Pressão Osmótica
Teoria
A pressão osmótica é a pressão externa aplicada para impedir a osmose!
O que é Osmose?
A osmose é a passagem de um solvente de um meio menos concentrado, para um meio mais concentrado, através de uma membrana semipermeável. Esse processo ocorre até que se atinja o equilíbrio.
Ou seja, para a osmose acontecer, temos que ter duas soluções de diferentes concentrações em contato, através de uma membrana semipermeável, como mostra a figura abaixo:
Como podemos ver na imagem acima, a água é o solvente e o lado direito do recipiente tem mais moléculas de soluto, ou seja, mais concentrado. Para que as concentrações se tornem iguais dos dois lados, começa a surgir um fluxo de água pela membrana semipermeável até que o equilíbrio seja estabelecido.
-Beleza, mas se a gente não quiser que as concentrações fiquem iguais?!
É ai que entra a pressão osmótica!
O que é Pressão osmótica?
A pressão osmótica
Se quisermos deter o fluxo de solvente da solução menos concentrada para a mais concentrada, precisamos adicionar uma pressão externa, que é a pressão osmótica. Ela pode ser calculada a partir da equação de van’t Hoff:
Onde:
é a pressão osmótica em pascal ; é a constante dos gases ideais, igual a ; é a temperatura do solvente em Kelvin ; é a concentração do soluto em .
Exemplo de Pressão Osmótica: O Caso das Células
A pressão osmótica é sem dúvida a propriedade coligativa mais importante pra a manutenção da vida! Vou te explicar como:
As hemácias, que são células vermelhas do sangue responsáveis por carregar oxigênio para os tecidos, precisam estar num meio isotônico para funcionar corretamente! Isso é: em um meio onde a concentração de soluto dentro da célula é igual à concentração fora dela.
Se o meio for muito concentrado (hipertônico), a água sai de dentro da célula, para tentar igualar as concentrações, e a célula murcha. É como se a célula pensasse: tenho muito solvente em mim, e tá faltando solvente lá fora. Daí ela manda tudo pro meio e fica murcha!
Já se o meio for muito diluído (hipotônico), a água entra na célula e pode a inchar até que a parede celular se rompa! A água entra pela mesma razão, mas dessa vez é o meio que acha que tem muita água nele e que ele precisa mandar essa água pra célula.
Se liga nessa ilustração dos meios hipertônico, isotônico e hipotônico:
Osmose e Pressão Osmótica: Vídeo Aula
Ficou com alguma dúvida?!
Então se liga nesse vídeo super completo sobre a Pressão Osmótica, que o Responde Aí preparou pra você!
Agora vamos praticar com exercícios?
O que é Pressão osmótica?
Exemplo de Pressão Osmótica: O Caso das Células
Osmose e Pressão Osmótica: Vídeo Aula
Exercícios Resolvidos
Exercício Resolvido #1
BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9 ed.Prentice-Hall, 2005, Exercício 13.62.
Uma solução aquosa diluída de um composto orgânico solúvel em água é preparada pela dissolução de 2,35g do composto em água para formar 0,250L de solução. A solução resultante tem pressão osmótica de 0,605atm à . Supondo que o composto orgânico é um não-eletrólito, qual sua massa molar?
Passo 1
Vamos lembrar a equação de van’t Hoff:
Onde é o fator de van’t Hoff, T a temperatura e R a constante universal dos gases.
Como o soluto não é um eletrólito, consideramos !
Substituindo os valores...
Passo 2
Sabemos que a solução foi feita com uma concentração mássica de 2,35g/250 ml.
Em 1L de solução, portanto, vamos ter .
Sabemos também que a concentração molar é 0,0248 mol/L, ou seja:
Resposta
A massa molar do composto é 379g.
Exercício Resolvido #2
Lista de exercícios UnB.
