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Aspectos quantitativos de propriedades coligativas

As propriedades coligativas são divididas em quatro: Tonoscopia, Crioscopia, Ebulioscopia e Osmometria.

Quando falamos sobre aspectos quantitativos, nós devemos pensar em contas, matemática. Ou seja, vamos ver os assuntos dentro que propriedades coligativas que envolvem contas.

Tonoscopia – Pressão de vapor

É a redução na pressão de vapor de um líquido após adição de mais partículas de soluto. 

Mais partículas de soluto em solução representam maior queda na pressão de vapor da mesma, de acordo com a seguinte equação:

(P_solução – P_{líquido puro}) / P_líquido = k_t . W

W = n_soluto/m_solvente

Obs: A massa do solvente deve estar em kg

Onde,

k_t = constante tonoscópica molal

n = número de moles

W = nsoluto/ msolvente (em kg)

Após leitura da equação, percebemos que uma quantidade maior de partículas do soluto promove maior variação na pressão da solução. 

Osmometria – Pressão osmótica

Outra propriedade coligativa importante é a pressão osmótica de uma solução, que representa, numericamente, a força de resistência de uma solução ao processo de osmose. 

De acordo com Van’t Hoff, a pressão osmótica de uma solução é proporcional a sua temperatura absoluta e a sua concentração molar, pela seguinte expressão:

π = i.M.T.R

Onde, 

M = molaridade

T = temperatura da solução

R = constante universal dos gases

i = constante Van’t Hoff

Obs.: A proporcionalidade é embutida na equação pela constante i (fator de Van’t Hoff).

i = 1 + α .(q – 1)

i = fator Van't Hoff

α = grau de dissociação

q = número de mol de cada íon liberado na dissolução em água

Obs: A variação da pressão pode ser calculada pela formula π_inicial – π_final.

Crioscopia – Ponto de congelamento

As partículas do soluto, sal ou açúcar, dificultam o congelamento do líquido formando uma barreira física para o solvente. Por isso, uma maior quantidade de energia deve ser removida do sistema para que o processo ocorra. Isso é o que ocorre quando queremos gelar latinhas de refrigerante mais rápido e adicionamos sal à mistura gelo + água no isopor.  

Quanto mais partículas em solução (medido pela concentração maior do soluto), maior será o abaixamento da temperatura de congelamento, de acordo com a seguinte equação:

ΔT_c = k_c.W

Onde,

k_c = constante crioscópica

W = n_soluto/ m_solvente (em kg)

Ebulioscopia – Ponto de ebulição

A presença do soluto dificulta a evaporação do líquido reduzindo sua pressão de vapor. No final, uma maior quantidade de energia é necessária (precisa-se aumentar mais a temperatura) para igualar a pressão de vapor do líquido à pressão atmosférica. 

Quanto maior a quantidade de partículas de soluto em solução (medido pela concentração do soluto), maior será o aumento na temperatura de ebulição do líquido, de acordo com a seguinte equação:

ΔT_e = k_e.W

Onde ,

k_e = constante ebulioscópica

W = molalidade 

ΔT_e = variação temperatura de ebulição da solução em relação ao líquido puro