Propriedades das Soluções, Química do Estado Coloidal e de Superfícies

Propriedades das Soluções, Química do Estado Coloidal e de Superfícies.

1) Defina propriedades coligativas, enumerando-as e estabelecendo condições de contorno comumente aceitas a fim de evitar complexidade nos estudos.

Propriedades coligativas são propriedades de uma solução que dependem da concentração de partículas do soluto e solvente que fazem as propriedades físicas, ponto de fusão, ponto de ebulição e pressão de vapor variar e não da sua natureza. Cada uma dessas propriedades depende da diminuição da tendência de escape das moléculas do solvente pela adição das partículas do soluto. As propriedades coligativas incluem:

1)Ebulioscopia: O ponto de ebulição do líquido aumenta, é o estudo da elevação da temperatura de ebulição do solvente numa solução.

Sua fórmula é: Δte = Te2 - Te, onde:

Te = temperatura de ebulição da solução

Te2 = temperatura de ebulição do solvente

2)Tonoscopia: Ocorre uma diminuição na pressão de vapor do líquido. Essa propriedade estuda o abaixamento da pressão máxima de vapor de um solvente quando lhe é adicionado um soluto não-volátil.

Sua fórmula é: Δp = P2 – P, onde:

P = pressão de vapor da solução

P2 = pressão de vapor do solvente

3)Crioscopia: Estuda a diminuição do ponto de congelamento de um líquido causado pelo soluto não-volátil. Sua fórmula é: Δtc = Tc2 - Tc, onde:

Tc = temperatura de congelamento da solução

Tc2 = temperatura de congelamento do solvente

4)Osmoscopia: Estuda o surgimento da pressão osmótica de soluções. O aumento da pressão osmótica ocorre quando duas soluções do mesmo solvente são divididas por meio de uma membrana semipermeável que resulta em soluções de mesma concentração.

Sua fórmula é: π = [soluto] . R . T. i , onde:

π = pressão osmótica

t = temperatura da solução

2) Qual o aspecto comum às propriedades coligativas? Qual a origem molecular destas propriedades? Faça esquemas que o auxiliem nesta proposição.

As propriedades coligativas se originam a partir da redução do potencial químico do solvente em contato com o soluto, que causa o aumento da temperatura de ebulição e a diminuição do ponto de fusão.

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.

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.

3) Calcular o ponto de congelação da água num copo de 250 cm3 contendo 7,5 g de sacarose dissolvidos.

4) A solubilidade consiste em uma propriedade coligativa? Por quê?

Sim, a solubilidade consiste em uma propriedade coligativa, porque todas as propriedades dependem da quantidade de partículas de soluto dissolvidas. Quanto maior o número de partículas, maior será o efeito coligativo. Por exemplo: uma solução com três colheres de sal terá maior temperatura de ebulição, maior pressão osmótica, menor pressão de vapor e menor temperatura de congelamento, se comparada a uma solução com duas colheres de sal.

5) O que é pressão osmótica? Esquematize um método de determinação da pressão osmótica. Discorra sobre a importância da pressão osmótica em ciência dos colóides.

A pressão osmótica é a pressão capaz de impedir o fenômeno da osmose; é definida como o equivalente à pressão necessária aplicar sobre um recipiente contendo solvente puro de modo a impedir a osmose.

(Representação esquemática dos osmômetro de Fouss-Mead: (a) seção transversal vertical; (b) superfície interna de cada semi-célula).

Exemplo simples, em que volumes iguais de soluções de sal de sódio de uma proteína e de cloreto de sódio, com concentrações equivalentes a e h respectivamente, separadas inicialmente por lima membrana semipermeável. Para manter uma neutralidade elétrica final, íons de Na + e Cl - devem difundir através da membrana aos pares. A velocidade de X difusão, em cada sentido, dependerá da probabilidade de um íon de Na+ e de um íon de Cl - atingirem simultaneamente um dado ponto da superfície da membrana. Essa probabilidade é proporcional ao produto das concentrações (mais corretamente, das atividades) dos íons em estudo.

Obviamente os resultados de medições da pressão osmótica em soluções de partículas coloidais com carga elétrica, como de proteínas, por exemplo, estarão afetados por esse fato, a não ser que sejam tomadas precauções para evitar esse efeito Donnan. Trabalhando no ponto isoelétrico da proteína eliminaremos o efeito Donnan, mas provavelmente introduziremos novos erros provocados pela coagulação da proteína. Outra possibilidade é trabalhar com uma solução salina de concentração moderadamente grande e concentração baixa de proteína, o que torna pequena a relação a2/(a + 2b) e permite uma virtual eliminação do efeito Donnan.