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DEPARTAMENTO DE FÍSICO-QUÍMICA<br />
DISCIPLINA QUI 03310 – FÍSICO-QUÍMICA II-B<br />
LISTA DE EXERCÍCIOS 7<br />
Propriedades Coligativas das Soluções não Eletrolíticas<br />
OBJETIVOS<br />
1. Caracterizar as propriedades das soluções diluídas de solutos não voláteis, mostrando<br />
que relações as mesmas guardam com a concentração.<br />
2. Traçar, em sistemas de eixos apropriados, (PxT), curvas de equilíbrio correspondentes,<br />
indicando o deslocamento dos pontos fixos do solvente.<br />
3. Estabelecer as diferentes equações que relacionam as propriedades coligativas entre<br />
si e com a concentração da solução.<br />
4. Discutir a aplicabilidade dos diferentes métodos de determinação de massas molares<br />
de solutos não voláteis, baseados na medida de propriedades coligativas.<br />
5. Determinar as condições em que se estabelece a pressão osmótica de uma solução<br />
molecular e relacioná-la com as demais propriedades coligativas.<br />
Problemas<br />
1) Calcule a constante ebulioscópica da água sabendo que<br />
Resposta: 0,513 K⋅kg/mol<br />
0<br />
T<br />
E<br />
= 373 K e<br />
∆ HV<br />
= 9720 cal/mol.<br />
2) Calcule o ponto de ebulição de uma solução que contém 30 g de sacarose em 100 g de<br />
água (a massa molar da sacarose é 342 g/mol)<br />
Resposta: T = 100,45 o C<br />
3) Seja uma solução contendo 50 g de glicose dissolvidos em 1 kg de água. Calcule, admitindo<br />
comportamento ideal, a pressão de vapor da solução a 100 o C.<br />
Dados : P H2O = 1,013⋅10 5 Nm -2 a 100 o C, Glicose C 6 H 12 O 6 M = 180 g/mol.<br />
Resposta: ∆P = P 1 - P = 1,008⋅10 5 Nm -2<br />
4) Benzeno puro congela a 5,40 o C. Uma solução contendo 0,223 g de ácido fenilacético<br />
(C 6 H 5 CH 2 COOH) em 4,4 g de benzeno, congela a 4,47 o C. O calor de fusão do benzeno é<br />
9,89 kJ/mol. Calcule a massa molar do ácido fenilacético. Que conclusão se pode tirar do<br />
resultado? Apresente uma explicação plausível.<br />
Resposta: Massa molar do ácido fenilacético: 273 g/mol. Em solvente apolar, formamse<br />
dímeros.<br />
5) Para uma solução aquosa de sacarose que contém 1 mol de soluto por kg de água a 20 o C,<br />
calcule:<br />
a) a pressão osmótica ideal sem aproximações.<br />
b) a pressão osmótica ideal pela equação de Morse.<br />
c) a pressão osmótica ideal pela equação de van’t Hoff.<br />
Dados: a 20 o C, 1 mol de sacarose por kg de água equivale a 0,825 mols de sacarose por<br />
litro de solução. A densidade da água é 0,998 g/cm -3 . Compare os resultados com o valor<br />
experimental : Π = 27,2⋅10 5 Nm -2 . Comente as diferenças.<br />
Respostas: a) Π = 24,0⋅10 5 Nm -2 , b) Π = 24,3⋅10 5 Nm -2 , c) Π = 20,4⋅10 5 Nm -2 .<br />
Comparando os 3 valores ideais de Π com o experimental, verifica-se que o<br />
mais próximo do valor real é o calculado pela fórmula de Morse. Como o<br />
valor experimental é maior do que o valor ideal, conclui-se que o coeficiente<br />
de atividade do soluto (γ 2 ) é maior do que a unidade.

