Propriedades Coligativas – Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Osmose

O que são Propriedades Coligativas?

Futuro universitário, provavelmente, você já fez essa pergunta antes! Eu sei disso porque eu fiz, quando estudante, e meus alunos fizeram!

O fato é que propriedades coligativas é um assunto de físico-química muito simples de aprender, e neste artigo vou fazer o máximo para torná-lo bem didático para você, combinado?

Agora, vamos fazer um acordo:

Se você entender o assunto, você deixará seu comentário e compartilhará no facebook e whatsapp com seu amigos, tudo bem?

Neste artigo, vou de mostrar:

    • Propriedades Coligativas - Ideias Preliminares;
    • Propriedades Coligativas - Pressão de Vapor;
    • Propriedade Coligativas - Tonoscopia;
    • Propriedades Coligativas - Ebulioscopia
    • Propriedades Coligativas - Crioscopia;
    • Propriedades Coligativas - Osmometria
    • Propriedades coligativas - Como a quantidade de soluto afeta o efeito coligativo?

Preparado? Então, vamos lá!

Propriedades Coligativas - Ideias preliminares

Antes de começarmos a falar sobre propriedades coligativas, você precisa saber que todas as substâncias puras possuem propriedades específicas que as caracterizam, as identificam e as diferenciam. Elas são como "digitais" das substâncias, ou seja, só elas possuem essas propriedades, que ajudam a identificá-las.

Propriedades coligativas propriedades específicas

Veja este exemplo. Vamos supor que eu pegue dois copos de vidro e adicione, em um copo, água mineral, e, no outro, álcool. Visualmente parecem ser iguais, contudo as duas substâncias possuem propriedades físicas diferentes, que as diferenciam, e ajudam os químicos a saberem que de fato são substâncias diferentes.

Alguns exemplos de propriedades específicas da matéria são:

  • Densidade;
  • Volatilidade;
  • Ponto de ebulição;
  • Ponto de Fusão;
  • calor específico;

Isso quer dizer que cada substância pura possui seu próprio valor de densidade, volatilidade, ponto de ebulição, ponto de fusão, calor específico, etc.

Veja na tabela abaixo a diferença dos valores entre água e álcool utilizados como exemplo.

Propriedades coligativas substância pura

Perceba que apesar de ambas serem incolores e transparentes, elas possuem propriedades específicas diferentes, o que mostra que, de fato, são substâncias diferentes.

Assim como álcool e água, todas as outras substâncias possuem propriedades específicas que as caracterizam.

Sob mesmas condições de pressão e temperatura, essas propriedades permanecem inalteradas para determinada substância pura.

E o que isso tem haver com propriedades coligativas, Danilo?

As propriedades coligativas estudam as alterações que as substâncias puras sofrem nessas propriedades específicas, quando se adiciona um soluto não volátil, ou seja, quando a transforma em uma mistura.

Entenda soluto não volátil como sendo sais e açúcares, que misturam-se com solvente e não evaporam com o tempo.

Por exemplo, a água pura entram em ebulição a 100°C nas CNTP, contudo, ao adicionarmos sal de cozinha (NaCl - Cloreto de Sódio), sua propriedade específica ponto de ebulição é alterada para outro valor maior que 100°C. O tamanho desta variação depende da quantidade de soluto adicionado na água.

Mais abaixo, vou te mostrar como a quantidade de soluto afeta o efeito coligativo.

As propriedades específicas que sofrem alterações com a adição de soluto não volátil são:

  • Volatilidade (Pressão de Vapor),
  • Ponto de ebulição
  • o ponto de fusão;
  • pressão osmótica;

E são exatamente estes pontos estudados em Propriedades Coligativas e que veremos neste artigo.

Os efeitos nas propriedades específicas das substâncias pela adição de soluto não volátil são chamados de efeitos coligativos, e podem ser chamados de:

- Tonoscopia: alteração da pressão de vapor ou volatilidade de uma substância pela adição de soluto não volátil;

- Ebulioscopia: alteração do ponto de ebulição de uma substância pela adição de soluto não volátil;

- Crioscopia: alteração do ponto de fusão de uma substância pela adição de soluto não volátil;

- Osmometria: alteração da pressão osmótica pela adição de soluto não volátil;

Vamos falar um pouco sobre cada um deles. Acompanhe-nos até o final.

