![Page 1: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/1.jpg)
Equilíbrio Físico
1
Equilíbrio FísicoDisciplina Química Geral IICurso de Química – habilitação em licenciaturaProfa. Marcia Margarete Meier
![Page 2: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/2.jpg)
Equilíbrio Físico2
Estamos rodeados por substâncias que mudam de uma forma a outra enquanto mantém sua identidade química.
Muitos líquidos que encontramos são soluções, e os solutos presentes nelas afetam suas propriedades físicas, alterando a temperatura de fusão, ebulição, etc.suas propriedades físicas, alterando a temperatura de fusão, ebulição, etc.
![Page 3: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/3.jpg)
Estados de agregação da matériaO que causa os diferentes estados de agregação da matéria?
Distância entre as moléculas/átomos
Repulsão e atração entre as
3
Repulsão e atração entre asmoléculas/átomos
Equilíbrio de forças
Interação (forças intermoleculares)
Energia potencial de interação
ou conhecido como
![Page 4: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/4.jpg)
Energia potencial de interação
Eatração carga-carga =_____________q1 q2
4 πεor12
repulsão
4
Lei de Couloumb
repulsão
atração
![Page 5: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/5.jpg)
Revisão:Forças Intermoleculares
5
![Page 6: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/6.jpg)
Revisão:Forças Intermoleculares
A capacidade de atração/repulsão entre as moléculas (não iônicas) depende do dipolo (permanente ou induzido) gerado por moléculas.
A intensidade do momento de dipolo (µ) depende de dois fatores:
6
• Diferença de eletronegatividade entre átomos;
• Geometria das moléculas
![Page 7: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/7.jpg)
7 Revisão:Forças Intermoleculares
TIPO DE INTERAÇÃO de Van der Waals
Energia típica, kJ/mol Espécie que interagem
Íon-íon 250 Somente íons
Íon-dipolo 15 Íons e moléculas polaresÍon-dipolo 15 Íons e moléculas polares
Dipolo-dipolo 2 a 0,3 Moléculas polares
London 2 Todos os tipos de moléculas
Ligação de hidrogênio 20 N, O, F, pelo compartilhamento de um átomo de hidrogênio
*A força total experimentada por uma espécie é a soma de todas as forças nas quais esta pode participar.
![Page 8: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/8.jpg)
8 Forças Intermoleculares
Efeito na miscibilidade
Efeito na temperatura de mudança de fase
Efeito na miscibilidade
Efeito na volatilidade de substâncias
![Page 9: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/9.jpg)
9 Forças Intermoleculares
Efeito na temperatura de mudança de fase:
À medida que a temperatura de uma substância aumenta,
Equilíbrio entre fases Equilíbrio entre fases
de uma substância aumenta, suas moléculas adquirem energia cinética. Se a energia fornecida for suficiente para vencer as atrações entre as moléculas, as moléculas têm energia cinética suficiente para escapar às forças atração de suas vizinhas.
Tem
pe
ratu
ra, o
C
![Page 10: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/10.jpg)
10 Forças Intermoleculares
Efeito na miscibilidade
Não há dissolução
Dissolve: polaridade semelhante
Etanol/água: homogêneo em qualquer proporção.Água/gasolina: imiscível (separação de fases)
![Page 11: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/11.jpg)
11 Forças Intermoleculares
Efeito na miscibilidade
Etanol/água: homogêneo em qualquer proporção.Água/gasolina: imiscível (separação de fases)
A diferença nestas duas situações,é que o etanol e a água são A diferença nestas duas situações,é que o etanol e a água são moléculas polares, por outro lado os hidrocarbonetos, como a gasolina, são moléculas apolares. As interações água-etanol são tão fortes que a energia empregada na separação das moléculas de água para abrir espaço para as moléculas de etanol é compensada pela energia de atração entre os dois tipos de moléculas polares.
Por outro lado, as atrações entre água-hidrocarboneto são fracas, de modo que o hidrocarboneto não consegue vencer as atrações água-água.
