PROPRIEDADES COLIGATIVAS

PROPRIEDADES COLIGATIVAS

As propriedades coligativas são propriedades que se originam a partir da presença de um soluto não-volátil a um solvente. A intensidade da ocorrência dessas propriedades varia de acordo com a quantidade de partículas encontradas na solução.

As soluções podem ser moleculares quando as partículas encontradas são moléculas e iônicas quando as partículas encontradas são íons. Os efeitos coligativos que podem ocorrer são:

Ebulioscopia: Estuda a elevação da temperatura de ebulição do solvente numa solução; Sua fórmula é: Δte = Te2 - Te, onde:

Te = temperatura de ebulição da solução
Te2 = temperatura de ebulição do solvente

Tonoscopia: Estuda a diminuição da pressão máxima de vapor de um solvente quando lhe é adicionado um soluto não-volátil; Sua fórmula é: Δp = p2 – p, onde:

P = pressão de vapor da solução
P2 = pressão de vapor do solvente

Crioscopia: Estuda a diminuição do ponto de congelamento de um líquido causado pelo soluto não-volátil; Sua fórmula é: Δtc = Tc2 - Tc, onde:

Tc = temperatura de congelamento da solução
Tc2 = temperatura de congelamento do solvente

Osmoscopia: Estuda o surgimento da pressão osmótica de soluções. O aumento da pressão osmótica ocorre quando duas soluções do mesmo solvente são divididas por meio de uma membrana semipermeável que resulta em soluções de mesma concentração. Sua fórmula é: π= [soluto] • R • T • i , onde:

π = pressão osmótica
t = temperatura da solução

As propriedades coligativas se originam a partir da redução do potencial químico do solvente em contato com o soluto que causa o aumento da temperatura e da ebulição e a diminuição do ponto de fusão.

Propriedades Coligativas

1.Introdução
Os primeiros conceitos que todo estudante investiga, teoricamente ou na prática, são os conceitos de misturas e substâncias puras. Verifica-se, nos gráficos, que as misturas apresentam ponto de fusão e de ebulição variáveis, enquanto que nas substâncias puras estas propriedades são constantes. As interações entre soluto e solvente que fazem as propriedades físicas, ponto de fusão, ponto de ebulição e pressão de vapor variar são denominadas propriedades coligativas.
As propriedades coligativas das soluções são propriedades que dependem apenas do número de partícular dispersas, e não dependem da natureza do soluto.
Comparando uma solução de um soluto qualquer não volátil com a água pura, pode-se verificar que a solução apresenta ponto de ebulição mais alto, ponto de congelação mais baixo e pressão de vapor menos que a água pura.
Este fato que ocorre com a água, ocorre com qualquer solvente. Essas mudanças são denominadas de propriedades coligativas e sua intensidade depende apenas do número de partículas (moléculas ou íons) de soluto presente na solução, ou seja, da concentração da solução.
A lei que rege as propriedades coligativas é a Lei de Roult. Esta lei estabelece que a pressão de vapor de uma solução é igual à pressão de vapor do solvente puro multiplicado pela fração molar do mesmo. Ou ainda, o efeito coligativo produzido numa solução é diretamente proporcional à molaridade da mesma.


PVsolução = PVsolvente . FMsolvente Ec = K.W


PVsolução = pressão de vapor da solução;
PVsolvente = pressão de vapor do solvente puro;
FM = fração molar do solvente na solução;
Ec = efeito coligativo;
K = constante coligativa;
W = molalidade da solução.
Obs.: Normalmente se diz "Ponto de Ebulição da Solução" ou "Ponto de Congelação da Solução", deve-se no entanto entender, que é o ponto de ebulição ou congelação do "Solvente" na solução.

2. Propriedades Coligativas
- Tonometria ou Tonoscopia
- Ebuliometria ou Ebulioscopia
- Criometria ou Crioscopia
- Osmometria ou Osmoscopia
As denominações tonoscopia, ebulioscopia, crioscopia e osmoscopia são mais precisamente os nomes das propriedade coligativas, enquanto as denominações tonometria, criometria e osmometria são os estudos das medidas das propriedades.

3. Tonometria
3.1 Conceito
É o estudo do abaixamento da pressão máxima de vapor de um solvente pela adição de um soluto não volátil.

3.2 Expressão matemática

dp / p1 = abaixamento relativo da pressão máxima de vapor.
kt = Constante tonométrica;
W = Molalidade da solução.


