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sábado, 5 de novembro de 2011

Propriedades Coligativas

Principio Básico: Propriedades Coligativas são alterações que os solutos causam ao solvente.
Exemplo: A água pura (solvente) congela a 0ºC e ferve a 100ºC , ao nivel do mar, já a água que contém sal dissolvido (soluto) entra em ebulição a uma temperatura acima de 100ºC e congela abaixo de 0ºC. Tais mudanças recebem o nome de propriedades coligativas
As principais mudanças sofridas por um líquido que contém um soluto não-volátil dissolvido são:
• A pressão de vapor do líquido diminui (Tonoscopia).
• O ponto de ebulição do líquido aumenta (Ebulioscopia).
• O ponto de congelação do líquido diminui (Crioscopia).
• A pressão osmótica varia (Osmoscopia).
As mudanças de comportamento do solvente provocadas pela presença de um soluto não-volátil devem-se unicamente ao número de partículas dispersas e não dependem da natureza desse soluto.

Vejamos algumas situações relacionadas com essas propriedades:• O uso de aditivos, como o etilenoglicol, á água do radiador de carros evita que ela entre em ebulição, no caso de um superaquecimento do motor.
• Nos países em que o inverso é rigoroso, esse mesmo aditivo tem o efeito de evitar o congelamento da água do radiador. Também nesses países, joga-se sal nas estradas e ruas com acúmulo de neve para derretê-la.
• Em verduras cruas com sal, as células perdem água mais rapidamente, murchando em pouco tempo.

Tonoscopia ou Tonometria.
É a propriedade que corresponde à diminuição da pressão de vapor de um líquido provocada pela presença de um soluto não-volátil.
Vejamos primeiro o que é pressão de vapor.
Um recipiente contendo água líquida (Figura 1), depois de algum tempo começa a ocorrer a evaporação do líquido (Figura 2).

Figura 01 Figura 2

Uma parte do vapor na figura 2 sofre condensação( passagem de fase de vapor para liquida). No ponto onde a velocidade de condensação iguala-se à velocidade de evaporação temos o equilíbrio dinâmico onde o vapor exerce sobre o líquido a pressão máxima(maior pressão possível).

Pressão máxima de vapor de um líquido é a pressão que seu vapor exerce, num recipiente fechado, quando está em equilíbrio com o líquido, a uma certa temperatura.





Fatores que influem na Pressão de Vapor:*Quanto maior a temperatura, maior a pressão de vapor de uma substância.
*Quanto mais volátil de uma substância maior é a sua pressão de vapor, a uma
mesma temperatura, líquidos mais voláteis têm maior pressão de vapor, ou seja,
entram em ebulição antes.
Exemplo:
Água Temperatura Ebulição = 100ºC
Álcool Temperatura Ebulição = 78ºC Éter Temperatura Ebulição = 36ºC






Maior pressão de vapor implica atingir o ponto de ebulição mais rápido.
Ao nível do mar (1 atm = 760 mmHg), o álcool ferve a 78,3ºC, e a água, a 100ºC. Observe no gráfico que, aumentando a temperatura, a pressão de vapor aumenta. a 78,3ºC, o álcool ferve, pois sua pressão de vapor se iguala à pressão atmosférica. A pressão de vapor da água fica igual a 760 mmHg, a 100ºC.
Os Líquidos diferentes possuem pressões de vapor diferentes, conseqüência das maiores ou menores forças de atração entre as moléculas dos líquidos. Assim, quando mais fracas forem as ligações intermoleculares, mais fácil será a evaporação e , portanto, maior será a pressão de vapor do líquido.

Temperatura de ebulição (também chamada de ponto de ebulição).
é aquela na qual a pressão de vapor de um líquido é igual à pressão externa exercida sobre o líquido.
• Quanto maior a pressão externa , maior a temperatura de ebulição
• Locais situados ao nível do mar, têm pressão atmosférica maior e a temperatura de ebulição é maior do que em locais com maior altitude em onde a pressão atmosférica é menor. Assim o tempo de cozimento dos alimentos aumenta quando a pressão externa diminui.
Curiosidades

• As panelas de pressão são projetadas para reter boa parte do vapor de água, aumentando a pressão interna. A água permanece líquida, acima de 100° C e, em virtude da alta temperatura, os alimentos cozinham mais rápido.
• A água ferve sem necessidade de aquecimento em grandes altitudes. A 27.000m de altitude, a água entra em ebulição a 100° C.
• Quando patinamos no gelo, de fato os patins deslizam sobre uma fina camada de água líquida, essa camada se forma devido à pressão exercida pelas lâminas dos patins, pressão essa que provoca a fusão do gelo.

