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Professor Guilherme Müller
Propriedades Coligativas
* Texto adaptado de BROWN; JR.; BURSTEN; 2005, p. 461.
Antes de iniciarmos as atividades experimentais, é importante que alguns questionamentos sejam levantados. Leia os mesmos com atenção, marque com um asterisco aqueles em que você acredita conseguir explicar de maneira satisfatória o que ocorre.
• Por que se acrescenta sal ao gelo para gelar cerveja em lata?
• Por que, acrescentando sal ou açúcar a uma quantidade de água que está iniciando fervura,
ela para de ferver?
• Por que as águas dos oceanos não congelam totalmente, mesmo em locais muito frios, com
a temperatura abaixo de 0°C?
• O que acontece quando se coloca sal sobre um pedaço de carne?
• O que acontece com um pedaço de fruta desidratada dentro de um recipiente com água?
• Por que o peixe do rio não consegue sobreviver no mar e vice-versa?
Converse com seus colegas e com o(a) professor(a), discutam sobre os possíveis porquês para cada situação acima descrita. Faça anotações se necessário, procure ser claro e objetivo em suas ideias. Estas situações ocorrem comumente, e não somente em sua comunidade. Alguns dos fenômenos de interesse das propriedades coligativas podem ser facilmente observados em algumas atividades experimentais, realizadas ai mesmo em sua sala de aula ou no laboratório de química da escola.
Atividades experimentais:
Atividade 01 - Ebulioscopia
Temp. de ebulição no béquer nº. 2 (º C)
Temp. de ebulição no béquer nº. 1 (º C)
O que acontece se adicionarmos sal de cozinha na água em temperatura ambiente? E se for adicionado em água fervente o que acontece?
Conceito: É o estudo do aumento da temperatura de ebulição de um solvente pela adição de um soluto não volátil.
Exemplo do cotidiano: Quando estamos fazendo café e a água está para entrar em ebulição, mas, quando adicionamos o açúcar, ela para de ferver. Ou seja, a temperatura de ebulição aumentou, então será necessário elevar mais ainda a mesma, continuar esquentando, para que a solução aquosa de açúcar ferva.
Atividade 02 – Crioscopia
Temp. no béquer nº. 1 (º C)
Temp. no béquer nº. 2 (º C)
Conceito: É o estudo da diminuição da pressão máxima de vapor de um solvente pela adição de um soluto
não volátil.
Exemplo do cotidiano: Se compararmos a evaporação da água com a de uma solução de água e açúcar,
veremos que a água pura evapora mais rapidamente, assim sua pressão de vapor será maior. Isso ocorre
porque, no caso da água, a evaporação se dá quando uma molécula localizada na superfície adquire
energia cinética suficiente para romper as forças de atração com as outras moléculas (força
intermolecular, nesse caso, é a ligação de hidrogênio) e se desprende para fora da massa líquida.
Entretanto, ao se adicionar um soluto não volátil, como o açúcar, aumentam-se as interações entre as
moléculas das espécies químicas presentes, dificultando a evaporação.
4. Osmose
O que acontece com a folha de alface se deixarmos um tempo na água? E em solução de NaCl (^) (aq)?
Conceito: É o fluxo do solvente de uma solução menos concentrada para uma mais concentrada ou menos diluída, por meio de uma membrana semipermeável. Isso significa que há um aumento da pressão osmótica do solvente em direção à solução mais concentrada.
Exemplo do cotidiano: No cotidiano isso pode ser visto quando colocamos algumas ameixas secas em um recipiente com água. Com o passar do tempo poderemos notar que as ameixas estarão encharcadas, pois a água penetra no seu interior através de suas membranas celulares.
Ainda sobre a osmose: De acordo com a comparação dos valores das pressões osmóticas de duas soluções, uma pode ser classificada em relação à outra da seguinte maneira:
• Solução hipertônica: quando a sua pressão osmótica é maior que à da outra solução;
• Solução hipotônica: quando a sua pressão osmótica é menor que à da outra solução;
• Solução isotônica: quando a sua pressão osmótica é igual à da outra solução.
Portanto, quando se diz que uma bebida é isotônica, isso quer dizer que ela possui a concentração de sais minerais igual à concentração dos líquidos do nosso corpo, como o suor e o sangue. Beber esse tipo de líquido facilita a reposição de fluidos perdidos. Por exemplo, quando estamos com dengue ou quando uma criança está com diarréia ou vômito, é necessário se hidratar bastante. Então, os médicos recomendam a ingestão de bebidas isotônicas, que facilitam a hidratação das
células. Tais bebidas podem ser compradas em supermercados ou podem ser naturais, como a água de coco. O soro caseiro também se enquadra nisso. Por isso, a importância de não errar na quantidade de açúcar e sal que se usa para prepará-lo, tanto que o mais recomendado é não fazer em casa, mas preparar o soro para reidratação oral (SRO) distribuído gratuitamente pelo Ministério da Saúde nos postos de saúde de todo o país e nas unidades da Farmácia Popular. Ele já vem na concentração correta (3,5 gramas de sal e 20 gramas de açúcar por litro de água). Uma concentração errada, causando um meio hipertônico ou hipotônico, pode ter consequências adversas, como se pode ver na ilustração abaixo. Veja que se a solução estiver hipertônica, isto é, com a concentração maior que a do sangue, as hemácias irão perder água por osmose e murcharão. Por outro lado, se o líquido estiver hipotônico, as hemácias inchar-se-ão de água, que passará do exterior para dentro delas por meio de suas membranas através da osmose, correndo o risco de explodirem. Isso também se aplica ao soro fisiológico, que é uma solução aquosa com 0,9% de NaCℓ (^) (aq), sendo isotônica em relação ao nosso sangue. A pressão osmótica do sangue é de aproximadamente 7,7 atm.