Os compartimentos A, B e C são iguais e separados por uma membrana semipermeável ao solvente. Em um dos compartimentos colocou-se água destilada e nos outros, igual volume de soluções de cloreto de sódio (sistema I). Após algum tempo os volumes iniciais se modificaram como ilustrado no sistema II. Use estas informações e outras que forem necessárias para julgar os itens.
(1) A alteração de volumes se deve à osmose.
(2) A concentração inicial das soluções é a mesma.
(3) A água destilada foi colocada no compartimento B.
(4) A pressão osmótica em A é maior que em C.
(5) As soluções tem a mesma pressão de vapor, a uma dada temperatura.
Passo 1
(1) Verdadeira! A diferença de concentração entre a água destilada e as soluções de cloreto de sódio fez com que a água passasse para as soluções, na tentativa de igualar as concentrações. O nome desse processo é osmose.
Passo 2
(2) Falsa. Se a concentração inicial das soluções fosse a mesma, não haveria passagem de água para os compartimentos A e C.
Passo 3
(3) Verdadeiro! O solvente passa por osmose sempre do menos concentrado para o mais concentrado. Como a água destilada é, obviamente, a solução menos concentrada em NaCl das 3, a água sai do compartimento B para os outros, com soluções mais concentradas.
Passo 4
(4) Falso! Como no sistema II o volume de água em C é maior do que em A, podemos perceber que a concentração de soluto em C é maior do que em A (já que mais água passou pela membrana para tentar igualar a concentração em C). Se a gente lembrar da equação de van’t Hoff, , podemos ver que . Assim, .
Passo 5
(5) Falso também! Já vimos que a adição de partículas não voláteis à uma solução diminui a pressão de vapor do solvente. Assim, o compartimento com maior concentração de NaCl vai ter a menor pressão de vapor (o C), e o compartimento B, que só tem água destilada, vai ter a maior pressão de vapor!
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)
Exercício Resolvido #3
Adaptado de BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9 ed.Prentice-Hall, 2005, Exercício 13.58
A água do mar contém 3,4g de sais para cada litro de solução. Supondo que o soluto consiste unicamente de NaCl (é mais do que 90%), calcule a pressão osmótica da água do mar a . (considere ).
Passo 1
A concentração mássica de NaCl é 3,4g/l. Para a equação de van’t Hoff precisamos da concentração molar!
Onde i é o fator de van’t Hoff e R a constante universal dos gases.
Resposta
2,787 atm
Exercício Resolvido #4
Peter Atkins & Loretta Jones. Princípios da Química, 5ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2012, pp377-Exercício 9.68.
Quando 0,10 g de insulina se dissolve em 0,2L de água, a pressão osmótica é 2,3 Torr em . Qual a massa molar da insulina?
Passo 1
Usando a equação de van’t Hoff:
Como a insulina é um composto molecular, . Para acharmos a concentração em mol/l, vamos passar a pressão para atm:
Passo 2
A concentração em massa da insulina é 0,10g em 0,2L, ou seja, 0,5g/L.
Sabemos que a concentração em mol é ...
Logo:
Resposta
4017g/mol.
Exercício Resolvido #5
Peter Atkins & Loretta Jones. Princípios da Química, 5ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2012, pp377-Exercício 9.72.
Calcule a pressão osmótica, em , de cada uma das seguintes soluções. Suponha dissociação completa dos solutos iônicos.
a) M de (aq);
b) M de (aq);
c) 0,010 M de (aq).
Passo 1
a) A glicose é um composto molecular, então podemos só aplicar a equação de van’t Hoff:
Passo 2
b) Quando a gente supõe a dissociação completa dos solutos iônicos, isso quer dizer que cada mol de sal que a gente usa forma um mol de cada tipo de íon que ele libera! Por exemplo, 1 mol de vai liberar 1 mol de e 2 mol de . O fator de van’t Hoff vai ser, portanto, 3, já que vou ter que multiplicar a concentração de sal por 3 para calcular a pressão osmótica.
