Soluto não volátil: a influência nas propriedades coligativas

A presença de solutos não voláteis em uma solução afeta diversas propriedades físicas da mesma. Essas propriedades são conhecidas como propriedades coligativas e dependem unicamente da quantidade de partículas do soluto, independentemente de sua natureza química. Neste artigo, discutiremos como a presença de um soluto não volátil influencia o ponto de congelamento, o ponto de ebulição, a pressão osmótica e a diminuição da pressão de vapor de uma solução.

Quais são os solutos não voláteis?

Além dos exemplos mencionados anteriormente, existem outros solutos não voláteis que são comumente encontrados em soluções. Um exemplo é o ácido acético, que é encontrado no vinagre. O ácido acético é um soluto não volátil porque possui um ponto de ebulição alto e não se evapora facilmente. Outro exemplo é o glicerol, um composto químico utilizado em produtos cosméticos e farmacêuticos. O glicerol é um soluto não volátil porque também possui um ponto de ebulição alto.

Os solutos não voláteis têm a vantagem de não se evaporarem facilmente, o que pode ser útil em certas aplicações. Por exemplo, em uma solução aquosa de sal, o sal não se evapora quando a água é aquecida, pois é um soluto não volátil. Isso torna possível a utilização de soluções contendo solutos não voláteis em processos de separação, como destilação, onde é desejável que apenas o solvente evapore. No entanto, é importante ressaltar que a volatilidade de um soluto pode depender das condições específicas de temperatura e pressão. Portanto, é possível que um soluto não volátil em determinadas condições possa se tornar volátil em condições diferentes.

Quando um soluto não volátil é adicionado a um solvente?

Quando um soluto não volátil é adicionado a um solvente, ocorre o fenômeno de formação de uma solução. O soluto não volátil é uma substância que não evapora facilmente, o que significa que não possui alta pressão de vapor. Ao ser adicionado a um solvente puro, o soluto se dissolve e suas partículas se dispersam entre as partículas do solvente.

Este processo de dissolução pode levar a alterações nas propriedades físico-químicas da solução, conhecidas como efeitos coligativos. Os efeitos coligativos dependem da quantidade de soluto adicionado e não da sua natureza química. Os principais efeitos coligativos são:

1. Diminuição da pressão de vapor: a adição de um soluto não volátil reduz a pressão de vapor do solvente, pois as partículas do soluto ocupam espaço na superfície do solvente, dificultando a evaporação das moléculas do solvente. Isso faz com que o ponto de ebulição da solução seja maior do que o do solvente puro.

2. Aumento do ponto de ebulição: a adição de um soluto não volátil também aumenta o ponto de ebulição da solução. Isso ocorre porque a presença das partículas do soluto dificulta a passagem das moléculas do solvente para a fase de vapor, exigindo mais energia para que a ebulição ocorra.

3. Diminuição do ponto de congelamento: a adição de um soluto não volátil reduz o ponto de congelamento do solvente. Isso se deve ao fato de que as partículas do soluto interagem com as partículas do solvente, dificultando a formação de uma rede ordenada de cristais durante o resfriamento.

4. Aumento da pressão osmótica: a adição de um soluto não volátil aumenta a pressão osmótica da solução. A pressão osmótica é a pressão necessária para evitar a passagem do solvente através de uma membrana semipermeável. Com a presença das partículas do soluto, é necessário aplicar uma maior pressão para evitar a entrada do solvente na solução.

Esses efeitos coligativos das soluções são de grande importância tanto do ponto de vista teórico quanto prático. Eles podem ser utilizados, por exemplo, para determinar a massa molar de um soluto desconhecido ou para controlar o ponto de congelamento de líquidos, como anticongelantes para automóveis.

Por que a introdução de um soluto não volátil em um solvente puro diminui sua pressão máxima de vapor?

Quando um soluto não volátil é adicionado a um solvente puro, a pressão máxima de vapor do solvente diminui. Isso ocorre devido ao efeito tonoscópico, que é a redução da pressão de vapor de um solvente quando um soluto não volátil é dissolvido nele.

Quando o soluto é adicionado ao solvente, as moléculas do soluto se dispersam entre as moléculas do solvente, ocupando o espaço livre na solução. Essas moléculas do soluto bloqueiam o escape das moléculas do solvente da superfície da solução, reduzindo assim a taxa de evaporação. Como resultado, menos moléculas do solvente passam para a fase de vapor, o que resulta em uma redução na pressão de vapor do solvente.

Esse efeito é muito importante em várias aplicações, como na indústria química e farmacêutica, onde a pressão de vapor do solvente pode afetar a eficiência dos processos de separação e a estabilidade dos produtos. Portanto, compreender e controlar o efeito tonoscópico é fundamental para a otimização desses processos.

Por que a ebulioscopia só ocorre com solutos não voláteis?

A ebulioscopia ocorre apenas com solutos não voláteis porque a temperatura de ebulição de uma substância é determinada pela pressão de vapor da mesma, ou seja, pela quantidade de moléculas que conseguem escapar do líquido e se transformar em gás.

Quando um soluto não volátil é dissolvido em água, ele não contribui para a pressão de vapor da solução de forma significativa, pois suas moléculas não são suficientemente voláteis para escapar do líquido. Isso faz com que a pressão de vapor da solução seja menor do que a da água pura, resultando em uma elevação da temperatura de ebulição.

Essa elevação da temperatura de ebulição é diretamente proporcional à concentração do soluto na solução, ou seja, quanto maior a quantidade de soluto dissolvido, maior será a elevação da temperatura de ebulição. Esse fenômeno é utilizado na prática para determinar o coeficiente de molalidade de uma solução através da medida da elevação da temperatura de ebulição em relação à água pura.

Quais são as propriedades coligativas das soluções?

As propriedades coligativas das soluções são características que dependem exclusivamente do número de partículas presentes na solução, independentemente da natureza das substâncias dissolvidas. Essas propriedades são o resultado do efeito que as partículas do soluto exercem nas propriedades do solvente.

A tonoscopia ou tonometria é uma propriedade coligativa relacionada com a diminuição da pressão de vapor de um solvente quando um soluto é adicionado a ele. Isso significa que a temperatura de ebulição do solvente é elevada e a temperatura de congelamento é reduzida quando um soluto é dissolvido nele.

A ebulioscopia ou ebuliometria é uma propriedade coligativa que estuda o aumento do ponto de ebulição de um solvente quando um soluto é adicionado a ele. Isso ocorre porque a presença do soluto reduz a pressão de vapor do solvente, exigindo uma temperatura mais alta para atingir a mesma pressão de vapor.

A crioscopia ou criometria é uma propriedade coligativa que estuda a diminuição do ponto de congelamento de um solvente quando um soluto é adicionado a ele. Isso acontece porque a presença do soluto impede que as moléculas do solvente se organizem em uma estrutura cristalina, fazendo com que o solvente congele a uma temperatura mais baixa.

Por fim, a osmose é uma propriedade coligativa que ocorre quando há uma diferença de concentração entre duas soluções separadas por uma membrana semipermeável. Nesse caso, as moléculas do solvente passam da solução mais diluída para a mais concentrada, buscando equilibrar as concentrações dos solutos.

Essas propriedades coligativas são de grande importância na indústria e em diversas aplicações práticas, como na determinação da concentração de soluções, na fabricação de produtos químicos e na preservação de alimentos, entre outros.