4. Ebuliometria
4.1 Introdução
Um líquido entra em ebulição quando a pressão de vapor é igual à pressão externa, isto é, num local onde a pressão atmosférica é igual a 760 mm de Hg, os líquidos fervem na temperatura em sua pressão de vapor se igualar a este valor. A água ferve a 100ºC, quando a pressão externa for de 760 mm de Hg. Se a pressão atmosférica num determinado local é menos que 760 mm de Hg, no topo de uma montanha, por exemplo, a água ferve numa temperatura mais baixa que 100ºC.
A presão de vapor de um líquido está diretamente relacionada com o ponto de ebulição. O éter e a acetona, apresentam pontos de ebulição baixo, 34,6 e 56ºC, respectivamente, apresentam elevada pressãod de vapor, por isso, são muito voláteis. Qunto maior é a pressão de vapor de um líquido, menor será o seu ponto de ebulição.

4.2 Conceito
A ebuliometria é o estudo da elevação da temperatura de ebulição do solvente na solução de um soluto não volátil.

4.3 Expressão matemática

dte = elevação da temperatura de ebulição da solução;
ke = constante ebuliométrica;
W = molalidade da solução.

5. Criometria
5.1 Introdução
Traçando uma curva da pressão de vapor de um líquido, desde o estado sólido passando pela fusão obtém-se um gráfico conforme representado a seguir. A temperatura indicada no ponto de inflexão, quando a pressão atmosférica é de 760mmHg, corrsponde ao Ponto Normal de Congelação ou Ponto Normal de Fusão.

5.2 Conceito
A criometria é o estudo do abaixamento do Ponto de Congelação de um solvente pela adição de um soluto não volátil.

5.3 Abaixamento do Ponto de Congelação
A adição de um soluto não volátil a um solvente, acarrta uma diminuição na pressão de vapor deste solvente e, conseqüentemente seu ponto de congelação baixa.

5.4 Expressão matemática


dtc = kc.W


dte = elevação da temperatura de ebulição da solução;
ke = constante ebuliométrica;
W = molalidade da solução.

6. Osmometria ou Osmoscopia
6.1 Introdução
A osmometria estuda a pressão osmótica de soluções. Osmose é a denominação dada ao fenômeno da difusão do solvente através de membranas.
Inicialmente, vamos separar um copo de Becker em dois compartimentos com uma membrana semipermeável. Coloca-se, em seguida, água num compartimento e solução saturada de açúcar no outro, de maneira que o nível dos líquidos seja o mesmo. Após alguns minutos, podemos observar que o nível no compartimento com a solução saturada e açúcar é mais alto, enquanto o compartimento com água está mais baixo que o início.
Nessa experiência, vê-se que a água passou, através da membrana, para o compartimento de açúcar. Esta passagem de água através da membrana semipermeável é denominada de osmose.
Se a experiência for realizada utilizando-se duas soluções de açúcar de diferentes concetrações, pode-se verificar que ocorre a difusão do solvente da solução mais diluída para a mais concentrada.
Osmose é a passagem de um solvente para uma solução mais concentrada deste mesmo solvente através de uma membrana semipermeável.
A osmose sempre ocorre através de uma membrana semipermeável do solvente em direção ao soluto ou da solução mais diluída para a solução mais concentrada.

6.2 Classificação de membranas
a) Quanto à permeabilidade
- Membranas permeáveis: são membranas que deixam difundir o solvente e o soluto.
- Membranas semipermeáveis: são membranas que deixam difundir apenas o solvente, impedindo a difusão do soluto.
- Membranas impermeáveis: são membranas que não deixam difundir nem o solvente e nem o soluto.

b) Quanto à origem
- Membranas naturais: são membranas de origem animal ou vegetal, como o pergaminho, o papel de celofane e a bexiga de porco. As membranas naturais não são empregadas no estudo dos fenômenos osmóticos quando se exige precisão nos resultados, uma vez que não são perfeitamente semipermeáveis e deixam difundir tambem pequenas quantidades de soluto.
- Membranas artificiais: são membranas de origem industrial e são mais usadas devido a sua semipermeabilidade ser mais perfeita. A membrana de Traube-Pfefffer é uma das mais importantes e consiste de um cilindro de porcelana porosa impregnado de ferrocianeto de cobre II.


6.3 Expressão matemática


pV = nRT ou pV = nRT