USF 2016/1
A adição de determinados solutos em meio aquoso muda algumas das propriedades físicas do solvente. Considere três recipientes que contenham 1,0 L de soluções aquosas com concentração molar igual a 0,5 mol/L das seguintes substâncias:
I. Sacarose - C12H22O11.
II. Cloreto de sódio - NaCℓ.
III. Nitrato de cálcio - Ca(NO3)2.
Ao medir algumas das propriedades físicas dessas soluções, foi observado que
a solução de sacarose apresentava pontos de fusão e ebulição superiores ao da água pura.
a solução de cloreto de sódio apresentava ponto de congelamento inferior à solução de nitrato de cálcio.
a solução de nitrato de cálcio é que apresentava o menor valor de pressão de vapor.
apenas as soluções iônicas possuíam pontos de ebulição superiores ao da água pura.
a maior variação entre os pontos de fusão e ebulição para essas substâncias será observada para a solução de sacarose.
Resolução
Passo 1 – Reconhecer propriedade coligativa envolvida
As grandezas analisadas (ponto de ebulição, ponto de fusão / congelamento e pressão de vapor) dependem da quantidade de partículas de soluto no solvente – são propriedades coligativas.
Passo 2 – Determinar o fator de Van ’t Hoff (i)
A 0,5 mol L-1, cada soluto fornece:
- Sacarose (C12H22O11) → não ioniza: i = 1
- NaCl → Na+ + Cl−: i ≈ 2
- Ca(NO3)2 → Ca2+ + 2 NO3−: i ≈ 3
Passo 3 – Comparar efeitos coligativos
- Rebaixamento do ponto de congelamento: ΔTf ∝ i. Maior para Ca(NO3)2, intermediário para NaCl, menor para sacarose.
- Elevação do ponto de ebulição: ΔTb ∝ i. Mesma ordem acima.
- Abaixamento da pressão de vapor: Δp ∝ i (lei de Raoult). Logo, menor pressão de vapor para a solução com maior i → Ca(NO3)2.
Passo 4 – Avaliar cada alternativa
A – Incorreta. O ponto de fusão (congelamento) da solução de sacarose diminui, não aumenta.
B – Incorreta. Ca(NO3)2 deprime mais o ponto de congelamento que NaCl.
C – Correta. Com i ≈ 3, a solução de nitrato de cálcio apresenta o maior abaixamento de pressão de vapor, logo o menor valor absoluto.
D – Incorreta. Qualquer soluto (iônico ou molecular) eleva o ponto de ebulição; os iônicos apenas causam efeito maior.
E – Incorreta. A maior variação (ΔTf+ΔTb) ocorre para Ca(NO3)2, não para sacarose.
Resposta: alternativa C.
Dicas
Erros Comuns
- Propriedades coligativas: dependem somente do número de partículas de soluto na solução, não da sua natureza.
- Fator de Van ’t Hoff (i): número de íons ou partículas geradas por cada molécula de soluto quando dissolvida.
- Relações fundamentais (para soluções diluídas):
\[\Delta T_f = K_f\,i\,m, \quad \Delta T_b = K_b\,i\,m, \quad \Delta p = x_s\,P^0 \propto i\,m\] onde m é molalidade. - Quanto maior i, maiores: abaixamento de pressão de vapor, diminuição do ponto de congelamento, elevação do ponto de ebulição e pressão osmótica.
