01 B
No momento em que a água e o alimento são colocados no interior da panela de pressão e esta é fechada, uma quanti-dade de ar (pressão atmosférica ambiente) fi ca aprisionada. Quando a panela é aquecida, a evaporação da água no seu interior aumenta e a pressão de seus vapores se soma à pres-são do ar já existente, resultando em uma prespres-são total maior que a do ambiente. Com isso, a temperatura de ebulição da água aumenta e os alimentos são cozidos mais rapidamente. 02 C
PMV = pressão máxima de vapor PE = ponto de ebulição PMV x y z Temperatura t PMVx PMVy PMVz
Após a análise do gráfi co, tem-se:
Embora a pressão máxima de vapor aumente com a ele-vação da temperatura, essas grandezas não ocorrem de forma direta ou indiretamente proporcionais. Logo, A e B são falsas.
Observa-se, no gráfi co, que para uma mesma tempera-tura (t), tem-se PMVz< PMVy< PMVx e o PEz> PEy> PEx. Com base nessas informações, conclui-se que C é verda-deira e D e E são falsas.03 D
Em 1 L de cada solução, encontra-se:
a) 0,1 mol de moléculas de C12H22O11 (solução molecular). b) 0,5 mol de moléculas de C6H12O6 (solução molecular). c) 0,1 mol de NaC(aq) (solução iônica).
1 NaC(aq) → 1 Na+(aq) + 1 C–(aq) 0,1 mol 0,1 mol 1,0 mol
0,2 mol de íons dispersos na solução d) 1,5 mol de NaOH(aq) (solução iônica).
1 NaOH(aq) → 1 Na+
(aq) + 1 OH–(aq)
1,5 mol 1,5 mol 1,5 mol
3,0 mol de íons dispersos na solução
Capítulo 7
Propriedades coligativas
ATIVIDADES PARA SALA – PÁG. 24
e) 0,2 mol de H2SO4(aq) (solução iônica). 1 H2SO4(aq) → 1 SO2–4(aq) + 2 H+(aq) 0,2 mol 0,2 mol 0,4 mol
0,6 mol de íons dispersos na solução Portanto, a solução que possui o solvente de maior ponto de ebulição é a de hidróxido de sódio (NaOH), visto que, quanto maior for o número de partículas dispersas, maior será o efeito coligativo e maior será a elevação na tempe-ratura de ebulição do solvente na solução.
04 a) A substância mais volátil é a que possui maior pressão de vapor: substância D.
b) A substância menos volátil é a que possui menor pres-são de vapor: substância B.
c) Quanto menos volátil, maior o ponto de ebulição e menor a pressão máxima de vapor: substância B.
d) Quanto mais volátil, menor o ponto de ebulição e maior a pressão máxima de vapor: substância D.
e) Quanto aos pontos de ebulição, as substâncias podem ser ordenadas da seguinte forma: D < A < C < B. 05 Sendo a ureia uma substância molecular, aplica-se a
equa-ção 12: t t K m M m e − = ⋅ ⋅ 0 1 1 2 1000 t = 100,26 ºC t0 = 100 ºC Ke = 0,52 ºC · kg · mol–1 M1 = 60 g/mol m2 = 200 g m1 = ?
Portanto, a massa de ureia é 6 g.
100 26 100 0 52 1000 200 0 26 1 1 , , , o o o o C C C m kg C − = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ∴ = − kg mol 60 g/ mol 00 52 12 0 26 12 0 52 12 2 1 1 1 1 , , , o o o C m g m C g C m g m ∴ = ⋅ ∴ = ∴ = 6 g de ureia.
ATIVIDADES PROPOSTAS – PÁG. 25
01 EA pressão de vapor de um solvente puro (sem soluto) é maior do que a de uma solução. Assim, a tonoscopia é a propriedade coligativa que consiste no abaixamento rela-tivo da pressão máxima de vapor do solvente puro quando a ele é acrescentado um soluto não volátil, de modo a for-mar uma solução diluída.