 

Propriedades Coligativas - Pressão de Vapor

É muito importante que você entenda o que é a pressão de vapor. Pressão de vapor indica a capacidade de um líquido evaporar ( ser volátil). Quanto maior sua pressão de vapor, mais o líquido evapora com facilidade.

Propriedades coligativas pressão de vapor

O nome “ Pressão de Vapor” vem do fato de que, em um recipiente fechado, um líquido, ao evaporar faz uma pressão na parede do recipiente. Essa pressão é devido aos vapores do líquido evaporado. Daí o nome “Pressão de Vapor”.

Para você compreender de forma mais detalhada pressão de vapor, elaborei um artigo sobre o assunto. Clique aqui e confira de forma simples o que é pressão de vapor. No artigo eu falo o que é pressão de vapor, como ela se relaciona com forças intermoleculares, sua dependência da temperatura, pressão de vapor e ponto de ebulição, ponto de ebulição em grandes altitudes, ponto de ebulição e Panela de Pressão. Confira!

Nos próximos tópicos vou te mostrar um resumo do que são a Tonoscopia, ebulioscopia, crioscopia e osmometria.

Propriedades Coligativas - Tonoscopia

A tonoscopia estuda os efeitos na pressão máxima de vapor de um líquido puro, ao se adicionar um soluto não volátil, como sal ou açúcar no solvente. O soluto impede a evaporação do líquido, diminuindo assim, a quantidade de vapor emanado, e consequentemente, a pressão máxima de vapor. Portanto, a adição de soluto não volátil diminui a pressão de vapor de líquidos de uma substância pura.

Propriedades coligativas tonoscopia

 

Para aprender mais sobre pressão de vapor, clique neste link e leia meu artigo.

Propriedades Coligativas - Ebulioscopia

A Ebulioscopia estuda os efeitos na temperatura de ebulição de um líquido puro, ao se adicionar um soluto não volátil como sal ou açúcar no solvente.

Uma vez que a adição de soluto não volátil atrapalha a evaporação do líquido, é preciso aumentar ainda mais a temperatura do líquido para fazê-lo evaporar. Desta forma, a adição de soluto não volátil aumenta a temperatura de ebulição da substância pura.

Propriedades coligativas ebulioscopia

Portanto, enquanto a água pura entra em ebulição a 100°C, uma mistura de água com sal entra em ebulição a temperatura mais alta que 100°C. Essa variação de temperatura de ebulição, depende da quantidade de matéria misturada com a água. Os aspectos quantitativos de propriedades coligativas vamos ver mais adiante.

Propriedades Coligativas - Crioscopia

A crioscopia estuda os efeitos na temperatura de fusão de um líquido puro, ao se adicionar um soluto não volátil como sal ou açúcar no solvente.

A adição de soluto não volátil diminui a temperatura de fusão ou de congelamento. Portanto, se a água pura congela a 0°C, quando está misturada com sais ou açúcares passa a congelar a temperaturas mais baixas.

Propriedades coligativas crioscopia

Lembre-se que, para uma substância pura, a temperatura de fusão (derretimento) é igual a temperatura de congelamento. Isso quer dizer que água congela a 0°C e derrete também a 0°C quando a pressão atmosférica é igual a 1atm.

Quando se adiciona um soluto não volátil, as temperaturas de congelamento e fusão diminuem, Ou seja, se estivermos falando da substância água, sua temperatura de fusão terá diminuído.

Propriedades Coligativas - Osmometria

A osmometria estuda os efeitos na osmose de um líquido puro, ao se adicionar um soluto não volátil como sal ou açúcar no solvente.

A osmose é a movimentação da água do meio menos concentrado de soluto para o meio mais concentrado de soluto. Se você reparar direitinho, na verdade é a movimentação da água de onde se tem mais água para onde se tem menos água. Veja a figura abaixo e seu processo de osmose.

Propriedades coligativas Osmose

Dois conceitos muito importantes para este assunto são Hipotônico e hipertônico. O termo hipertônico quer dizer ”alta concentração de soluto”; o termo hipotônico quer dizer “baixa concentração de soluto”. A osmose acontece no sentido do meio hipotônico para o meio hipertônico, na tentativa de diluir ou diminuir a concentração do meio hipertônico.

O movimento da água acontece no intuito de diluir a concentração hipertônica, diminuindo a sua concentração até que as concentrações se igualem, ou seja, as soluções se tornem isotônicas (mesma concentração). Quando as soluções se tornam isotônicas a pressão osmótica se anula, ou seja, não há mais movimentação de água.

