As propriedades coligativas Enem são um tema importante para os estudantes que estão se preparando para o Exame Nacional do Ensino Médio.
Essas propriedades referem-se às mudanças físicas que ocorrem em uma solução quando um soluto é adicionado a ela.
As propriedades coligativas Enem incluem a pressão osmótica, o abaixamento do ponto de congelamento, o aumento do ponto de ebulição e a tonoscopia.
A pressão osmótica é a pressão que deve ser aplicada a uma solução para evitar que a água pura entre nela através de uma membrana semipermeável.
O abaixamento do ponto de congelamento é a diminuição da temperatura na qual uma solução congela em comparação com a água pura.
O aumento do ponto de ebulição é o aumento da temperatura na qual uma solução ferve em comparação com a água pura.
A tonoscopia é o abaixamento da pressão de vapor de uma solução em comparação com a água pura.
Essas propriedades coligativas são importantes para entender a química das soluções e são frequentemente testadas no Enem.
Sumário
Propriedades Coligativas Enem
As propriedades coligativas são propriedades físicas que dependem da quantidade de partículas dispersas em uma solução e não da natureza dessas partículas.
Essas propriedades são importantes para a compreensão de muitos fenômenos químicos, como a osmose e a formação de soluções.
Pressão de Vapor
A pressão de vapor é a pressão exercida pelo vapor de um líquido em equilíbrio com o líquido.
Quando uma substância é adicionada a um líquido, a pressão de vapor diminui, pois a adição de partículas reduz a quantidade de moléculas que podem escapar para a fase gasosa. Isso é conhecido como efeito de soluto.
Elevação do Ponto de Ebulição
A elevação do ponto de ebulição é o aumento da temperatura de ebulição de um líquido quando um soluto é adicionado a ele.
Isso acontece porque a pressão de vapor é reduzida, o que significa que a temperatura precisa ser aumentada para que a pressão de vapor atinja a pressão atmosférica.
A elevação do ponto de ebulição é uma das propriedades coligativas Enem mais importantes e é usada em muitas aplicações industriais, como a produção de alimentos.
Abatimento do Ponto de Congelamento
O abatimento do ponto de congelamento é a diminuição da temperatura de congelamento de um líquido quando um soluto é adicionado a ele.
Isso ocorre porque a adição de partículas reduz a quantidade de moléculas que podem se unir para formar um sólido.
O abatimento do ponto de congelamento é essencial em muitas aplicações, como a produção de sorvete.
Osmose
A osmose é o movimento de moléculas de solvente através de uma membrana semipermeável em direção a uma solução mais concentrada.
Isso costuma ocorrer porque as partículas de soluto não podem passar pela membrana, então a água se move para equilibrar a concentração de soluto em ambos os lados da membrana.
A osmose é vital em muitas aplicações biológicas, como a regulação da pressão osmótica em células.
Fórmulas e Cálculos
As propriedades coligativas Enem são fenômenos que dependem da quantidade de partículas do soluto em uma solução e não da sua natureza.
Essas propriedades são importantes para entender a osmose, a elevação do ponto de ebulição, o abaixamento do ponto de congelamento e a pressão de vapor.
Nesta seção, apresentaremos as fórmulas e cálculos dessas propriedades.
Fórmula da Pressão de Vapor
A pressão de vapor é a pressão exercida pela fase gasosa acima de uma solução. A fórmula para calcular a pressão de vapor de uma solução é dada por:
P = X * P°
Onde:
- P é a pressão de vapor da solução;
- X é a fração molar do soluto na solução;
- P° é a pressão de vapor do solvente puro.
Fórmula da Elevação do Ponto de Ebulição
A elevação do ponto de ebulição é o aumento da temperatura de ebulição de um solvente causado pela presença de um soluto não volátil. A fórmula para calcular a elevação do ponto de ebulição é a seguinte:
ΔTeb = Keb * m
Onde:
- ΔTeb é a elevação do ponto de ebulição;
- Keb é a constante de ebulioscopia do solvente;
- m é a molalidade da solução.
Fórmula do Abatimento do Ponto de Congelamento
O abaixamento do ponto de congelamento é a redução da temperatura de congelamento de um solvente causado pela presença de um soluto não volátil.
A fórmula para calcular o abaixamento do ponto de congelamento é dada por:
ΔTc = Kc * m
Onde:
- ΔTc é o abaixamento do ponto de congelamento;
- Kc é a constante de crioscopia do solvente;
- m é a molalidade da solução.
Fórmula da Osmose
A osmose é a passagem de solvente de uma solução diluída para uma solução concentrada através de uma membrana semipermeável.
Para poder calcular a pressão osmótica, a fórmula é a seguinte:
Π = M * R * T
Onde:
- Π é a pressão osmótica;
- M é a concentração molar da solução;
- R é a constante dos gases ideais;
- T é a temperatura absoluta.
Essas fórmulas e cálculos são essenciais para resolver problemas relacionados às propriedades coligativas e para entender como essas propriedades afetam o comportamento das soluções.
Exemplos e Aplicações
Exemplo de Cálculo da Elevação do Ponto de Ebulição
Um exemplo prático da elevação do ponto de ebulição pode ser visto em uma solução de água e sal. Suponha que adicionamos 20g de sal em 200g de água. Para calcular a elevação do ponto de ebulição, usamos a fórmula ΔT = Keb . m . i, onde ΔT é a variação da temperatura, Keb é a constante elevação molal do ponto de ebulição, m é a molalidade da solução e i é o fator de van’t Hoff. Para o sal, i = 2, pois ele se dissocia em dois íons. A constante Keb da água é 0,512 °C/m. Então, temos:
m = (20g / 58,44g/mol) / (200g / 1000g/kg) = 0,68 mol/kg
ΔT = 0,512 °C/m . 0,68 mol/kg . 2 = 0,70 °C
Portanto, a temperatura de ebulição da solução aumentará em 0,70 °C em relação à água pura.
Exemplo de Cálculo do Abatimento do Ponto de Congelamento
Outro exemplo prático das propriedades coligativas é o abatimento do ponto de congelamento, que pode ser observado em uma solução de água e açúcar. Suponha que adicionamos 30g de açúcar em 200g de água. Para calcular o abatimento do ponto de congelamento, usamos a fórmula ΔT = Kc . m . i, onde ΔT é a variação da temperatura, Kc é a constante crioscópica molal, m é a molalidade da solução e i é o fator de van’t Hoff. Para o açúcar, i = 1, pois ele não se dissocia em íons. A constante Kc da água é 1,86 °C/m. Então, temos:
m = (30g / 342,3g/mol) / (200g / 1000g/kg) = 0,44 mol/kg
ΔT = 1,86 °C/m . 0,44 mol/kg . 1 = 0,82 °C
Portanto, a temperatura de congelamento da solução diminuirá em 0,82 °C em relação à água pura.
Aplicações em Processos Industriais
As propriedades coligativas têm diversas aplicações em processos industriais, como na produção de alimentos, medicamentos e produtos químicos.
Por exemplo, a elevação do ponto de ebulição é utilizada na produção de alimentos, como o cozimento de alimentos em soluções salinas para aumentar a temperatura de ebulição e reduzir o tempo de cozimento.
Já o abatimento do ponto de congelamento é utilizado na produção de sorvetes, para evitar a formação de cristais de gelo e manter a textura cremosa do produto.
Além disso, as propriedades coligativas são utilizadas em processos de purificação de substâncias, como na destilação fracionada, que se baseia na diferença de pontos de ebulição de diferentes componentes de uma mistura.
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