Propriedades coligativas

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  • Publicado : 3 de julho de 2012
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O estudo das propriedades coligativas é um dos conteúdos mais importantes a serem estudados, pois facilita a compreensão de fenômenos químicos simples, que ocorrem diariamente, e/ou mais complexos.
Um efeito coligativo é uma modificação que ocorre em certas propriedades de um solvente quando adicionamos nele um soluto não volátil. Essa modificação só depende do número de partículas (moléculasou íons) dissolvidas - e não de suas naturezas. Usamos a expressão soluto não volátil quando o ponto de ebulição do soluto for superior ao do solvente.
Sabemos que, para cada temperatura, a pressão de vapor de um líquido puro depende da fração de suas moléculas, que têm suficiente energia cinética para escapar da atração das moléculas vizinhas:

Figura 1 - (a) o equilíbrio na superfície dolíquido (ilustra a passagem das espécies entre as fases líquido e vapor); (b) gráfico da pressão de vapor da água pura (note que a pressão de vapor correspondente à temperatura de 100oC equivale a 1 atm). Fonte: Kotz, Treichel Jr., Química geral 1 e reações químicas, 2005.

Para simplificar um pouco a discussão, levaremos em conta apenas soluções contendo solutos não voláteis, podendo inclusivetratar-se de espécies iônicas ou moleculares. Em virtude dos efeitos coligativos dependerem do número de partículas presentes, e não da natureza dessas partículas (um mol de íons exerce o mesmo efeito que um mol de moléculas), o efeito será proporcional ao número de íons originados por fórmula do composto iônico (para solutos iônicos).
Em síntese, faz-se necessário que o leitor considere a seguintesituação:
a) Compostos moleculares, quando em solução, apresentaram o número de partículas dispersas, iguais à quantidade molar dos compostos dissolvidos, ou seja:
Soluto Concentração,
mol.L-1 Cada molécula
corresponde a Total de partículas dispersas
Glicose 0,01 1 partícula 1 x 0,01 x 6,02x1023
Glicose 0,1 1 partícula 1 x 0,1 x 6,02x1023
Etilenoglicol 0,01 1 partícula 1 x 0,01x 6,02x1023
Etilenoglicol 0,1 1 partícula 1 x 0,1 x 6,02x1023
Onde: 6,02x1023 = número de Avogadro

b) Compostos iônicos, quando em solução, apresentaram o número de partículas dispersas, iguais à quantidade molar dos íons dissolvidos, ou seja:
Soluto Concentração, mol.L-1 Cada eletrólito
corresponde a Total de partículas dispersas
NaCl 0,01 2 íons (Na + (sol)) + Cl -(sol)) 2 x0,01 x 6,02x1023
NaCl 0,1 2 íons (Na + (sol)) + Cl -(sol)) 2 x 0,1 x 6,02x1023
MgCl2 0,01 3 íons (Mg 2+ (sol)) +2 Cl -(sol)) 3 x 0,01 x 6,02x1023
MgCl2 0,1 3 íons (Mg 2+(sol)) +2 Cl -(sol)) 3 x 0,1 x 6,02x1023
Onde: 6,02x1023 = número de Avogadro
Repare que uma solução de NaCl contém o dobro de partículas dispersas em solução, quando comparada com uma solução de glicose (na mesmaconcentração).
Mas, enfim, quais são os efeitos provocados em um sistema com estas características?
Efeitos coligativos
Para cada propriedade considerada, teremos um efeito observado:

a) Pressão de vapor efeito tonoscópico
O efeito consiste na diminuição da pressão de vapor (aquela exercida pelas moléculas de maior energia do solvente contra a interface - para passar ao estado de vapor-, ou seja, a capacidade de evaporação) do solvente quando se adiciona um soluto não volátil:

Figura 2 - Efeito tonoscópico, provocado pela presença de partículas do soluto na solução.

Podemos afirmar que o soluto dificulta a evaporação do solvente. Em síntese, com a adição de partículas de soluto (íons ou moléculas) intensificam-se as forças atrativas moleculares e, consequentemente, apressão de vapor do solvente diminui.

b) Ponto de ebulição efeito ebulioscópico
Nosso foco agora se direciona para o aumento da temperatura de ebulição do solvente, quando se adiciona um soluto não volátil. Do mesmo modo, o efeito é explicado pelo aumento da intensidade das forças interativas e pela presença das partículas do soluto. Quanto maior o número de partículas de soluto, maior o...
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