Crioscopia

Introdução

Crioscopia é uma propriedade coligativa que ocasiona a diminuição na temperatura de congelamento do solvente. Este fenômeno é provocado pela adição de um soluto não-volátil em um solvente e esta relacionado com o ponto de solidificação (PS) das substâncias.

Quando se compara um solvente puro e uma solução de soluto não-volátil, é possível afirmar que o ponto de congelamento da solução sempre será menor que o ponto de congelamento do solvente puro. Ou seja, quanto maior o número de partículas dissolvidas em uma solução, menor será o seu ponto de congelamento.

Em países onde o inverno é muito rigoroso, adiciona-se sal nas estradas para provocar a diminuição da temperatura de congelamento da água, evitando que se forme gelo. Esta propriedade também explica porque grande parte da água do mar não congela a 0°C. A imensa quantidade de sal dissolvida nos mares e oceanos faz com que o seu ponto de congelamento diminua. Nos carros, é comum adicionar um anticongelante nos radiadores, o etilenoglicol. Esta substância em solução com a água diminui a temperatura de congelamento para -37°C.

Em 1878, o químico francês François-Marie Raoult (1830-1901) afirmou que o efeito coligativo de um soluto não volátil molecular em um solvente é diretamente proporcional à molalidade da solução:

Tc= Kc . m

Onde,

Kc é a constante crioscópica;

m é a molalidade da solução;

Tc é o abaixamento crioscópico.

Para soluções diluídas, tem-se:

m=(m_2 . 〖10〗^3)/(m_1 . M_2 )

Onde:

m1 = massa do solvente;

m2 = massa do soluto;

M2= massa molar do soluto.

Comparando-se as duas equações, tem-se:

M_2= (K_c .〖10〗^3 . m_2)/(m_1 . 〖ΔT〗_c )

Objetivo

Determinar a massa molar de um soluto sólido presente em uma solução ideal, através do abaixamento da temperatura de fusão do solvente presente nesta solução.

Metodologia

Pesou-se em uma balança analítica, o tubo de cristalização vazio, limpo e seco.

Em seguida, foi adicionado ao tubo 20mL de ciclohexano e o mesmo foi pesado. A massa de ciclohexano foi determinada por diferença (m1);

Logo após o tubo contendo ciclohexano já pesado foi colocado dentro de um béquer com gelo picado. A temperatura foi lida a cada 10 segundos e anotada, com auxílio de um termômetro, até que a mesma se manteve constante por duas leituras consecutivas, T1;

O tubo foi retirado de dentro do banho de gelo e aquecido com a mão, até fundir o solvente;

Em seguida, o tubo foi novamente colocado dentro de um béquer com o gelo e o processo se repetiu por mais duas vezes, a fim de confirmar o resultado obtido;

Foi pesado com precisão, em outro tubo, 0,1005g de naftaleno (m2) e o ciclohexano foi transferido do outro tubo para este que continha naftaleno;

Por fim, agitou-se a solução com bastante cuidado e com auxílio do próprio termômetro, de modo a solubilizar completamente o naftaleno.

De forma análoga aos procedimentos anteriores, a temperatura de congelamento do ciclohexano na solução (T2) foi medida.

Resultados e Discussão

Constante crioscópica do ciclohexano: 21 Kg.K/mol

Massa de ciclohexano = m1 = 15,4130 g

Massa de naftaleno = m2 = 0,1005 g

Substância T1(ºC) T2(ºC) T3(ºC) Média

Ciclohexano puro 7,1 7,1 7,1 7,1

Ciclohexano + naftaleno 6,1 6,1 6,1 6,1

Temperatura final de cristalização do ciclohexano = T1 = 7,1 oC

Temperatura final de cristalização da solução = T2 = 6,1 oC

Abaixamento crioscópico: ΔTc = T1 – T2 = 7,1 oC –