6) Quantos gramas de etileno-glicol devem ser dissolvidos em 10 kg de água para que sua<br />
temperatura de congelamento baixe para - 10 o C? Admita comportamento ideal da solução.<br />
K f = 1,86 K.kg/mol, massa molar do etileno-glicol (CH 2 OH-CH 2 OH) = 62 g/mol<br />
Resposta: M = 3333 g<br />
7) Duas soluções aquosas, cada uma pesando 106 g, são resfriadas lentamente, lado a lado.<br />
Uma contém 6 g de uréia e a outra 6 g de sacarose. A que temperatura cada uma<br />
começará a congelar? Quando a solução de mais baixo ponto de congelamento começar a<br />
congelar, qual a massa de gelo já cristalizado na outra? Admita comportamento ideal das<br />
soluções. Kf = 1,86 K.kg/mol e massa molar da uréia = 60 g/mol e massa molar da<br />
sacarose = 342 g/mol.<br />
Respostas: -0,33 o C e -1,86 o C M gelo = 82,5 g<br />
8) Admitindo comportamento ideal, que concentração molar do soluto é necessária, a 20 o C,<br />
para elevar por osmose uma coluna de solução aquosa, de densidade 1 g/cm 3 , a uma<br />
altura de 30 m? Qual é a pressão de vapor dessa solução a 20 o C? A pressão do vapor de<br />
água pura é 17,363 torr nessa temperatura e ρ Hg = 13,6 g/cm 3 .<br />
Resposta: C = 0,120 M, P = 17,33 torr<br />
9) Dez gramas de benzeno, dez gramas de tolueno e dez gramas de naftaleno são misturados<br />
para formar uma solução a 30 o C. Calcule quantos gramas de tolueno são vaporizados ao<br />
passar 10 litros de ar seco, medidos a 30 o C e 760 mmHg, através dessa solução na<br />
mesma temperatura. A pressão de vapor do tolueno puro é de 36,7 mmHg e a do benzeno<br />
puro, 118,5 mmHg, nessa temperatura. A pressão externa é de 760 mmHg. A pressão de<br />
vapor do naftaleno pode ser desprezada nas condições do problema.<br />
Resposta: M tol = 0,67 g<br />
10) Uma corrente de ar seco é borbulhada lentamente através de 1 L de uma solução aquosa<br />
de um soluto não volátil e, a seguir, passa através da água pura na mesma temperatura. A<br />
solução, que contém 50 g do soluto por litro , apresenta uma perda de peso de 0,4875 g de<br />
água e a água pura registra uma perda de peso igual a 0,0125 g. Calcule a massa molar do<br />
soluto e o ponto de congelamento da solução.<br />
Resposta: M 2 = 36,9 g/mol e ∆T f = 2,65 K<br />
11) Conforme dados publicados no J. Phys. Chem. 51, 184 (1977), as pressões osmóticas de<br />
soluções γ-globulina em NaCl 0,15 M a 37 o C são:<br />
Concentração de γ-globulina (g/100mL) 19,27 12,35 5,81<br />
h (mmHg) 432 253 112<br />
A partir desses dados, calcule amassa molar da γ-globulina.<br />
Dados: ρ H2O =0,994 g/cm 3 a 37 o C, ρ Hg =13,6 g/cm 3<br />
Resposta: 141,6 kg/mol<br />
12) Um frasco continha 242,6 mg de fenantreno (C 14 H 10 ) dissolvidos em benzeno; outro frasco<br />
de mesmo diâmetro, contém 323,8 mg de ácido benzóico, também dissolvidos em benzeno.<br />
Ambos os frascos foram colocados em um dessecador sob vácuo e deixados a 56,1 o C<br />
durante vários dias até atingirem o equilíbrio. Durante esse tempo, os volumes das<br />
soluções variam um pouco porque benzeno destila isotermicamente de um frasco para o<br />
outro. No ponto de equilíbrio, a massa total da solução contendo fenantreno foi de 21,6805<br />
g e a massa da outra solução foi de 24, 5475 g. O ácido benzóico dimeriza em benzeno em<br />
benzeno em certa extensão. Calcule a constante de equilíbrio:<br />
2(C 6 H 5 COOH) ⇔ (C 6 H 5 COOH) 2<br />
Resposta: Kx = 2,15⋅10 3<br />
13) 0,30 g de uma substância B, de massa molar 70 g/mol, são dissolvidos em 2 mols de um<br />
solvente A, não volátil, produzindo uma solução de pressão de vapor igual a 2,5 torr.<br />
Calcule a constante da lei de Henry para B dissolvido em A.<br />
2,5<br />
Resposta: k = = 1169 torr<br />
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