A adiçāo de determinados solutos em meio aquoso muda algumas das propriedades fisicas do solvente. Considere trés recipientes que contenham
de soluçōes aquosas com concentraçāo molar igual a 0,5
das seguintes substâncias:
I. Sacarose -
.
II. Cloreto de sódio - NaCl .
III. Nitrato de cálcio -
.
Qual substância possui a menor pressão máxima de vapor? Justifique utilizando reaçôes química.
I. Sacarose -
II. Cloreto de sódio - NaCl .
III. Nitrato de cálcio -
Qual substância possui a menor pressão máxima de vapor? Justifique utilizando reaçôes química.
Passo 1
Beleza, vamos nessa! O exercício fala sobre como adicionar certos solutos em água muda propriedades físicas, como a pressão de vapor. A gente tem três soluções aquosas, cada uma com 1,0 L de água e 0,5 mol/L de um soluto diferente: sacarose, cloreto de sódio (NaCl) e nitrato de cálcio (Ca(NO₃)₂). A pergunta é: qual dessas soluções tem a menor pressão de vapor? Pra resolver isso, vamos usar o conceito de propriedades coligativas, que dependem do número de partículas na solução, e a Lei de Raoult, que relaciona pressão de vapor com concentrações dos solutos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a pressão de vapor de uma solução depende de quantas partículas de soluto estão dissolvidas nela. Quanto mais partículas, menor a pressão de vapor. Então, nosso objetivo é calcular quantas partículas cada soluto libera na água.
Vamos calcular o número total de mols de partículas para cada soluto:
- Sacarose (C₁₂H₂₂O₁₁): Não se dissocia na água, então 0,5 mol de sacarose resultam em 0,5 mol de partículas.
- Cloreto de sódio (NaCl): Se dissolve e se dissocia completamente em Na⁺ e Cl⁻, então 0,5 mol de NaCl dão 0,5 × 2 = 1,0 mol de partículas.
- Nitrato de cálcio (Ca(NO₃)₂): Se dissolve e se dissocia completamente em Ca²⁺ e 2 NO₃⁻, então 0,5 mol de Ca(NO₃)₂ dão 0,5 × 3 = 1,5 mol de partículas.
Passo 3
Agora, aplicamos a Lei de Raoult, que diz que a pressão de vapor de uma solução § é igual à pressão de vapor do solvente puro (P⁰) multiplicada pela fração molar do solvente (Xₛ). Como todas as soluções têm a mesma quantidade de solvente (1,0 L de água) e a mesma concentração inicial de 0,5 mol/L, a diferença na pressão de vapor vai depender das partículas do soluto.
A fração molar do solvente é dada por:
Quanto mais partículas do soluto, menor será $ Xₛ $, e assim menor será a pressão de vapor $ P $.
Passo 4
Vamos comparar as mols de partículas:
- Sacarose: 0,5 mol
- NaCl: 1,0 mol
- Ca(NO₃)₂: 1,5 mol
A solução com mais partículas de soluto tem menor pressão de vapor. Portanto, Ca(NO₃)₂, que se dissocia em 1,5 mol de partículas, vai reduzir mais a pressão de vapor da água.
Resposta
A solução de nitrato de cálcio
possui a menor pressão máxima de vapor, pois libera mais partículas na água, diminuindo significativamente a pressão de vapor segundo a Lei de Raoult.