![Page 12: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/12.jpg)
Miscibilidade: parcialmente miscível
![Page 13: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/13.jpg)
13 Forças Intermoleculares
Efeito na miscibilidade: substâncias parcialmente miscíveis
{Parcialmente miscível
![Page 14: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/14.jpg)
14 Miscibilidade em termos termodinâmicos
![Page 15: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/15.jpg)
Miscibilidade em termos termodinâmicos15
Interação ∆∆∆∆Hmist T∆∆∆∆Smist ∆∆∆∆Gmist Hámiscibilidade?
A B
A-B mais forte do que A-A, B-B
(-) (-) (-), grande magnitude
sim
A-B muito maisfraca do que A-A e B-B
(+), grande (-) (+), grande Não, mas podem misturar-se a altas temperaturas
A-B mais fraca do que A-A, B-B
(+), pequeno (-) (-), pequena magnitude
sim
![Page 16: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/16.jpg)
Miscibilidade
Em hexano
água
Em hexano
![Page 17: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/17.jpg)
Exemplo de Soluções17
![Page 18: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/18.jpg)
18O processo de dissoluçãoO processo de dissolução
![Page 19: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/19.jpg)
19O processo de dissoluçãoO processo de dissolução
Mudanças de energia e formação de solução
• Há três fases de energia na formação de uma solução:• Há três fases de energia na formação de uma solução:
– a separação das moléculas do soluto (∆H1),
– a separação das moléculas do solvente (∆H2) ea formação das interações soluto-solvente (∆H3).
• Definimos a variação de entalpia no processo de dissolução como
∆Hdissol = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3
• O ∆Hsoln pode tanto ser positivo como negativo, dependendo das forças intermoleculares.
![Page 20: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/20.jpg)
Soluções saturadas e solubilidade20
A imagem mostra uma solução na qual o excesso de soluto está presente. O que ocorreu:1. Soluto sólido inicia a dissolução;2. Soluto foi solvatado pelo solvente;3. Não há mais solvente disponível para solvatar soluto
adicional;4. Parte do soluto permanece sem se dissolver, pois 4. Parte do soluto permanece sem se dissolver, pois
chegou o limite do solvente em dissolver o soluto.5. Neste momento atinge-se o equilíbrio:
Soluto + solvente soluçãodissolver
cristalizar
Equilíbrio dinâmico
Solução em equilíbrio com o soluto não dissolvido é chamada de SATURADA!Se dissolvermos menos soluto que o necessário para formar uma solução saturada, temos uma solução INSATURADA.
![Page 21: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/21.jpg)
Soluções saturadas e solubilidade21
�Solução em equilíbrio com o soluto não dissolvido é chamada de SATURADA!Na prática observa-se parte do soluto sólido
�Se dissolvermos menos soluto que o necessário para formar uma solução saturada, temos uma solução INSATURADA.INSATURADA.Na prática, a solução não tem soluto sólido.
�Em condições específicas, às vezes, é possível formar soluções que contenham quantidades maiores de soluto do que a necessário para forma uma solução saturada: solução SUPERSATURADANa prática, solução não tem soluto sólido, mas se perturbada, transforma-se em solução saturada.
Solução de acetato de sódio pode serpreparado à uma temperatura elevada(maior solubilidade). Ao resfriar a soluçãolentamente, foram-se uma soluçãosupersaturada. Se esta solução forperturbada, transforma-se em saturada e oexcesso de soluto irá precipitar.
![Page 22: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/22.jpg)
Fatores que afetam a solubilidade: Temperatura
22
![Page 23: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/23.jpg)
Fatores que afetam a solubilidade: Pressão
23
• As bebidas carbonadas sãoengarrafadas com umapressão parcial de CO2 > 1atm.
• Ao abrirmos a garrafa, apressão parcial de COpressão parcial de CO2
diminui e a solubilidade doCO2 também diminui.
• Conseqüentemente, bolhasde CO2 escapam dasolução.
