No manual de manutenção de certo automóvel de uma montadora no Brasil, está escrito: “mistura de arrefecimento (refrigeração) do líquido do refrigerador: água pura +30 % de líquido”. Esse líquido é uma mistura à base de etilenoglicol, usada para garantir que a água não congele a 0^circ C (em países de inverno rigoroso) e nem ferva a 100^circ C (supondo o nível do mar), evitando danos ao motor do automóvel. Baseado em que efeito(s) o etilenoglicol aumenta a temperatura de ebulição e abaixa a temperatura de congelamento? EXPLIQUE.

Passo 1

Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma mistura de arrefecimento para o radiador de um carro que é composta por água pura mais 30% de um líquido. Esse líquido é à base de etilenoglicol. A função dessa mistura é evitar que a água congele a 0^circ C e ferva a 100^circ C. Para entender como o etilenoglicol faz isso, precisamos falar sobre propriedades coligativas.

Passo 2

Primeiro, o que são propriedades coligativas? São propriedades que dependem apenas da quantidade de partículas de soluto na solução, não do tipo de partículas. As principais propriedades coligativas são:
  1. Depressão do ponto de congelamento: A solução congela a uma temperatura menor do que o solvente puro.
  2. Elevação do ponto de ebulição: A solução ferve a uma temperatura maior do que o solvente puro.
  3. Pressão osmótica: Relacionada à tendência das partículas de soluto moverem-se através de uma membrana semipermanente.
  4. Diminuição da pressão de vapor: A presença do soluto reduz a pressão de vapor do solvente.

Passo 3

No caso do etilenoglicol na mistura de arrefecimento:
  • Depressão do ponto de congelamento: O etilenoglicol age impedindo que as moléculas de água se organizem em uma estrutura sólida (gelo) a 0^circ C. Isso significa que a solução congela a uma temperatura mais baixa, evitando que o líquido no radiador congele em climas frios.
  • Elevação do ponto de ebulição: Com o etilenoglicol presente, as moléculas de água precisam atingir uma temperatura mais alta para evaporar, ou seja, a solução ferve a uma temperatura maior que 100^circ C. Isso previne que o líquido ferva em altas temperaturas de operação do motor, mantendo o sistema de arrefecimento eficiente.

Passo 4

Esses efeitos acontecem porque o etilenoglicol, quando adicionado à água, se dissocia em partículas que interferem nas interações entre as moléculas de água. No caso da depressão do ponto de congelamento, as partículas dificultam a formação do gelo. Já na elevação do ponto de ebulição, elas tornam mais difícil para as moléculas de água escaparem para a fase gasosa, exigindo mais calor (temperatura maior) para que a ebulição ocorra.

Resposta

O etilenoglicol promove a depressão do ponto de congelamento e a elevação do ponto de ebulição da água através das propriedades coligativas. Ao adicionar etilenoglicol à água, ele diminui a temperatura na qual a mistura congela e aumenta a temperatura na qual ela ferve, garantindo que o sistema de arrefecimento do automóvel funcione eficazmente em diferentes condições climáticas.

Exercícios relacionados