EBULIOSCOPIAComo vimos um líquido ferve a temperatura na qual sua pressão de vapor é igual à pressão atmosférica.
Caso seja necessário reduzir a temperatura de ebulição de um liquido, basta diminuir a pressão exercida sobre ele.
Ao se adicionar um soluto (não volátil e molecular) à água pura, a temperatura de ebulição do solvente na solução aumenta.


CRIOSCOPIA (ABAIXAMENTO DO PONTO DE CONGELAMENTO)
A Temperatura de início de congelamento do solvente de uma solução É SEMPRE MENOR que a temperatura de início de congelamento do solvente puro. Uma utilidade prática do abaixamento da temperatura de congelamento é a utilização de água e etilenoglicol no radiador de carros de países de clima frio, a mistura pode baixar a temperatura até -35° C, utilizando água pura à temperatura mínima seria de 0°C. A água dos oceanos, é uma solução que contém diversos solutos, dentre os quais o cloreto de sódio. Rios e lagos de água doce também possuem solutos, mas em bem menor concentração. A temperatura de início de congelamento das águas dos oceanos É MENOR que a temperatura de início de congelamento das águas de rios e lagos, mas POR QUE? Como vimos à temperatura de início de congelamento de qualquer solução é sempre menor que a temperatura de início de congelamento do solvente puro e QUANTO MAIOR A CONCENTRAÇÃO DA SOLUÇÃO, MENOR SUA TEMPERATURA DE INÍCIO DE CONGELAMENTO.
Uma utilidade prática do abaixamento da temperatura de congelamento é a utilização de água e etilenoglicol no radiador de carros de países de clima frio, a mistura pode baixar a temperatura até –35ºC.

PRESSÃO OSMÓTICA. Dois líquidos podem aparecer separados por uma membrana semipermeável.
Uma membrana semipermeável é uma barreira fina que permite a passagem de certas espécies atômicas, mas de outras não. Neste caso, ela permite a passagem de moléculas do solvente em ambas as direções, mas é impermeável para partículas de soluto )
OSMOSE
Fenômeno que permite a passagem do solvente do meio mais diluído para o meio mais concentrado através de uma membrana permeável é denominado osmose.
Assim, para ocorrer osmose, as concentrações das partículas de soluto devem ser diferentes nos dois líquidos.
Em condições normais, a água entra e sai continuamente das células, difundindo-se em direção à região em que há menor numero de moléculas de água, estabelecendo o equilíbrio osmótico. Se uma célula viva, por exemplo uma hemácia, for colocada em solução salina, que apresente concentração superior à da célula, haverá um fluxo de água, através da membrana plasmática, de dentro da célula (menor concentração) para fora da célula (maior concentração), provocando a sua contração. Ao contrário, se o meio for hipotônico, a célula ficará intumescida. Isso faz com que a administração de soro deva ser feita com solução isotônica. Nos vegetais existe, além da membrana plasmática, outra membrana (celulósica) que limita a entrada de água, evitando que as células se rompam.
Curiosidades
• Para fazermos carne seca, adicionamos sal à carne. O cloreto de sódio (sal de cozinha) retira a água da carne por osmose, impedindo o crescimento de microorganismos.
• A dessalinização é um processo para obtenção de água potável, a partir de água do mar, em regiões onde as fontes de água doce são insuficientes. A remoção do sal é feita por osmose reversa, ou seja, o solvente (água) fará o caminho inverso ao natural, pela aplicação de uma pressão superior à pressão osmótica. Uma das dificuldades desse processo é a obtenção de membranas semipermeáveis que resistam a altas pressões.



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