-volátil na solução, maior será oabaixamento absoluto da pressão máxima de vapor(ΔP).
  26. 26. Aspectos Quantitativos: TonoscopiaNo século XIX vários cientistas verificaram que aadição de um soluto não-volátil a um dado solventeprovocava diminuição da pressão máxima devapor. Essa variação (ΔP) é denominadaabaixamento absoluto da pressão máxima de vapor: ΔP = P2 – P
  27. 27. Aspectos Quantitativos: TonoscopiaPor volta de 1887, o químico francês François MarieRaoult estabeleceu uma relação entre o número departículas do soluto não-volátil e o abaixamento dapressão máxima de vapor (ΔP). Essa relação,conhecida como lei de Raoult, diz que: O abaixamento absoluto da pressão máxima de vapor (ΔP) é igual ao produto da pressão máxima de vapor do solvente (P2) e da fração molar do soluto (x1).
  28. 28. Aspectos Quantitativos: TonoscopiaMatematicamente, temos: ΔP = x1P2 ou ΔP = x1 P2em que x 1= n1__ n1 + n2sendo essa relação denominada abaixamentorelativo da pressão máxima de vapor.
  29. 29. Aspectos Quantitativos: TonoscopiaOutra maneira de calcular o efeito tonoscópico érelacionando-o à molalidade da solução: ΔP = Kt . W P2 em que,Kt = constante tonoscópicaKt = massa molecular do solvente 1 000W(molalidade) = n1 = mol m2 kg
  30. 30. Observações1. A lei de Raoult é válida para soluções moleculares desoluto não-volátil de concentrações inferiores a 1 molde soluto por litro de solução, ou seja, 1 molar.2. Em soluções aquosas diluídas, a molalidade (W)pode ser considerada igual à molaridade (m)(concentração em mol/L). Assim, a lei de Raoulttambém pode ser expressa por: ΔP = Kt . m P2
  31. 31. Observações3. Essas relações matemáticas são válidas para soluçõesmoleculares em que o número de partículas presentesna solução (moléculas) é igual ao número de partículasdissolvidas (moléculas). Nas soluções iônicas, porém,devido ao fenômeno da dissociação ou ionização, onúmero de partículas presentes na solução (moléculas eíons) é maior do que o número de partículasdissolvidas, o que provoca um aumento no efeitocoligativo.
  32. 32. ObservaçõesPor esse motivo, nas soluções iônicas devemosintroduzir um fator de correção. Esse fator érepresentado pela letra i e foi proposto pela primeiravez por Van’t Hoff, que deduziu uma expressãomatemática que relaciona o grau de dissociação (α) e onúmero de íons produzidos por fórmula de soluto (q)para a determinação do i: i = 1 + α (q – 1)
  33. 33. ObservaçõesLogo, para soluções iônicas, temos: ΔP = x1 . i ΔP = Kt . m . i P2 P2
  34. 34. Ebulioscopia ou Ebuliometria Ebulioscopia ou ebuliometria é o estudo da elevação da temperatura de ebulição do solvente em uma solução.O aumento (variação) da temperatura de ebulição(ΔtE) pode ser justificado pela diminuição da pressãomáxima de vapor, que se deve à presença daspartículas do soluto.
  35. 35. Ebulioscopia ou EbuliometriaContinuando...Para que ocorra a ebulição da solução, é necessárioque ela seja aquecida até que sua pressão de vapor seiguale à pressão atmosférica. A formula usada para o Calculo é: ΔtE = Te2 – TeOnde:Te2 = Temperatura de ebulição da soluçãoTe = Temperatura de ebulição do solvente
  36. 36. Ebulioscopia ou EbuliometriaEssa propriedade foi estudada pelo cientistafrancês François Marie Raoult (1830-1901) e seusestudos o levaram à seguinte conclusão: Quando o ponto de ebulição de um líquido éelevado pela presença de um soluto não volátil, onovo valor é diretamente proporcional ao númerode mols da solução.
  37. 37. Ebulioscopia ou EbuliometriaEssa relação entre o efeito ebulioscópico e aconcentração da solução, é mais conhecida comoLei de Raoult. Na química, a lei de Raoult (pronuncia-se "Raul") é dedicada a François-Marie Raoult (1830-1901) e afirma que a pressão parcial de cada componente em uma solução ideal é dependente da pressão de vapor dos componentes individuais e da fração molar dos mesmos componentes. Fonte: Wikipédia
  38. 38. Ebulioscopia ou EbuliometriaUm exemplo de Ebulioscopia surge no preparo docafé: quando adicionamos açúcar na água que estavaprestes a entrar em ebulição. Os cristais de açúcar antes de serem dissolvidos pelo aquecimento constituem partículas que retardam o ponto de ebulição da água, ou seja, o líquido vai demorar um pouco mais a entrar em ebulição.
  39. 39. ReferênciasUSBERCO, João. Química — volume único / JoãoUsberco, Edgard Salvador.— 5. ed. reform. — SãoPaulo : Saraiva, 2002.WIKIPEDIA. Lei de Raoult. Disponível em:http://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Raoult Acesso em:07/11/2011.

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