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 100oC, ponto de fusão (p.f) igual a 0oC 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 100oC e o seu ponto de fusão não é mais de 0oC.
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.
C6H12O6(s) + H2O
→ C6H12O6(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).
C6H12O6(aq) a 1 M
C6H12O6(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:
H2SO4(aq) → 2 H+(aq)
+ SO42-(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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