Anticongelantes automotivos contêm etilenoglicol, CH2(OH) CH2(OH), um não eletrólito não volátil, em água. Calcule o ponto de ebulição e o ponto de congelamento de uma solução 25,0 % em massa de etilenoglicol em água. (resp.: T eb,solução =102,7^circ Cçã; T cong,solução =-10,0^circ Cçã😉

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. A gente tem uma solução de etilenoglicol ( CH2(OH)CH2(OH)) em água que representa 25,0% em massa. O objetivo é calcular o ponto de ebulição e o ponto de congelamento dessa solução. Para resolver isso, vamos usar conceitos de propriedades coligativas, que dependem da quantidade de partículas na solução, como a elevação do ponto de ebulição e a depressão do ponto de congelamento.

Passo 2

Primeiro, vamos entender quanto de etilenoglicol e água temos na solução. Suponhamos que tenhamos 100,g de solução para facilitar os cálculos.
  • Massa de etilenoglicol: 25,0% de 100,g é 25,0,g.
  • Massa de água: 100,g - 25,0,g = 75,0,g.

Passo 3

Agora, precisamos calcular a molalidade da solução, que é a quantidade de mols de soluto por quilograma de solvente. Primeiro, vamos encontrar os mols de etilenoglicol.
A massa molar do etilenoglicol ( C2H6O2) é:
  • Carbono: 2 times 12,01,g/mol = 24,02,g/mol
  • Hidrogênio: 6 times 1,01,g/mol = 6,06,g/mol
  • Oxigênio: 2 times 16,00,g/mol = 32,00,g/mol
  • Total: 24,02 + 6,06 + 32,00 = 62,08,g/mol
Mols de etilenoglicol:
n = 25,0,g62,08,g/mol approx 0,402,mol
Agora, a massa de água em quilogramas:
75,0,g = 0,075,kg
Molalidade ( m):
m = 0,402,mol0,075,kg approx 5,36,mol/kg

Passo 4

Vamos usar as equações das propriedades coligativas para calcular a elevação do ponto de ebulição ( De) e a depressão do ponto de congelamento ( De):
De
De
Onde:
  • Kb é a constante ebullioscópica da água ( 0,512,^circCcdotkg/mol).
  • Kf é a constante crioscópica da água ( 1,86,^circCcdotkg/mol).
  • i é o fator de van’t Hoff. Como o etilenoglicol não se dissocia na água, i = 1.

Passo 5

Agora, vamos calcular De e De:
De
Então, o ponto de ebulição da solução:
Teb,solução = Teb,água + Deçãá
Para a depressão do ponto de congelamento:
De
Então, o ponto de congelamento da solução:
Tcong,solução = Tcong,água - Deçãá

Resposta

O ponto de ebulição da solução é 102,7,^circC e o ponto de congelamento é -10,0,^circC.

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