PRESSÃO DE VAPOR DE UM SOLVENTE

 

Se considerarmos um sistema fechado no qual haja água líquida, notamos que no início a velocidade de evaporação é maior que a velocidade de condensação, e assim o nível da água vai abaixando. Entretanto, à medida que aparece o vapor, a velocidade de evaporação vai diminuindo e a de condensação aumentando, até que se tornam iguais. Quando as velocidades se igualam, dizemos que foi atingido o equilíbrio entre o líquido e o vapor. A pressão medida medida nesse sistema é denominada pressão de vapor.

A pressão exercida pelo vapor de uma substância, em equilíbrio com a fase líquida, a uma dada temperatura, chama-se pressão de vapor.

A pressão de vapor:

a) numa da temperatura, não depende do volume e do formato das fases líquida e vapor que estão em equilíbro;

b) aumenta por aumento de temperatura, pois a energia cinética média das moléculas eleva-se, provocando uma maior agitação corpuscular, pelo que as forças de atração entre as moléculas na superfície do líquido são vencidas, aumentando o número de moléculas na fase gasosa;

c) é tanto menor quanto maior a intensidade das forças intermoleculares de um líquido, a uma dada temperatura. Líquidos voláteis apresentam maior pressão de vapor e menores pontos de ebulição;

Note que no gráfico ao lado os solventes apresentam a mesma pressão de vapor ao entrarem em ebulição. Na Ebulição a pressão de vapor se iguala à pressão externa. Ao nível do mar a pressão externa é de 760 mmHg.

d) para uma solução de um soluto não-volátil, é inferior à pressão de vapor do solvente puro, à mesma temperatura, uma vez que o número de moléculas na superfície do líquido que podem passar à fase gasosa é menor;

e) para uma solução de soluto não-volátil, é tanto menor quanto maior o número de partículas de soluto;

f) é uma propriedade coligativa  (depende do número de partículas do soluto e não da sua natureza).

Elaboração: Prof. Paulo Silva

CÁLCULO DO NÚMERO DE PARTÍCULAS EM SOLUÇÃO

Um sólido ao ser misturado com um líquido sofre uma disseminação sob a forma de pequenas partículas, de modo a formar uma solução. Se as partículas dispersas são somente moléculas, a solução recebe o nome de solução molecular; se são íons, a solução é denominada solução iônica.

Número de Partículas Dispersas na Solução

a) Solução molecular: neste caso o cálculo é bastante simples, pois basta descobrir o número de moléculas do sólido disseminado.

Exemplo: A disseminação da glicose se dá de forma que na solução as partículas dispersas são somente as moléculas de glicose. C­₆H₁₂O_6(s) → C₆H₁₂O_6(aq) . É uma solução molecular.

b) Solução iônica: neste caso o cálculo do número de partículas dispersas deve levar em conta o fenômeno da dissociação.

Exemplo: A disseminação do cloreto de sódio ocorre de forma que na solução as partículas dispersas são íons, pois o NaCl sofre 100% de dissociação iônica: NaCl_(s) → Na⁺_(aq)  +  Cl^-_(aq). É uma solução iônica.

Quando a substância é ionizável, os ácidos por exemplo, somente parte das moléculas se ionizam. A quantidade de moléculas que sofrem ionização é fornecida por uma grandeza chamada grau de ionização (α).

Exemplo: O grau de ionização do ácido clorídrico é de 92%. Isto significa que, de todas as moléculas adicionadas, 92% se encontram ionizadas, enquanto 8% se encontram não-ionizadas.

O número de partículas dispersas numa solção iônica ou ionizável pode ser calculado através do fator de correção Van’t Hoff(i).

i = 1 + α(q – 1)

onde q = número total de cátions e ânions produzidos pela substância

Então para o NaCl teremos: i = 1 + 100%/100 (2 – 1) = 2, isto é, quando o grau de dissociação for 100% o valor de i = q.

No caso do HCl teremos: i = 1 + 92%/100 (2 – 1) = 1,92.

Veja a comparação abaixo onde as três soluções têm a mesma concentração inicial.

a) solução 0,1 mol/L de glicose – solução molecular  (q=1)

Número de partículas em solução

1 x 0,1 mol = 0,1 mol de partículas.

b) solução 0,1 mol/L de NaCl (α=100%) e (q=2)

Número de partículas em solução

i = 1 + 100%/100 ( 2 – 1) = 2, logo, 2 x 0,1 = 0,2 mol de partículas na solução.

c) solução 0,1 mol/L de HCl (α=92%) e (q=2)

Número de partículas em solução

i = 1 + 92%/100 ( 2 – 1) = 1,92, logo, 1,92 x 0,1 =0,192 mol de partículas em solução.

Note que em cada caso o número de partículas em solução é diferente.

Elaboração: Prof. Paulo Silva