Considere as seguintes amostras:
I. Água pura;
II. Solução aquosa 0,1 mol/L de sacarose; I
II. Solução aquosa 0,2 mol/L de sacarose;
IV. Solução aquosa 0,2 mol/L de NaCl. Coloque-as em ordem crescente de:
a) Pressão de vapor.
b) Temperatura de início de ebulição.
c) Temperatura de início de congelamento.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos quatro amostras diferentes: água pura, duas soluções de sacarose com concentrações de 0,1 mol/L e 0,2 mol/L, e uma solução de NaCl com 0,2 mol/L. Precisamos organizá-las em ordem crescente de pressão de vapor, temperatura de início de ebulição e temperatura de início de congelamento. Para resolver isso, vamos usar conceitos de propriedades coligativas, que são propriedades que dependem da quantidade de partículas dissolvidas na solução.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é pressão de vapor. A pressão de vapor é a pressão exercida pelas moléculas de um líquido que escapam para a fase gasosa. Quando adicionamos um soluto não volátil, como sacarose ou NaCl, à água, a pressão de vapor da solução diminui em relação à água pura. Isso acontece porque as partículas do soluto ocupam espaço na superfície, dificultando a fuga das moléculas de água para o vapor.

Passo 3

Agora, vamos considerar as diferentes soluções:
  • Água pura (I): Não tem soluto, então tem a maior pressão de vapor.
  • Solução de 0,1 mol/L de sacarose (II): Menos partículas do soluto do que a solução de 0,2 mol/L.
  • Solução de 0,2 mol/L de sacarose (III): Mais partículas de soluto do que a de 0,1 mol/L.
  • Solução de 0,2 mol/L de NaCl (IV): O NaCl se dissocia em íons, então efetivamente temos mais partículas na solução comparado à sacarose.

Passo 4

Com base nisso, para a pressão de vapor, a ordem crescente seria:
IV < III < II < I
Ou seja, a solução de NaCl tem a menor pressão de vapor, seguida pela sacarose com maior concentração, depois a sacarose com menor concentração e, por último, a água pura com a maior pressão de vapor.

Passo 5

Agora, vamos falar sobre a temperatura de início de ebulição. Quando adicionamos um soluto a um solvente, a temperatura de ebulição aumenta. Isso ocorre porque é necessário mais calor para que as moléculas do solvente tenham energia suficiente para escapar para a fase gasosa.

Passo 6

Considerando que mais partículas de soluto resultam em maior aumento da temperatura de ebulição, a ordem crescente será o inverso da pressão de vapor:
I < II < III < IV
A água pura tem a menor temperatura de ebulição, seguida pela solução de 0,1 mol/L de sacarose, depois a de 0,2 mol/L de sacarose e, finalmente, a solução de NaCl com 0,2 mol/L, que tem a maior temperatura de ebulição.

Passo 7

Por último, vamos analisar a temperatura de início de congelamento. Quando adicionamos um soluto, a temperatura de congelamento diminui. Isso acontece porque as partículas do soluto interferem na formação da estrutura cristalina do solvente, dificultando o congelamento.

Passo 8

Novamente, quanto mais partículas de soluto, menor será a temperatura de congelamento. Então, a ordem crescente será a mesma da pressão de vapor:
IV < III < II < I
A solução de NaCl com 0,2 mol/L tem a menor temperatura de congelamento, seguida pela sacarose com 0,2 mol/L, depois a de 0,1 mol/L e, por fim, a água pura, que congela a 0°C.

Resposta

a) Pressão de vapor crescente:
IV. Solução aquosa 0,2 mol/L de NaCl < III. Solução aquosa 0,2 mol/L de sacarose < II. Solução aquosa 0,1 mol/L de sacarose < I. Água pura.
b) Temperatura de início de ebulição crescente:
I. Água pura < II. Solução aquosa 0,1 mol/L de sacarose < III. Solução aquosa 0,2 mol/L de sacarose < IV. Solução aquosa 0,2 mol/L de NaCl.
c) Temperatura de início de congelamento crescente:
IV. Solução aquosa 0,2 mol/L de NaCl < III. Solução aquosa 0,2 mol/L de sacarose < II. Solução aquosa 0,1 mol/L de sacarose < I. Água pura.

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