02 C
A adição de um soluto não volátil difi culta a ebulição do solvente, o que ocasiona o aumento do ponto de ebuli-ção. Desse modo, a ebulioscopia é o fenômeno que con-siste na elevação do ponto de ebulição do solvente puro quando a ele é acrescentado um soluto não volátil, de modo a produzir uma solução diluída e ideal.
03 D
Em 1L de cada solução, encontra-se:
I. 0,1 mol de moléculas de C6H12O6 (solução molecular); II. 0,2 mol de moléculas de C12H22O11 (solução molecular); III. 0,1 mol de NaOH(aq) (solução iônica).
NaOH(aq) → Na+(aq) + OH(aq)–
0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol
0,2 mol de íons dispersos na solução IV. 0,2 mol de CaC2(aq) (solução iônica).
CaC2(aq) → 1 Ca2+(aq) + 2 C–(aq)
0,2 mol 0,2 mol 0,4 mol
0,6 mol de íons dispersos na solução V. 0,2 mol de KNO3(aq) (solução iônica).
KNO3(aq) → 1 K+
(aq) + 1 NO–3(aq)
0,2 mol 0,2 mol 0,2 mol
0,4 mol de íons dispersos na solução Portanto, a solução que possui o solvente de maior tem-peratura de ebulição é a de cloreto de cálcio (CaC2), visto que, quanto maior for o número de partículas dispersas, maior será o efeito coligativo e maior será a elevação na temperatura de ebulição do solvente.
04 D
I. Determina-se a concentração, em mol/L, de cada solução. Glicose (C6H12O6) m = 18 g M = 180 g/mol n = ? n = 0,1 mol V = 500 mL = 0,5 L = ?
Cloreto de sódio (NaC ) m = 5,85 g M = 58,5 g/mol n = ? n = 0,1 mol V = 500 mL = 0,5 L = ? n m M g mol = = 18 = 180 g/mol 0 1, = n= = V mol 0 1 0 2 , , 0,5 L mol/L n m M g mol = = 5,85 = g/mol 58 5, 0 1, = n = = V mol 0 1, 0 2, 0,5 L mol/L Sacarose (C12H22O11) m = 34,2 g M = 342 g/mol n = ? n = 0,1 mol V = 1000 mL = 1 L = ?
II. Determina-se o número de partículas nas soluções. Em 1 L de cada solução, encontra-se:
0,2 mol de moléculas de C6H12O6 (solução molecular).
0,2 mol de NaC(aq) (solução iônica).NaC2(aq) → 1 Na+(aq) + 1 C–(aq)
0,2 mol 0,2 mol 0,2 mol 0,4 mol de íons
0,1 mol de C12H22O11 (solução molecular).Portanto, a solução que possui maior número de mols de partículas dispersas apresenta maior efeito coligativo e maior abaixamento na pressão máxima de vapor. Dessa forma, a relação entre as pressões máximas de vapor dos solventes dessas soluções é dada por P3> P1 > P2. 05 B
Após a análise do gráfi co, conclui-se:
a) (F) A amostra I é água pura, visto que apresenta menor temperatura de ebulição (T1), sendo, portanto, a mais volátil.
b) (V) A amostra I é mais volátil porque apresenta a maior pressão máxima de vapor.
c) (F) Quanto mais concentrada é a solução, maior o número de partículas dispersas e menor será a pressão máxima de vapor.
d) (F) A amostra I é a mais volátil.
e) (F) A 1 atm, a amostra II entra em ebulição à temperatura T2. 06 A
Ao entrar em ebulição, a água da panela x apresenta tem-peratura constante, pois se trata de uma substância pura. A água salgada, na panela y, é uma mistura homogênea, e a temperatura aumenta durante o processo de ebulição. Além disso, a presença de sal faz com que a temperatura inicial de ebulição seja maior que a temperatura da água. 07 D
A pressão máxima de vapor é uma propriedade coligativa, ou seja, depende da quantidade de partículas dissolvidas em solução, e, quanto maior a concentração de soluto, menor a pressão máxima de vapor do solvente dessa solu-ção. Assim, a curva A corresponde à água destilada, pois, para uma mesma temperatura, apresenta maior pressão máxima de vapor que a curva B, correspondente ao sol-vente da solução aquosa 1,0 mol/L de sacarose.
