Propriedades coligativas

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Propriedades coligativas – Crioscopia I
Prática 10

Objetivo

Este experimento tem como objetivo realizar medições da massa molar de diversas amostras problemas através do método da crioscopia.

Introdução

Propriedades coligativas - do latim colligatus, unir, juntar para um fim comum - são alterações provocadas nas propriedades do solvente mediante adição de um soluto não-volátil e queenvolvem equilíbrio entre fases. [1] Os efeitos coligativos que caracterizam tais propriedades independem da natureza do soluto, importando apenas a concentração das partículas desse no sistema analisado. [3]
À medida que um soluto é adicionado a um solvente puro, a fração molar do solvente decresce e acarreta a diminuição concomitante do potencial químico do mesmo. É essa mudança do potencialquímico do solvente a razão das propriedades coligativas: o abaixamento da pressão de vapor do sistema, a elevação do ponto de ebulição normal do solvente, o aparecimento da pressão osmótica e o decaimento do ponto de congelamento normal do solvente [1]. A determinação dessa última chama-se crioscopia.
Segundo Russel [2], o abaixamento do ponto de solidificação normal pode ser explicadovisualizando o fenômeno de elevação do ponto de ebulição normal. A adição de um soluto não-volátil ao solvente puro promove uma diminuição na tendência de escape do solvente. Portanto, para que a pressão de vapor da solução alcance 1 atm, uma maior temperatura é requerida. Entretanto, a diminuição da pressão de vapor pode ser generalizada para qualquer fase presente no sistema. Dessa maneira, com atendência de escape diminuída, faz-se necessária uma menor temperatura para a solidificação do solvente (Figura 01).



A diferença entre o ponto de congelamento da solução, Tf, e o ponto de congelamento normal do solvente puro, T*f, é o decaimento do ponto de congelamento ∆Tf [1]:

〖∆T〗_f≡T_f 〖-T*〗_f (1)


Para soluções muito diluídas, a variação do ponto decongelamento ∆Tf é muito pequena e pode-se, portanto, considerar que a entalpia de fusão de A, a uma dada temperatura, ∆Hfus,A(T), é constante e igual à ∆Hfus,A(T*f) [1]. Nessas condições, tem-se que:

〖 ∆T〗_f=〖-k〗_f m_B (2)

Onde, mB é a molalidade do soluto ( mB = nB/nAMA ) e kf, a constante crioscópica molal, é definida como [1]:

k_f≡(M_AR〖(〖T^*〗_f)〗^2)/(∆H_(fus,A) ) (3)

MA: massa molar do solvente;
R: constante universal dos gases;
T*f: temperatura de congelamento normal do solvente puro;
△H fus,A: entalpia de fusão do solvente puro.

Uma aplicação da crioscopia é encontrar a massa molar de compostos não eletrólitos. A partir da medida de ∆Tf para a solução diluída de um soluto B em um determinado solvente A e do conhecimento do valorde kf, obtém-se a molalidade do soluto. Desse modo, pode-se descobrir o número de moles de B na solução. Essa informação, combinada à massa de B adicionada à solução, permite a determinação experimental da massa molar de B [1].

M_B=-(k_f/〖∆T〗_f )(w_B/w_A ) (4)

wA: massa do solvente no sistema;
wB: massa do soluto no sistema.

Caso seja uma solução de eletrólitos,o cálculo da variação do ponto de congelamento ∆Tf deve considerar, também, o fator de Van’t Hoff i [1]:

i=1+α(q-1) (5)

Onde:
α: grau de ionização;
q: número total de íons liberados.

Portanto, a equação (2) torna-se:

〖 ∆T〗_f=〖-ik〗_f m_B (6)







Materiais e Método

Reagentes e Materiais:

Termômetro de precisão ± 0,5℃;Pipeta 1,000 ± 0,007 mL;
Pipeta 10,000 ± 0,020 mL;
Proveta 10,0 ± 0,5 mL;
Acetona P.A. “Impex”
Fabricação: 06/2003
Validade: 06/2013
Lote: 8062009-IP
Dosagem mínima: 95%
Densidade: 0,79 kg L-1;
Álcool Etílico Absoluto “Dinâmica – Química Contemporânea LTDA”
Fabricação: 12/2008
Validade: 12/2012
Lote: 31874
Dosagem mínima: 99,8%;
Cloreto de Sódio P.A....
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