5930231 Química Geral

5930231 – Química GeralAULA 31 – Equilíbrios físicos – solubilidade –

propriedades coligativas

Profa. Sof ia Nikolaou (bacharelado)

Prof. Antonio G. S. de Ol iveira Fi lho ( l icenciatura)

2º semestre de 2020

P . A t k i n s & L . J o n e s , P r i n c í p i o s d a Q u í m i c a , 5 o e d i ç ã o , e d i t o r a B o o k m a n

C a p í t u l o 9

B r o w n , Q u í m i c a : u m a c i ê n c i a c e n t r a l , 1 3 º e d i ç ã o

C a p í t u l o 1 3

Química Geral - Prof. Sofia Nikolaou e Prof. Antonio G. S. de Oliveira Filho 2

Do que se tratam as chamadas PROPRIEDADES COLIGATIVAS?

A presença de soluto ALTERA o equilíbrio entre duas fases da

matéria

• Equilíbrio sólido-líquido• Equilíbrio líquido-vapor

Um líquido em uma solução (ou seja, misturado com um soluto) tem pontos de fusão (PF) e de ebulição (PE) diferentes do líquido puro. Tem também mudança na sua pressão de vapor


Primeiro vamos analisar, do ponto de vista molecular, o que ocorre durante a formação de uma solução

• SOLUBILIDADE: para que um sólido solubilize em um determinado solvente, as interações SOLUTO-SOLUTO que mantem a fase condensada unida (entalpia de rede, ou reticular, DHr) e algumas interações SOLVENTE-SOLVENTE precisam ser superadas e substituídas por novas interações SOLUTO-SOLVENTE


Primeiro vamos analisar, do ponto de vista molecular, o que ocorre durante a formação de uma solução

• SOLUBILIDADE: para que um sólido solubilize em um determinado solvente, as interações SOLUTO-SOLUTO que mantem a fase condensada unida (entalpia de rede, ou reticular, DHr) e algumas interações SOLVENTE-SOLVENTE (DHsolv) precisam ser superadas e substituídas por novas interações SOLUTO-SOLVENTE (DHsol)

Quanto mais parecidas forem a natureza das interação soluto-solvente com as interações que sustentam a fase condensada, maior será a solubilidade de uma sólido

IDEIA DE QUE “SEMELHANTE DISSOLVE SEMELHANTE”


FORMAÇÃO DE SOLUÇÃO ELETROLÍTICA

POR QUE ALGUNS COMPOSTOS

ORGÂNICOS SE DISSOLVEM EM ÁGUA?


SOLUÇÃO SATURADA

• Uma solução saturada contêm a quantidade máxima de soluto que é possível ser dissolvida em um determinado volume de solvente, em uma dada temperatura. (SOLUBILIDADE MOLAR)

• Sabemos que uma solução está saturada quando o soluto dissolvido está em equilíbrio com seu sólido não dissolvido (corpo de chão ou corpo de fundo)


Falando em temperatura – EFEITO DA TEMPERATURA NA DISSOLUÇÃO DE UM SOLUTO

• Para a maioria dos sólidos, um aumento de temperatura significa aumento de solubilidade.

• Por que, se vimos que o processo pode ser tanto endoquanto exotérmico...?

Não confundir velocidade de dissolução com aumento de solubilidade: a solubilidade aumenta quando o DHsol é positivo. Porém o aumento de 𝑇aumenta a velocidade com que uma quantidade de material é dissolvida, por que atua na quebra do retículo, processo SEMPRE endotérmico


A DISSOLUÇÃO DO NaCl É ENDOTÉRMICA, MAS TAMBÉM É ESPONTÂNEA, COMO SABEMOS. Por que?

ENTROPIA

Mg2+

Na+

Cl–

Grandes; polarizam pouco as moléculas de água; esfera de solvatação menos organizada

1) Processo de quebra do retículo sólido aumenta a entropia do sistema2) Processo de solvatação diminui a entropia do sistema

pequenos; polarizam muito as moléculas de água; esfera de solvatação mais organizada


E se o soluto for um gás?

PRESSÃO

Um gás na superfície de um líquido se comporta como se você estivesse jogando pedras sobre a água

LEI DE HENRY:

Valores tabelados


E se o soluto for um gás?

TEMPERATURA

Um gás na superfície de um líquido se comporta como se você estivesse jogando pedras sobre a água

Não há um retículo a ser quebrado....a energia cinética é gasta no escape do gás do seio da solução


FINALMENTE AS PROPRIEDADES COLIGATIVAS

• ABAIXAMENTO DA PRESSÃO DE VAPOR• AUMENTO DO PONTO DE EBULIÇÃO• ABAIXAMENTO DO PONTO DE CONGELAMENTO• OSMOSE

CÁLCULOS DE CONCENTRAÇÃO:

Para gases: pressão parcial

Para soluções: por que molaridade não serve? Relacionada com volume de solução.Volume é um parâmetro que se altera com a temperatura (e concentração)...!

Concentração molalmolalidade = número de mols de soluto / massa de solvente (kg)


PROPRIEDADES COLIGATIVAS – ABAIXAMENTO DA PRESSÃO DE VAPOR DO LÍQUIDO

Lei de Raoult

Como a fração molar é sempre menor do que 1 na mistura, a pressão de vapor da solução é MENOR do

que do solvente puro!

Valida para soluções ideias

(LEI LIMITE)

ANALOGIA COM OS GASES

IDEAIS


PROPRIEDADES COLIGATIVAS – ABAIXAMENTO DA PRESSÃO DE VAPOR DO LÍQUIDO

BASE TERMODINÂMICA

∆𝐺 = ∆𝐻 − 𝑇∆𝑆

Introdução do soluto AUMENTA A DESORDEM do sistemas

Diminui o valor de energia livre de Gibbsda solução

Como no equilíbrio ∆𝐺 = 0

A energia livre do vapor também deve diminuir!!!!


PROPRIEDADES COLIGATIVAS – AUMENTO DO PONTO DE EBULIÇÃO

DG do vapor não é alterado

Grande diferença devido à grande diferença na “organização” da fase


PROPRIEDADES COLIGATIVAS – ABAIXAMENTO DO PONTO DE CONGELAMENTO DO LÍQUIDO

DG do sólido não é alterado

Pequena diferença devido à menor diferença na “organização” da fase


PROPRIEDADES COLIGATIVAS – QUANTITATIVAMENTE

𝑖 fator de van´t Hoff𝑖 = 1 para soluto molecular𝑖 = 2 para NaClE assim por diante


PROPRIEDADES COLIGATIVAS – OSMOSE

Nesse caso o equilíbrio alterado não é entre duas fases de uma mesma matéria, mas sim o equilíbrio de concentrações que se estabelece na interface de duas solução com concentrações diferentes

DIFUSÃO: quando duas soluções de concentrações diferentes entram em contato (sem barreira), o soluto se difunde para a solução de menor concentração até equilibrar a concentração da solução inteira

OSMOSE: quando há barreira (membrana semipermeável), o solvente migra para a região de maior concentração até que ocorra a equilibração das concentrações


PROPRIEDADES COLIGATIVAS – OSMOSE

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