quarta-feira, 21 de março de 2007

2º COL/ 3ºTRAB/ PROPRIEDADES COLIGATVAS


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 matemáticadp / 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 CongelaçãoA 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

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