PROPRIEDADES COLIGATIVAS

Cada substância química é caracterizada por um conjunto de propriedades específicas muito bem definidas. A água pura, por exemplo, a pressão de 1 atm. tem um ponto de ebulição (p.e) igual a 100^oC, ponto de fusão (p.f) igual a 0^oC e uma densidade de 1 g/mL.

No entanto, observações experimentais mostram que, quando à água é adicionada uma outra substância formando-se uma mistura homogénea (solução), nessa solução as propriedades da água modificam-se. Por exemplo, quando num recipiente contendo certa quantidade de água adiciona-se o sal de cozinha (NaCl) este dissolve-se formando uma solução aquosa deste sal.

Nesta solução (água + NaCl), o solvente, ou seja, a água tem as suas propriedades modificadas de modo que o ponto de ebulição da água é diferente de 100^oC e o seu ponto de fusão não é mais de 0^oC. Assim, dizemos que as propriedades da água (solvente) modificaram-se devido à adição de um soluto não volátil, no caso o sal de cozinha. A essas modificações nas propriedades do solvente devido à adição de um soluto não volátil chamamos de propriedades coligativas e as consequências que resultam da modificação dessas propriedades chamamos de efeitos coligativos.

Propriedades coligativas são as propriedades do solvente que modificam-se pela adição de um soluto não volátil.

As modificações nas propriedades do solvente só são mensuráveis (visíveis) quando o soluto adicionado ao solvente é um soluto não volátil, isto é, que não evapora com facilidade. Isso significa que o efeito coligativo só é estabelecido nesse solvente quando o soluto está lá presente para isso o soluto não pode escapar do solvente facilmente, portanto, deve ser um soluto não volátil. Pois, se for um soluto volátil este escapará com muita facilidade do solvente e o efeito da sua adição ao solvente não será visível, portanto, nenhum efeito coligativo será estabelecido na prática porque o soluto terá escapado do solvente.

As propriedades coligativas dependem exclusivamente (apenas) da quantidade de partículas de soluto (numero de partículas de soluto) na solução e não da natureza desse soluto.

Consideremos, por exemplo, duas soluções: uma de glicose, C₆H₁₂O₆ (uma substância covalente ou molecular) e outra de cloreto de sódio, NaCl (uma substância iónica). Quando a glicose é adicionada a água esta dissolve-se completamente. Portanto, quando 1 mol de glicose, ou seja, 6,02 x 10²³ partículas (moléculas) são dissolvidas em água a solução resultante irá conter igualmente 6,02 x 10²³ partículas (moléculas de glicose), pois esta não se ioniza em solução aquosa.

C₆H₁₂O_6(s) + H₂O → C₆H₁₂O_6(aq)

6,02 x 10²³ ______ 6,02 x 10²³

Portanto, a quantidade de partículas dissolvidas é a mesma que se encontra dispersa no solvente, isto é, encontra-se dissolvida.

Já no caso da solução de cloreto de sódio teremos um cenário um pouco diferente, pois quando se dissolve 1 mol (6,02 x 10²³ fórmulas unitárias) de cloreto de sódio, NaCl, devido à dissociação que este sofre em solução aquosa teremos o dobro do número de partículas inicialmente dissolvido.

NaCl_(s) + H₂O → Na⁺_(aq) + Cl^-_(aq)

1 mol _______ 1 mol  +  1 mol

6,02 x 10²³ ____ 6,02 x 10²³ + 6,02 x 10²³

Como se vê, tem-se na solução 2 mol de partículas, ou seja, 6,02 x 10²³ iões Na⁺ e 6,02 x 10²³ iões Cl^-, portanto, 2 x 6,02 x 10²³ = 12,04 x 10²³ partículas (iões).

Comparando as duas soluções observa-se que temos um maior número de partículas de soluto na solução de cloreto de sódio que na solução de glicose, logo, o efeito coligativo será maior na solução de cloreto de sódio do que na solução de glicose visto que na solução de cloreto de sódio temos um maior número de partículas de soluto.

Consideremos ainda as seguintes soluções:

KCl 0,5 M

KCl_(aq)   →  K⁺_(aq)   +  Cl^-_(aq)

0,5 M __  0,5 M  +  0,5 M ⇒ 1 M de iões (partículas).

C₆H₁₂O_6(aq) a 1 M

C₆H₁₂O_6(aq) a 1 M ⇒ 1 M de C₆H₁₂O (moléculas)

Como se pode ver, temos soluções de solutos diferentes, mas que têm a mesma quantidade de partículas de soluto, portanto, o efeito coligativo nas duas soluções é o mesmo.

Já se considerarmos uma solução de Ácido Sulfúrico (H₂SO₄), totalmente ionizado e outra de Brometo de sódio teremos:

H₂SO_4(aq) → 2 H⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq)

0,1 M ____ 2 ∙ 0,1 M + 0,1 M ⇒ 0,3 M de iões (partículas)

NaBr_(aq)   →  Na⁺_(aq)   +  Br^-_(aq)

0,1 M ____  0,1 M  +  0,1 M ⇒ 0,2 M de iões (partículas).

Neste caso o efeito coligativo é maior na solução de H₂SO₄ que na solução de NaBr. Portanto,

Quanto maior o número de partículas de soluto na solução maior é o efeito coligativo.

PRINCIPAIS EFEITOS COLIGATIVOS

A adição de um soluto não volátil a um solvente provoca a modificação nas propriedades destes, tais como a pressão máxima de vapor, o ponto de ebulição, ponto de congelamento (temperatura de solidificação) e a pressão osmótica. Assim, os principais efeitos coligativos são:

• Diminuição ou abaixamento da pressão máxima de vapor do solvente na solução pela adição de um soluto não volátil (estuda pela Tonoscopia ou Tonometria);

• Elevação do ponto de ebulição do solvente na solução pela adição de um soluto não  volátil (estudada pela Ebulioscopia ou Ebuliometria);

• Diminuição da temperatura de congelamento do solvente na solução devido à adição de um soluto não volátil (estudada pela Crioscopia ou Criometria);

• O aumento da pressão osmótica do solvente em direcção à solução mais concentrada (estudado pela Osmoscopia ou Osmometria).

Por: Miguel Pascoal

Licenciado em Ensino de Química

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