8.4: propriedades Coligantes — elevação do ponto de ebulição e depressão do ponto de congelação

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o ponto de congelação de uma substância é a temperatura a que as formas sólida e líquida podem coexistir indefinidamente-isto é, estão em equilíbrio. Sob estas condições, moléculas passam entre as duas fases em taxas iguais porque suas tendências de fuga das duas fases são idênticas., Suponha que um solvente líquido e seu sólido (Água e gelo, por exemplo) estão em equilíbrio ( abaixo), e adicionamos um soluto não volátil (como sal, açúcar, ou anticongelante automotivo líquido) à água. Isso terá o efeito de reduzir a fração molar das moléculas de H2O na fase líquida, e assim reduzir a tendência dessas moléculas para escapar dela, não só para a fase vapor (como vimos acima), mas também para a fase sólida (gelo)., Isto não terá efeito sobre a taxa a que as moléculas de H2O escapam do gelo para a fase da água, de modo que o sistema não estará mais em equilíbrio e o gelo começará a derreter.

Se quisermos manter o sólido a derreter, a tendência de fuga das moléculas do sólido deve ser reduzida., Isso pode ser conseguido através da redução da temperatura; isso reduz a tendência de fuga das moléculas de ambas as fases, mas afeta aqueles no sólido mais do que aqueles no líquido, então, eventualmente, chegamos ao novo ponto de congelação mais baixo, onde as duas quantidades estão novamente em equilíbrio exato e ambas as fases podem coexistir .

Se preferir pensar em termos de pressões de vapor, pode usar o mesmo argumento se tiver em mente que as pressões de vapor do sólido e líquido devem ser as mesmas no ponto de congelação., A diluição do líquido (o solvente) pelo soluto não-volátil reduz a pressão de vapor do solvente de acordo com a lei de Raoult, reduzindo assim a temperatura a que as pressões de vapor do líquido e as formas congeladas da solução serão iguais. Tal como acontece com a elevação do ponto de ebulição, em soluções diluídas existe uma relação linear simples entre a depressão do ponto de congelação e a molalidade do soluto:

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Note que os valores de Kf são todos negativos!a utilização de sal em estradas de gelo é uma aplicação comum deste princípio., A solução formada quando parte do sal se dissolve no gelo úmido reduz o ponto de congelação do gelo. Se o ponto de congelação cair abaixo da temperatura ambiente, o gelo derrete. Em tempo muito frio, a temperatura ambiente pode estar abaixo da da solução de sal, e o sal não terá efeito.,d=”3d8b2121c5″>

CaCl2 –29 potassium chloride KCl –15 sodium chloride NaCl –9 urea (NH2)2CO –7

Automotive radiator antifreezes are mostly based on ethylene glycol, (CH2OH)2., Devido às fortes propriedades de ligação hidrogénio deste álcool duplo, esta substância é miscível com água em todas as proporções, e contribui apenas com uma pressão de vapor muito pequena. Além de baixar o ponto de congelação, O anticongelante também aumenta o ponto de ebulição, aumentando a gama de operação do sistema de refrigeração. O glicol puro congela a -12,9 ° C e ferve a 197°c, permitindo que as misturas água-glicol sejam adaptadas a uma ampla gama de condições.,o ponto de congelação de uma mistura anticongelante é constituído pela combinação de um volume de etilenoglicol (MW = 62, densidade 1,11 g cm–3) com dois volumes de água.

solução

Assume-se que usamos 1 L de glicol e 2 L de água (os volumes reais não importam desde que as suas razões sejam dadas. A massa do glicol será de 1,10 kg e a da água de 2,0 kg, portanto a massa total da solução é de 3,11 kg. Temos então:

  • número de moles de glicol: (1110 g) ÷ (62 g mol–1) = 17.,9 mol
  • molality de glicol: (17.9 mol) ÷ (2.00 kg) = 8.95 mol kg–1
  • o ponto de congelamento da depressão: ΔTF = (-1.86 K kg–1 mol) × (8.95 mol kg–1) = -16.6 K portanto, a solução irá congelar em cerca de -17°C.

Qualquer espécie iônica formada por dissociação também irá contribuir para o ponto de congelamento da depressão. Isto pode servir como um meio útil de determinar a fração de um soluto que é dissociado.

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