Passo 3
c) O se dissocia em:
Ou seja, para cada mol de sal temos 3 mols de íons! O fator de van’t Hoff também vai ser 3!
Resposta
a) 0,072 atm
b) 0,144 atm
c) 0,72 atm
Exercício Resolvido #6
Adaptado de Peter Atkins & Loretta Jones. Princípios da Química, 5ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2012, pp 376-Exercício 9.100.
Uma solução 0,020 M de (glicose) é separada de uma solução 0,050 M de (ureia) por uma membrana semipermeável, em
a) Que solução tem a pressão osmótica mais alta?
b) Que solução se torna mais diluída com a passagem de moléculas de pela membrana?
Passo 1
a) Como ambas as soluções são moleculares e estão na mesma temperatura, o diferencial entre elas é a concentração de soluto! Pela equação de van’t Hoff, , podemos ver que quanto maior a maior a pressão osmótica. Então a solução de ureia tem uma pressão osmótica mais alta do que a de glicose.
Passo 2
b) A água sai da solução menos concentrada (a de glicose) para a mais concentrada, de ureia. Assim, a solução de ureia, por ser a mais concentrada, vai receber o solvente e se tornar mais diluida.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)
Exercício Resolvido #7
BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9 ed.Prentice-Hall, 2005, Exercício 13.63.
Encontra-se que a pressão osmótica de uma solução aquosa, 0,010 mol/L de é 0,674 atm a .
a) Calcule o fator de van’t Hoff para a solução.
b) Como você espera que o valor de varie à medida que a solução torne-se mais concentrada? Justifique sua resposta.
Passo 1
a) Pela equação de van’t Hoff:
Passo 2
b) Quando a solução vai ficando mais concentrada, a tendência é que se aproxime à 3.
Isso porque o sal se dissocia em:
Ou seja, para cada mol de sal são formados 3 mols de íons... quando a solução vai ficando mais concentrada, a gente se aproxima mais da dissociação total, onde podemos considerar
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)
Exercício Resolvido #8
Lista de exercícios UERJ.
Quando ganhamos flores, se quisermos que elas durem mais tempo, devemos mergulhá-las dentro da água e cortar, em seguida, a ponta de sua haste. Esse procedimento é feito com o objetivo de garantir a continuidade da condução da seiva bruta. Tal fenômeno ocorre graças à diferença de osmolaridade entre a planta e o meio onde ela está, que são, respectivamente:
a) hipotônica e isotônico.
b) isotônica e hipotônico.
c) hipertônica e isotônico.
d) hipotônica e hipertônico.
e) hipertônica e hipotônico.
Passo 1
Para resolver nessa questão, temos que pensar que:
1. a água vai subir pelo caule
2. o sentido da osmose é sempre do menos concentrado pro mais concentrado!
Assim, se a água vai subir pelo caule, ela sai do meio menos concentrado (água) indo pro meio mais concentrado (caule). Assim a planta é o meio hipertônico e a água hipotônico.
Resposta
Letra E.
Exercício Resolvido #9
Lista de exercícios FEI-SP.
Usando de um costume popular, um jovem cobriu uma ferida com pó de café, para acelerar sua cicatrização. O efeito coligativo envolvido na retirada de líquido, que favoreceu a cicatrização, é:
a) tonométrico.
b) criométrico.
c) ebuliométrico.
d) isométrico.
e) osmótico.
Passo 1
Essa questão é só lembrar que a osmose é justamente a transferência de solvente de um meio menos concentrado para um mais concentrado! Por isso a resposta é o efeito osmótico.
Mas vamos lembrar os outros efeitos coligativos porque né, não custa nada ahahah
- Tonoscopia: diminuição da pressão de vapor da solução pela adição de partículas não voláteis à solução.
- Ebulioscopia: aumento do ponto de ebulição da solução pela adição de partículas não voláteis.
- Crioscopia: diminuição do ponto de congelamento da solução pela adição de partículas não voláteis.
Resposta
Letra E.