![Page 24: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/24.jpg)
Fatores que afetam a solubilidade: Pressão
24
�Quanto maior a pressão, maispróximas as moléculas de gásestarão do solvente e maior achance da molécula de gásatingir a superfície e entrar nasolução.
�Conseqüentemente, quantomaior for a pressão, maior asolubilidade.
�Quanto menor a pressão,menor a quantidade demoléculas de gás próximas aosolvente e menor a solubilidade.
![Page 25: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/25.jpg)
25 Forças Intermoleculares: Pressão de vapor
Efeito na volatilidade de substâncias
Pressão de vapor
![Page 26: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/26.jpg)
26
Pressão de vapor
Todo líquido está em equilíbrio com seu respectivo estado vapor (gás).
Pressão do vapor sobre
Forças Intermoleculares: Pressão de vapor
Estabelecendo oEquilíbrio líquido-vapor
A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido é chamada de
Pressão de Vapor
vapor sobre o líquido
A pressão de vapor de qualquer substância é uma medida da tendência que suas moléculas têm de escapar do líquido e migrarem para a fase vapor a uma determinada temperatura.
![Page 27: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/27.jpg)
27
Pressão de vapor
Todo líquido está em equilíbrio com seu respectivo estado vapor (gás).
Pressão do vapor sobre
Forças Intermoleculares: Pressão de vapor
Estabelecendo oEquilíbrio líquido-vapor
A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido é chamada de
Pressão de Vapor
vapor sobre o líquido
A pressão de vapor de qualquer substância é uma medida da tendência que suas moléculas têm de escapar do líquido e migrarem para a fase vapor a uma determinada temperatura.
![Page 28: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/28.jpg)
28
Pressão de vapor Qual líquido irá evaporar antes?
Forças Intermoleculares: Pressão de vapor
![Page 29: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/29.jpg)
29
Pressão de vapor {Efeito forças intermoleculares
Forças Intermoleculares: Pressão de vapor
Efeito da temperatura {
![Page 30: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/30.jpg)
30
Pressão de vapor é apressão do vapor emequilíbrio com suafase condensada(liquido).
Forças Intermoleculares: Pressão de vapor
(liquido).Quando a taxa devaporização é igual ataxa de condensaçãodiz que a solução estáem equilíbrio físico.
Vapor = gás
![Page 31: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/31.jpg)
31 Exercício 1: Pressão de vapor
Suponha que você coloca 2,00 L de água em seu quarto desumidificado, que tem um volume de 4,25 x 104L selando-o, e espera a água evaporar. Quanta a água evaporará a 25oC, atingido o equilíbrio líquido-vapor?
Considere que a densidade da água é 0,997 g/mL e sua pressão de vapor é 23,8 mmHg.
Resposta: 983 mL
![Page 32: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/32.jpg)
32Pressão de vapor
•Depende da temperatura
Temperatura de ebulição NormalPressão atmosférica = pressão de vapor
Forças Intermoleculares: Pressão de vapor
Quanto maior a temperatura,
Pre
ssã
o a
tmo
sfé
ricaQuanto maior a temperatura,
mais vapor de água estará sobre a água líquida.
Pre
ssã
o a
tmo
sfé
rica
![Page 33: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/33.jpg)
33
Relação entre pressão de vapor e temperatura de ebulição
Pressão atmosférica
Pressão de vapor
Ebulição:Velocidade de vaporização é maior que a velocidade de condensação
Forças Intermoleculares: Pressão de vapor
Pressão de vapor
Quando a pressão de vapor é igual à pressão atmosférica o líquido está em ebulição.
Temperatura de ebulição Normal
Vaporização:Velocidade de vaporização é menor que a velocidade de condensação
![Page 34: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/34.jpg)
34
Relação entre pressão e temperatura de ebulição
Forças Intermoleculares: Pressão de vapor
![Page 35: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/35.jpg)
35
Pressão de vapor
Como prever a relação entrePressão de vapor e temperatura
Forças Intermoleculares: Pressão de vapor
Equação de Clausius-Clayperon
![Page 36: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/36.jpg)
36 Exercício 2: Pressão de vapor/Teb
A pressão de vapor de etanol a 34,9 oC é 13,3 kPa. Calcule a temperatura de ebulição normal do etanol sabendo que sua variação de entalpia de vaporização é 43,5 kJ/mol.
