Exemplos de propriedade coligativa

O anticongelante automotivo, a diálise renal e o uso de sal-gema para fazer sorvete não parecem ter nada em comum. Mas todos eles dependem do propriedades coligativas de soluções. Essas propriedades são as propriedades físicas de soluções que dependem apenas da proporção do número de partículas de soluto e solvente (por exemplo, sal em água) em solução e não na identidade do soluto.

As células do corpo humano, células vegetais e soluções, como anticongelante e sorvete, dependem de propriedades coligativas.

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Demasiado longo; Não li (TL; DR)

Existem quatro propriedades coligativas: pressão de vapor, ponto de ebulição, ponto de congelamento e pressão osmótica. Essas propriedades físicas das soluções dependem apenas da proporção do número de partículas de soluto e solvente em solução e não do que é o soluto.

Um solvente (como água) tem uma pressão de vapor denotada por p1. Isso é igual a uma atmosfera de pressão.

No equilíbrio

Levar um solvente à fervura essencialmente vaporiza o solvente. Elevação do ponto de ebulição, ou aumentar a temperatura na qual o solvente ferve, ocorre por uma razão semelhante à depressão da pressão de vapor. O aumento da quantidade de soluto na superfície inibe a vaporização do solvente, portanto, requer mais energia para atingir o ponto de ebulição.

Isso presume que o soluto é não volátil, ou seja, tem uma baixa pressão de vapor em temperatura ambiente. Um soluto volátil com um ponto de ebulição mais baixo do que o solvente pode realmente diminuir o ponto de ebulição. O benzeno é um exemplo de composto orgânico volátil (VOC).

O ponto de congelamento de uma solução será menor do que o do solvente puro. Ponto de congelamento é a temperatura na qual um líquido se torna sólido em 1 atmosfera. Depressão do ponto de congelamento significa que a temperatura de congelamento diminui. Isso significa que o líquido deve estar mais frio para atingir o congelamento. A razão pela qual isso ocorre é porque a presença de um soluto introduz mais desordem no sistema do que estava presente apenas com as moléculas de solvente. Portanto, a mistura deve ser mais fria para superar os efeitos do sistema mais desordenado.

Uma aplicação prática desta propriedade coligativa é anticongelante automotivo. O ponto de congelamento de uma solução 50/50 de etilenoglicol (CH₂(OH) CH₂(OH)) é -33 graus Celsius (-27,4 graus Fahrenheit), em comparação com 0 graus Celsius (32 graus Fahrenheit). O anticongelante é adicionado ao radiador do carro para que o carro seja exposto a temperaturas muito mais baixas antes que a água no sistema do carro congele.

Osmose ocorre quando as moléculas do solvente se movem através de uma membrana semipermeável. Um lado da membrana pode conter solvente e o outro lado da membrana pode conter soluto. O movimento do solvente ocorre de uma área de maior concentração para uma área de menor concentração, ou de maior potencial químico para menor potencial químico, até que um equilíbrio seja alcançado. Este fluxo ocorre naturalmente, então alguma entrada de pressão no lado do soluto deve ser aplicada para interromper o fluxo.

O pressão osmótica é a pressão que interromperia esse fluxo. A pressão osmótica geralmente aumenta para soluções. Quanto mais moléculas de soluto existem, mais as moléculas de solvente são pressionadas umas contra as outras. A presença de moléculas de soluto em um lado da membrana significa que menos moléculas de solvente podem cruzar para o lado da solução. A pressão osmótica está diretamente relacionada à concentração de soluto: mais soluto se traduz em uma pressão osmótica mais alta.

As propriedades coligativas são todas dependentes da molalidade (m) de uma solução. A molalidade é definida como moles de soluto / kg de solvente. Quanto mais, ou menos, de um soluto que está presente em proporção com o solvente afetará os cálculos das quatro propriedades coligativas delineadas acima.