Enumere e defina quais os efeitos coligativos em uma solução com um soluto não volátil. Em que difere esses efeitos de uma solução molecular e uma solução iônica na mesma concentração?
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão juntos! Você pediu para enumerar e definir os efeitos coligativos em uma solução com um soluto não volátil e depois comparar esses efeitos entre soluções moleculares e iônicas na mesma concentração. Então, vamos falar sobre efeitos coligativos, que são propriedades que dependem apenas da quantidade de partículas de soluto na solução, não da natureza delas. Para isso, vamos precisar entender quais são esses efeitos e como eles se comportam em diferentes tipos de soluções.
Passo 2
Primeiro, vamos listar os efeitos coligativos que existem em uma solução com soluto não volátil:
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Diminuição da pressão de vapor: Quando dissolvemos um soluto não volátil em um solvente, a pressão de vapor da solução diminui em relação à do solvente puro. Isso acontece porque as partículas do soluto ocupam espaço na superfície, reduzindo a quantidade de solvente que pode evaporar.
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Elevação do ponto de ebulição: A presença do soluto faz com que a solução precise de uma temperatura maior para que a pressão de vapor iguale a pressão atmosférica, elevando assim o ponto de ebulição.
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Depressão do ponto de congelamento: O soluto interfere na formação da estrutura cristalina do solvente, fazendo com que a solução congele a uma temperatura mais baixa que o solvente puro.
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Pressão osmótica: É a pressão necessária para impedir que a água passe através de uma membrana semipermeável da solução para o solvente puro. Ela depende da quantidade de partículas de soluto na solução.
Passo 3
Agora, vamos detalhar cada efeito:
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Diminuição da pressão de vapor: Imagine que as moléculas de solvente estejam tentando evaporar. Quando adicionamos um soluto, elas têm menos espaço para subir à superfície e escapar, então menos moléculas evaporam, diminuindo a pressão de vapor.
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Elevação do ponto de ebulição: Para que a ebulição ocorra, precisamos que a pressão de vapor do solvente iguale a pressão ambiente. Com menos moléculas de solvente disponíveis para evaporar, precisamos aumentar a temperatura para conseguir isso, aumentando o ponto de ebulição.
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Depressão do ponto de congelamento: As moléculas de soluto atrapalham a organização das moléculas de solvente em uma estrutura sólida, exigindo temperaturas mais baixas para que ocorra o congelamento.
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Pressão osmótica: É como a força que a água exerce para diluir a solução. Quanto mais partículas de soluto, maior a pressão osmótica, porque há mais tendência de a água passar para igualar as concentrações.
Passo 4
Agora, vamos comparar como esses efeitos diferem entre uma solução molecular e uma solução iônica na mesma concentração.
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Solução Molecular: Nesse caso, cada fórmula unitária do soluto representa uma única partícula no solvente. Por exemplo, se dissolvemos 1 mol de sacarose (C₁₂H₂₂O₁₁) em água, teremos 1 mol de partículas de sacarose.
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Solução Iônica: Solutos iônicos se dissociam em íons quando dissolvidos. Por exemplo, 1 mol de cloreto de sódio (NaCl) se dissocia em 1 mol de íons Na⁺ e 1 mol de íons Cl⁻, totalizando 2 mols de partículas.
Isso significa que, para a mesma concentração, a solução iônica gera mais partículas do que a solução molecular. Como os efeitos coligativos dependem do número de partículas de soluto, a solução iônica terá efeitos coligativos mais intensos que a solução molecular.
Resposta
Os efeitos coligativos em uma solução com um soluto não volátil são:
- Diminuição da pressão de vapor: Menos solvente evapora devido à presença do soluto.
- Elevação do ponto de ebulição: A solução ferve a uma temperatura mais alta que o solvente puro.
- Depressão do ponto de congelamento: A solução congela a uma temperatura mais baixa que o solvente puro.
- Pressão osmótica: A pressão necessária para impedir a passagem de solvente através de uma membrana semipermeável.
Em relação à diferença entre soluções moleculares e iônicas na mesma concentração, as soluções iônicas apresentam efeitos coligativos mais intensos. Isso ocorre porque solutos iônicos se dissociam em múltiplos íons, aumentando o número de partículas em solução e, consequentemente, potencializando os efeitos coligativos em comparação com soluções moleculares que têm menos partículas por mol.