Atividades de sistematização:
Questão 1) Os médicos aconselham às mães a dar soro caseiro para os filhos quando estes estão com diarréia ou vômito, pois, isso faz com que o organismo das crianças perca muita água. Para fazer soro caseiro, a mãe mistura, em um litro de água fervida, uma colher de chá de açúcar e meia colher de chá de sal.
a) Por que é importante seguir exatamente essas medidas?
b) Que propriedade coligativa está relacionada com esse processo?
Questão 2) As propriedades coligativas explicam uma série de fenômenos que observamos no cotidiano. A respeito desse assunto, julgue as afirmações em verdadeiras (V) ou falsas (F), e justifique sua resposta.
a) Quando colocamos gelo dentro de um copo e o colocamos sobre a mesa, num dia quente de
verão, a água que aparece na superfície externa do copo deve-se ao fenômeno conhecido como osmose.
b) Ao dissolvermos, em água do mar, um pouco de açúcar, a pressão de vapor da água diminui.
e) Ambas as curvas, numa mesma temperatura, apresentam mesma pressão máxima de vapor.
Referências
BROWN, Theodore L.; JR., H. Eugene LeMay; BURSTEN, Bruce E. Química : a Ciência Central. São
Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005.
MALDANER, Otavio Aloisio. A formação inicial e continuada de professores de química : professores/
pesquisadores. 2. ed. Ijuí: Ed. Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, 2003.
UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL,
Grupo Interdepartamental de Pesquisa sobre Educação em Ciências/GIPEC. Geração e gerenciamento dos resíduos
sólidos provenientes das atividades humanas. 2. ed. Ijuí: Ed. Unijuí, 2003.
Algumas propriedades físicas das soluções diferem em importantes aspectos das dos solventes puros. Por
exemplo, a água pura, a 1 atm, congela-se a 0 ºC, mas as soluções aquosas congelam-se a temperaturas
mais baixas. O etilenoglicol (C 2 H 4 (OH)2(l) ) é adicionado à água nos radiadores de carros como
anticongelante para diminuir a temperatura de congelamento da solução. Ele também aumenta a temperatura de ebulição da solução acima daquela da água pura, tornando possível operar o motor a temperatura mais alta. A redução da temperatura de congelamento e o aumento da temperatura de ebulição são propriedades físicas das soluções que dependem da quantidade (concentração), mas não necessariamente do tipo ou identidade das partículas do soluto. Tais propriedades são chamadas propriedades coligativas , onde Coligativa significa ‘depende do conjunto’; portanto, as propriedades coligativas dependem do efeito coletivo do número de partículas. Além da diminuição da temperatura de congelamento e do aumento da temperatura de ebulição, a redução da pressão de vapor e a pressão osmótica são propriedades coligativas.
• Materiais necessários: Dois béqueres de 500 mL, dois termômetros, sal de cozinha, espátula (ou
colher de sopa) e água.
• Procedimento: Em dois béqueres enumerados mensure o mesmo volume de água
(aproximadamente 300 mL). No béquer nº. 1 adicione três colheres de sopa de sal de cozinha. No béquer nº. 2 não é necessário adicionar nenhum soluto. Submeta os dois béqueres ao aquecimento, até que os mesmos atinjam sua temperatura de ebulição. Mensure agora a temperatura de ebulição de cada sistema e anote os dados obtidos.
• O que você espera que aconteça no béquer nº. 1 e no béquer nº. 2?
• O que pode ser observado nesta atividade? Qual é a influência do sal de cozinha na temperatura
de ebulição da solução que está no béquer nº. 1? A temperatura de ebulição foi maior no béquer nº. 1 ou nº. 2?
• Materiais necessários: Dois béqueres de 500 mL, dois termômetros, sal de cozinha, açúcar,
espátula (ou colher de sopa) e gelo.
• Procedimento: Em dois béqueres com o mesmo volume de gelo, adicione a um deles três colheres
de sopa de sal de cozinha, e no outro três colheres de sopa de açúcar. Determine a temperatura dos dois béqueres após a estabilização das mesmas.
• O que você acredita que irá acontecer no béquer nº. 1? Há alguma razão em adicionar o sal de
cozinha e alterar sua temperatura? E no béquer nº. 2, acontecerá o mesmo?
• O que pode ser observado nesta atividade? Qual é a influência do sal de cozinha na temperatura
do béquer nº. 1 e do açúcar no béquer nº. 2?
• O que aconteceria se houvesse um béquer nº. 3 onde tivesse apenas o mesmo volume de gelo?
• Materiais necessários: béquer de 100 mL, termômetro, seringa de 20 mL, água.
• Procedimento: em um béquer aqueça aproximadamente 80 mL de água, até que a mesma atinja
sua temperatura de ebulição. Espere a água esfriar até 70º C e com uma seringa de 20 mL sugue 5,0 mL de água; tape o orifício da seringa e puxe o êmbolo da seringa até o final.
• Haverá alguma alteração na água que está contida na seringa quando o êmbolo for puxado? O que
acontecerá com a pressão do sistema?
• O que aconteceu com a água que estava dentro da seringa, na temperatura de 70º C, quando o
êmbolo foi puxado? Qual seria a relação da pressão com este fenômeno?
• E se houvesse uma solução de água e cloreto de sódio no interior da seringa, na mesma
temperatura de 70º C, o que você espera que aconteça?
• Materiais necessários: dois béqueres, sal de cozinha, espátula (ou colher de sopa), duas folhas
frescas de alface com aproximadamente o mesmo tamanho.
• Procedimento: em dois béqueres com o mesmo volume de água, adicione em um deles uma colher
de sopa de sal de cozinha, em seguida coloque uma folha de alface em cada béquer. Após determinado tempo compare as duas folhas.
