Em uma mistura de um sólido e líquido, ou dois líquidos, o componente principal representa o solvente e o componente secundário representa o soluto. A presença do soluto induz o fenômeno de uma depressão do ponto de congelamento no solvente, onde o ponto de congelamento do solvente na mistura torna-se inferior ao do solvente puro. A depressão do ponto de congelamento é calculada de acordo com delta (T) = Km, onde K representa a constante de depressão do ponto de congelamento do solvente e m representa a molalidade da solução. A molalidade, neste caso, representa os moles de partículas de soluto por quilograma de solvente. Os químicos determinam os moles de partículas de soluto dividindo a massa do soluto por seu peso, conforme determinado pela adição das massas atômicas de todos os átomos em seu Fórmula.
Identifique o soluto e o solvente na mistura. Por definição, o soluto representa o composto presente em menor quantidade. Por exemplo, para uma mistura de 10 gramas de cloreto de sódio (sal) dissolvido em 100 gramas de água, o cloreto de sódio representa o soluto.
Determine o peso da fórmula ou o peso molecular do soluto somando os pesos atômicos de todos os átomos na fórmula química do soluto. O cloreto de sódio contém um átomo de sódio e um átomo de cloro, e os pesos atômicos da tabela periódica dos elementos de sódio e cloro são 22,99 e 35,45, respectivamente. O peso da fórmula é, portanto, (1 x 22,99) + (1 x 35,45), que é 58,44.
Calcule os moles de soluto dividindo os gramas de soluto pelo peso da fórmula. Continuando o exemplo anterior de cloreto de sódio, 10 gramas / 58,44 ou 0,171 moles de cloreto de sódio.
Determine os moles de partículas multiplicando os moles de soluto pelo número de partículas criadas quando o soluto se dissolve. Para substâncias moleculares com ligações covalentes, como açúcar, cada fórmula representa uma molécula ou partícula na solução. No entanto, os compostos iônicos, como o cloreto de sódio, produzem duas ou mais partículas por unidade de fórmula. Você pode identificar compostos iônicos facilmente porque eles sempre consistem em um metal e um não metal, enquanto os compostos moleculares, como o açúcar, contêm apenas não metais. Um composto como o cloreto de cálcio produziria três partículas. Para o exemplo de 10 gramas de cloreto de sódio (0,171 moles de NaCl) x (2 partículas por fórmula), ou 0,342 moles de partículas.
Determine a molalidade da solução dividindo os moles de partículas pela massa do solvente em quilogramas. No exemplo anterior, a solução preparada continha 10 gramas de cloreto de sódio dissolvidos em 100 gramas de água. Como 1 quilograma contém 1000 gramas, 100 gramas de água representam 0,100 quilogramas de água. Use a ferramenta de conversão online para converter a massa do solvente em quilogramas, se necessário. A molalidade das partículas de 10 gramas de cloreto de sódio em 100 gramas de água é, portanto, 0,342 / 0,100, ou 3,42 moles por quilograma.
Consulte uma tabela de constantes de depressão do ponto de congelamento para determinar a constante de depressão do ponto de congelamento, K, do solvente. O K da água, por exemplo, é 1,86 graus C por molal.
Calcule a depressão do ponto de congelamento, delta (T), do solvente multiplicando seu valor de K pelo molalidade do soluto: delta (T) = Km. Continuando o exemplo anterior, delta (T) = 3,42 x 1,86, ou 6,36 graus C.
Determine o ponto de congelamento da mistura subtraindo delta (T) do ponto de congelamento do solvente puro. A maioria das tabelas de constantes de depressão do ponto de congelamento também fornecem o ponto de congelamento - às vezes listado como o ponto de fusão - do solvente puro. No caso da água, o ponto de congelamento é de 0 graus C. O ponto de congelamento de 100 gramas de água contendo 10 gramas de cloreto de sódio é, portanto, 0 - 6,36 ou -6,36 graus C.
Coisas que você precisa
- Tabela periódica dos elementos
- Tabela de constantes de depressão do ponto de congelamento