O solvente C possui uma quantidade de partículas dissol-vidas maior do que as dos solventes A e B, pois, em 1 L dessa solução, há 2,0 mol de íons dissolvidos, conforme tem-se a seguir. n m M g mol = = 34,2 = 342 g/mol 0 1, = n= = V mol 0 1 0 1 , , 1L mol/L
A(NO3)3(aq) → 1 A3+(aq) + 3 NO–3(aq) 0,5 mol 0,5 mol 1,5 mol
2,0 mol de íons dispersos na solução Sendo assim, a pressão máxima de vapor do solvente dessa solução é a menor de todas, e a curva fi ca situada à direita de A e B. Portanto, após a análise das afi rmações, conclui-se:
I. (F) A curva C deve se posicionar à direita de A e B. II. (V) O solvente A apresenta maior pressão máxima de
vapor do que B, logo, apresentará menor tempera-tura de ebulição.
III. (F) O solvente C apresenta 2 mol de partículas disper-sas (íons), enquanto o solvente B apresenta 1 mol de partículas dissolvidas (moléculas). Dessa forma, o solvente C apresenta menor pressão máxima de vapor do que o solvente da solução B.
IV. (V) Água destilada (solvente puro) apresenta maior pressão máxima de vapor.
08 Após a análise das pressões máximas de vapor A e B, con-clui-se: P re ss ão m áx im a d e v ap o r ( m m d e H g ) PE = 32 ºC PE = 77 ºC 800 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 700 600 500 400 300 200 100 Temperatura (ºC)
a) O ponto de ebulição corresponde à temperatura na qual a pressão máxima de vapor da substância se iguala à pressão atmosférica. Portanto, pelo gráfi co, verifi ca-se: A 700 mmHg PE de A (éter dietílico) = 32 °C PE de B (etanol) = 77 °C
b) A 500 mmHg, o PE de A (éter dietílico) é 22 °C, portanto, a 50 °C, ele se encontra na fase gasosa. Nessa mesma pres-são, o PE de B (etanol) é 67 °C. Dessa forma, conclui-se que, a 50 °C, o etanol ainda se encontra na fase líquida. 09 Sendo a glicose uma substância molecular, utiliza-se a
equa-ção ∆te = ke · W. W = 0,5 mol/kg Ke = 0,52 °C · kg · mol–1 ∆te = ? ∆te = 0,52 °C ∙ kg ∙ mol–1 ∙ 0,5 ∙ mol ∙ kg–1 ∆te= 0,52 °C ∙ 0,5 ∴ ∆te= 0,26 °C
Portanto, a elevação do ponto de ebulição da água é 0,26 °C.
10 Sendo X uma substância molecular, utiliza-se a equação:
t = 100,12 °C t0 = 100 °C Ke = 0,52 °C · kg · mol–1 m1 = 12 g m2 = 500 g M1 = ?
Portanto, a massa molecular de X é 104 u.
t t k m M m e − = ⋅ ⋅ ⋅ 0 1 1 2 1000 100 12 100 0 52 10 00 12 5 00 0 12 0 5 1 1 , , , , º º º º C C C kg mol g M kg C − = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ∴ = − 22 12 5 5 2 12 0 12 5 62 4 0 6 1 1 1 º g/mol º º g/mol C M M C g mol C M ⋅ ⋅ ∴ = ⋅ ⋅ = ∴ = , / , , , 1104 g/mol→MM = 104u 01 C
Propriedade coligativa Causa
Tonoscopia Diminuição relativa da pressão de vapor do solvente
Ebulioscopia Aumento da temperatura de ebulição
Crioscopia Diminuição da temperatura de congelamento
Osmoscopia Aumento da pressão osmótica
ATIVIDADES PARA SALA – PÁG. 36
02 B
Morre, porque sai água do seu corpo, visto que a concentra-ção de sal no seu corpo é menor em relaconcentra-ção à água do mar. 03 B
Em 1 L de cada solução, encontra-se:
I. 0,04 mol de moléculas de C12H22O11 (solução molecular). II. 0,025 mol de AgNO3 (solução iônica).
AgNO3(aq) → Na+
(aq) + 1 NO3(aq)–
0,025 mol 0,025 mol 0,025 mol
0,05 mol de íons dispersos na solução III. 0,02 mol de Na2CO3(aq) (solução iônica).
1 Na2CO3(aq) → 2 Na+
(aq) + 1 CO2–3(aq)
0,02 mol 0,04 mol 0,02 mol
0,06 mol de íons dispersos na solução IV. 0,01 mol de MgC3 (solução iônica).
1 MgC2(aq) → 1 Mg2+(aq) + 2 C–(aq) 0,01 mol 0,01 mol 0,02 mol
0,03 mol de íons dispersos na solução
01 D
a) (F) A ebulioscopia trata do abaixamento da pressão de vapor do solvente da solução pela adição do soluto não volátil.
b) (F) A adição de um soluto a um solvente puro causa um aumento na sua temperatura de ebulição. c) (F) Na crioscopia, estuda-se o abaixamento na
tem-peratura de congelamento do solvente da solução pela adição do soluto não volátil.
d) (V) A osmose envolve a passagem de solvente de um meio hipotônico para um meio hipertônico através de uma membrana semipermeável.
e) (F) O aumento na temperatura de ebulição é estudado na ebulioscopia.
02 E
Após a análise das afi rmações, conclui-se:
I. (V) A adição de um soluto não volátil diminui a pressão máxima de vapor do solvente.
II. (V) Soluções mais concentradas apresentam maior pressão osmótica.
III. (V) A dissolução de sacarose em meio aquoso não altera a quantidade de íons, pois a sacarose é um composto molecular.
ATIVIDADES PROPOSTAS – PÁG. 38
Após a análise do número de partículas dispersas em cada solução, conclui-se:
a) (F) A pressão máxima de vapor do solvente da solução III é mais baixa que a pressão de vapor do solvente da solução IV, visto que o número de partículas dis-persas na solução III é maior.
b) (V) O ponto de congelação do solvente da solução IV é o mais alto de todas as soluções, visto que apre-senta o menor número de partículas dispersas. c) (F) A pressão osmótica do solvente da solução II é
menor do que a pressão osmótica do solvente da solução III, visto que apresenta um menor número de partículas dispersas.
d) (F) O solvente da solução I tem ponto de ebulição mais baixo do que o ponto de ebulição do solvente da solução II, visto que apresenta um menor número de partículas dispersas.
e) (F) O ponto de ebulição do solvente da solução IV é o mais baixo, visto que é a solução com o menor número de partículas dispersas.
04 a) A pressão máxima de vapor da água (frasco I) é maior que a da solução aquosa (frasco II). Como a solução salina absorve o vapor da água, seu volume aumenta em função da incorporação do solvente à solução. b)
Situação 1
Água Água + NaC
Água + NaC Situação 2 ∆ =T K ⋅ ∴ = n m (kg) c c Massa do solvente
aumentada Molalidadediminui
I
I
II
II
Situação 1: A solução do frasco II será mais concen-trada, e, portanto, o abaixamento da sua temperatura de congelamento será maior.
Situação 2: A solução do frasco II será menos concen-trada, pois a massa de solvente dobrou. Assim, o abai-xamento da sua temperatura de congelamento será menor.
Dessa forma, conclui-se que a temperatura de conge-lamento será menor para a solução inicial, pois esta encontra-se mais concentrada se comparada à solução fi nal, na qual a massa de solvente é maior.
05 Sendo o Na2SO4 um composto iônico, deve-se considerar o fator de correção de Van't Hoff e aplicar a equação 22:
π ∙ V= n ∙ R ∙ T ∙ i I. Determine o valor de i para o Na2SO4.
1 Na2SO4(aq) → 2 Na +
(aq) + 1 SO 2–4(aq)
1 mol 2 mol 1 mol 3 mol de íons → q = 3 α = 95% = 0,95 i = ? i = 1 = ∴ (q – 1) = 1 + 0,95 (3 – 1) ∴ i = 1 + 0,95 ∙ 2 ∴ i = 1 + 1,9 ∴ i = 2,9 II. Encontre a pressão osmótica (π).
m1 = 1,42 g M1 = 142 g/mol V = 500 cm³ = 0,5 L R = 0,082 atm · L · mol–1 · K–1 T = 27 + 273 = 300 k i = 2,9 π = ? ∴ π · 0,5 L = 1 42 0 082 300 2 9 142 1 1 , , , / g atm L mol k k g mol ⋅ ⋅ ⋅ − ⋅ − ⋅ ⋅ ∴ π · 0,5 = 0,7134 atm = 0 7134 0 5 , , atm ∴ π ≅ 1,43 atm
Portanto, a pressão osmótica do solvente na solução é, apro-ximadamente, 1,43 atm.
IV. (V) A adição de um soluto não volátil diminui a tempe-ratura de congelamento do solvente.
V. (V) A dissolução de sacarose em meio aquoso não altera a quantidade de íons, visto que é composto molecular.
03 B
Em 1 L de cada solução, encontra-se: I. 0,001 mol de A2(SO4)3(aq) (solução iônica) 1 A2(SO4)3(aq) → 2 A3(aq) + + 3 SO2–4(aq)
0,001 mol 0,002 mol 0,003 mol
0,005 mol de íons dispersos na solução II. 0,001 mol de Na2B4O7(aq) (solução iônica)
1 Na2B4O7(aq) → 2 Na +
(aq) + 1 B4O2–7(aq) 0,001 mol 0,002 mol 0,001 mol
0,003 mol de íons dispersos na solução III. 0,001 mol de K2Cr2O7(aq) (solução iônica)
1 K2Cr2O7(aq) → 2 K+
2(aq) + 1 Cr2O2–7(aq)
0,001 mol 0,002 mol 0,001 mol
0,003 mol de íons dispersos na solução IV. 0,001 mol de Na2CrO4(aq) (solução iônica)
1 Na2CrO4(aq) → 2 Na+
(aq) + 1 CrO2–4(aq) 0,001 mol 0,002 mol 0,001 mol
0,003 mol de íons dispersos na solução V. 0,001 mol de A2(NO3)3(aq) · 9 H2O (solução iônica) A(NO3)3. 9 H2O(aq) → 1 A3+(aq) + 3 NO3(aq) – + 9 H2O
0,001 mol 0,001 mol 0,003 mol
0,004 mol de íons dispersos na solução Nas soluções de mesma concentração (0,001 mol/L), o número de partículas é determinante da temperatura de congelação dos solventes. Dessa forma, para as soluções apresentadas, tem-se I < V < II, III, IV; visto que, quanto maior o número de partículas dispersas, maior o efeito coligativo e menor a temperatura de congelação.
04 E
Por osmose, a água passa do meio hipotônico (carne) para o hipertônico (solução de água e sal), causando a desidra-tação da carne.
05 E
Observa-se um aumento de volume na solução de NaC, indicando que o solvente da solução de glicose passou para a solução salina por osmose (o solvente passa do meio menos concentrado para o mais concentrado). Logo, o solvente da solução salina deve possuir menor tempera-tura de congelamento por ser essa solução mais concen-trada que a solução de sacarose.