Nas provas, as situações de osmose que mais aparecem são:

  • Alface murcha ao se colocar vinagre

O vinagre é uma solução muito concentrada de ácido acético, enquanto a alface tem menor concentração. A osmose acontece, portanto, da água saindo da alface em direção a solução de vinagre, numa tentativa de diluir a concentração de vinagre. A consequência disso é que a alface murcha por ter perdido água.

  • Peixe de água doce que morre ao ser colocado em água salgada, ou vice-versa;

O peixe vive em equilíbrio osmótico com o seu habitat. Portanto, se o peixe é de água salgada, sua concentração de sais é elevada. Quando o peixe de água salgada é colocado em água doce, a água se desloca para dentro do peixe na tentativa de diminuir sua concentração. O resultado é que o peixe incha.

Por outro lado, se o peixe é de água doce, ele possui baixa concentração de sais. Quando o peixe de água doce é colocado em água salgada, a água do interior do peixe vai tender a sair do peixe na tentativa de diminuir a contração do meio. Neste caso, o peixe se desidrata (perde água) e morre.

  • Hemácias que se rompem ou murcham ao ser colocadas em meio hipotônico, ou hipertônico.

A situação das hemácias é igual ao dos peixes. Se a hemácia é colocada em um meio hipotônico, a água vai tender a entrar na hemácia, inchando-a até o ponto dela romper suas paredes. Por outro lado, se a hemácia é colocada em um meio hipertônico, a água de seu interior vai sair da hemácia, e esta ficará murcha.

Na tabela abaixo, faço um resumo das propriedades coligativas.

Propriedades coligativas resumo

Propriedades coligativas - Como a quantidade de soluto afeta o efeito coligativo?

O efeito coligativo é tanto maior, quanto maior o número de partículas não voláteis dispersas no solvente. Portanto, alguns fatores intensificam o efeito coligativo, tais como:

  • Quantidade de soluto dissolvido;
  • Ionização ou Dissociação iônica do soluto.

Quantidade de Soluto Dissolvido

Quanto maior a concentração molar (molaridade - mol/L) de uma mistura, maior o efeito coligativo. Portanto, comparando duas soluções A e B, sendo A de 0,1 mol/L e B de 0,2 mol/L, tem-se:

  • Tonoscopia: a diminuição da pressão de vapor de B é mais acentuada que A;
  • Ebulioscopia: a temperatura de ebulição de B é maior que a temperatura de ebulição de A;
  • Crioscopia: a temperatura de fusão de B é menor que a temperatura de fusão de A;
  • Osmometria: a pressão osmótica de B é maior que a pressão osmótica de A;

Ionização ou dissociação iônica do soluto

Quando dissolvidos em água, ácidos, bases e sais produzem íons em um processo chamado de ionização e dissociação iônica, respectivamente. 

Neste processo, 1 mol de substância dissolvida é capaz de gerar mais mols de substâncias. Exemplo:

Propriedades coligativas dissociação e ionização 2

Portanto essas substâncias que, quando dissolvidas, geram mais mols, possuem efeitos coligativos mais intensos.

Por exemplo, 1 mol/L de solução de AlCl3, possui maior efeito coligativo que 1 mol/L de NaCl, pois AlCl3 é capaz de gerar 4 mols de substâncias dissolvidas(sendo 3 mols de íons cloreto e 1 mol de íons Alumínio), enquanto NaCl só é capaz de gerar 2 mols (sendo 1 mol de íon de sódio, e 1 mol de íon cloreto). Veja a figura abaixo.

Propriedades coligativas dissociação e ionização

Por outro lado, substâncias orgânicas, com exceção de sais e ácidos orgânicos, não possuem capacidade de dissociação ou ionização. Desta forma, quando comparado com sais e ácidos inorgânicos, eles possuem efeitos coligativos mais baixos.

É o caso da glicose e da sacarose, que 1 mol/L de sacarose tem menor efeito coligativo que 1 mol/L de NaCl, já que o NaCl se dissocia, e a sacarose, não dissocia nem ioniza. 

 

É isso aí, futuro universitário, com isso concluímos o nosso artigo sobre propriedades coligativas.

Espero que você tenha gostado. Se você gostou:

  • Deixe seu comentário;
  • Compartilhe no facebook e whatsapp com seus amigos;
  • Se inscreva em nosso canal do youtube;
  • Curta nossa página do facebook;

Grande Abraço e nos vemos no próximo artigo!

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *