Equilíbrio líquido-vapor

Equilíbrio água líquida-vapor de água

A pressão de vapor de uma substância só depende da temperatura a que essa substância se encontra.

A pressão de vapor de uma substância no estado líquido, a uma dada temperatura, é a pressão exercida pelo vapor dessa substância em equilíbrio coma a fase líquida.

O aumento da temperatura provoca um aumento na pressão de vapor da substância (há um aumento da energia cinética média das partículas do líquido, havendo assim um maior número de partículas com energia cinética suficiente para passar da fase líquida à fase gasosa).

A ebulição acontece quando a pressão de vapor do líquido iguala a pressão atmosférica.

Efeito de um soluto não volátil na pressão de vapor do solvente

A presença de um soluto provoca uma diminuição da pressão de vapor (agora chamada pressão de vapor da solução). Quanto maior for a concentração do soluto na solução menor é a pressão de vapor da solução, para uma determinada temperatura, já que o número de moléculas do solvente que se encontram na superfície, em condições para passar ao estado gasoso, é menor.

Propriedades Coligativas

São as propriedades de uma solução que dependem da concentração do soluto.

Elevação Ebulioscópica

A elevação do ponto de ebulição de uma solução, \(\Delta T_{e}\), chama-se elevação ebulioscópica. Esta elevação acontece porque um soluto provoca uma diminuição da pressão de vapor da solução, e para que a pressão iguale a pressão atmosférica é necessário provocar um aumento de temperatura da solução.

$$T_{e}\text{(solução)}-T_{e}\text{(solvente)}=\Delta T_{e}$$

A elevação ebulioscópica aumenta com a concentração (em molalidade) do soluto:

$$\Delta T_{e}=K_{e}m$$

em que:

\(K_{e}\) - constante ebulioscópica do solvente (K kg mol-1)

\(m\) - molalidade da solução (mol kg-1)

A constante ebulioscópica depende do solvente.

Depressão Crioscópica

A depressão crioscópica, \(\Delta T_{c}\), é a diferença entre o ponto de congelação do solvente puro, \(T_{c}\text{(solvente)}\), e o ponto de congelação da solução, \(T_{c}\text{(solução)}\):

$$T_{c}\text{(solvente)}-T_{c}\text{(solução)}=\Delta T_{c}$$

Tal como a elevação ebulioscópica, também a depressão crioscópica depende da molalidade da solução:

$$\Delta T_{c}=K_{c}m$$

em que:

\(K_{c}\) - constante crioscópica do solvente (K kg mol-1), dependente apenas do solvente

\(m\) - molalidade da solução (mol kg-1)

Enquanto que para que uma solução entre em ebulição é necessário aumentar a temperatura, relativamente ao solvente puro, para congelar uma solução é necessário diminuir a temperatura, relativamente ao ponto de congelação do solvente puro.

Determinação de Massa Molares

As propriedades coligativas podem ser usadas para a determinação da massa molar de uma substância (que será o soluto de uma solução com solvente conhecido).

O método crioscópico, que resulta da medição da depressão crioscópica, é o mais vantajoso porque não é muito dependente da pressão atmosférica, tem menos possibilidades de provocar a decomposição do soluto e porque os valores de \(K_{c}\) são maiores que os de \(K_{e}\) o que implica a possibilidade de resultados experimentais mais rigorosos.

Concentração

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