06 A
A adição de um soluto não volátil ao solvente puro eleva a sua temperatura de ebulição, logo te II > te I. Já a tem-peratura de congelamento do solvente, com a adição do soluto, é reduzida, tc I > tc II.
07 C
Como as três soluções têm a mesma concentração, o ponto de congelamento do solvente depende, exclusi-vamente, do número de partículas dispersas na solução. Ou seja, o que tiver o maior número de partículas (íons ou moléculas) na solução, terá o menor ponto de congelação. Assim, tem-se:
1 KNO3(aq) → 1 K+
(aq) + 1 NO–3(aq) (2 mol de íons) 1 MgSO4(aq) → 1 Mg2+
(aq) + 1 SO2–4(aq) (2 mol de íons) 1 Cr(NO3)3(aq) → 1 Cr3+
(aq) + 3 NO–3(aq) (4 mol de íons)
Portanto, o solvente com menor ponto de congelamento é o da solução de Cr(NO3)3.
08 Soluções isotônicas são aquelas que apresentam a mesma pressão osmótica. Dessa forma:
π solução (açúcar) = π sangue = π solução (CaC2). I. Determine a pressão osmótica da solução aquosa de
açúcar. = 0,3 mol/L R = R
T = T π = ?
II. Determine a pressão osmótica da solução aquosa de CaC2. ' = ? R = R T = T α = 100% → i = q = 3 Igualando I e II: 0,3 mol/L ∙ R ∙ T = ' ∙ R ∙ T · 3 ∴ 0,3 mol/L = ' ∙ 3 ∴ ' = 0 3 3 0 1 , mol/L∴ '= , mol/L.
Portanto, a concentração da solução aquosa de CaC2 deve ser 0,1 mol/L.
09 Sendo a glicose um composto molecular, aplica-se a equa-ção 16: π · V = n · R · T. π = ? V = 1 L n = 0,3 mol R = 0,082 atm · L/mol · K T = 37 + 273 = 310 K π π π π mol / K V nRT nRT V mol atm L K L = ∴ = ∴ = ⋅ ⋅ ⋅ ∴ = ⋅ 0 3 0 082 310 1 0 3 , , , 00 082 310, ⋅ atm π = ∙ R ∙ T ∴ π = 0,3 mol ⁄ L ∙ R ∙ T (I) π = ' ∙ R ∙ T · i ∴ π = ' ∙ R ∙ T · 3 (II)
π π
mol atm L mol / K K L ∴ = ⋅ ⋅ ⋅ ∴ = ⋅ 0 3 0 082 310 1 0 3 , , , 00 082 310 7 63 , , ⋅ ∴ ≅ atm atm π
Portanto, a pressão osmótica é, aproximadamente, 7,63 atm. 10 Sendo o Ba(NO3)2 um composto iônico, deve-se considerar
o fator de Van't Hoff e aplicar a equação 22: π ∙ V = n ∙ R ∙ T ∙ i. I. Determine o valor de i. i = ? π = 2,73 atm V = 820 cm3 n = 0,04 mol R = 0,082 atm · L · mol–1 · K–1 T = 0 °C = 273 k
2,73 atm · 0,82 L = 0,04 mol · 0,082 atm · L · mol –1 · K–1 · 273 K · i 2,73 · 0,82 = 0,04 · 0,082 · 273 · i i= ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ = 2 73 0 82 0 04 0 082 273 10 0 04 100 1 0 4 , , , , , , ∴ i = 2,5 II. Determine o q. 1 Ba2(NO3)2(aq) → 1 Ba2+ (aq) + 2 NO3(aq)–
1 mol 1 mol 2 mol 3 mol de íons → q = 3 III. Determine o α. i = 1 + α(q – 1) ∴ 2,5 = 1 + α(3 – 1) ∴ 2,5 = 1 + α · 2 ∴ 1,5 = α · 2 α = 1 5 2 , ∴ α = 0,75 ou 75%
Portanto, o grau de dissociação do sal é 75%.