Resposta: 78oCResposta: 78 C
![Page 37: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/37.jpg)
Diagramas de fase37
A fase que uma substância adota depende da temperatura e da pressão externa.
Um mapa que descreve todas as possíveis fases todas as possíveis fases estáveis de uma substância em função da temperatura e pressão é denominado deDIAGRAMA DE FASE.
![Page 38: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/38.jpg)
38Diagramas de fase: água
As linhas que dividem duas regiões de fases distintas são chamadas de fronteiras entre as fases, onde ocorre oequilíbrio entre fases.
Esta linha mostra como a temperatura de Tfusão da água varia com a equilíbrio entre fases.
Esta linha mostra como a temperatura de Teb da água varia com a temperatura.Equilíbrio líquido-vapor
com a temperatura.Equilíbrio sólido-líquido
Ponto triplo: co-existemas três fases.
Equilíbrio sólido-vapor
![Page 39: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/39.jpg)
39
Diagramas de fase: água
![Page 40: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/40.jpg)
40
Diagramas de fase do CO2
Sólido, líquido e vapor
![Page 41: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/41.jpg)
41 ExercícioUse o diagrama de fase do CO2 para descrever as mudanças de fase quando variam as seguintes condições:A) de 50K para 350K a uma pressão de 1,00 barB) de 50K para 350K, a uma pressão de 10 barC) de 1 bar para 100 bar, a uma temperatura de 220 K
![Page 42: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/42.jpg)
PROPRIEDADE DAS SOLUÇÕES42
Em qual temperatura água salgada entra em ebulição?
É possível derreter gelo abaixo de gelo abaixo de 0oC e 1 atm?
Por que os dedos murcham quando ficamos muito tempo na piscina?
![Page 43: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/43.jpg)
PROPRIEDADE DAS SOLUÇÕES43
Em qual temperatura água salgada entra em ebulição?
MAIOR PRESSÃO DE VAPOR MENOR PRESSÃO DE VAPOR
Em uma solução aquosa de NaCl (b) a quantidade de moléculas de água que passam para o estado vapor é menor que no solvente puro (a) a mesma temperatura.
![Page 44: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/44.jpg)
PROPRIEDADE DAS SOLUÇÕES44
A nível molecular:
As moléculas de soluto atuam como“obstáculos” para que moléculas dosolvente líquido migram para seu estadovapor, reduzindo a pressão de vapor dolíquido.líquido.Portanto, para levar este líquido à ebulição,mais energia deverá ser fornecida,justificando a elevação do ponto deebulição de soluções.
Na+ e H2O e Cl- e H2Ointeração íon–dipolo (Muito forte!)
Maior a dificuldade da água escapar do líquido para o vapor!
![Page 45: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/45.jpg)
PROPRIEDADE DAS SOLUÇÕES: TONOSCOPIAABAIXAMENTO DA PRESSÃO DE VAPOR
45
MAIOR PRESSÃO DE VAPOR MENOR PRESSÃO DE VAPOR
![Page 46: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/46.jpg)
PROPRIEDADE DAS SOLUÇÕES: TONOSCOPIA46
1) Houve uma diminuição da pressão de vapor da solução em relação ao solvente puro.
2) A pressão de vapor do solvente, Psolvente, é proporcional ao número relativo de partículas (moléculas ou íons) em solução; isto é a pressão de íons) em solução; isto é a pressão de vapor do solvente é proporcional á fração molar do solvente.
Psolvente ∝∝∝∝ x solvente
![Page 47: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/47.jpg)
PROPRIEDADE DAS SOLUÇÕES: TONOSCOPIA47
Psolvente ∝∝∝∝ x solvente
P = x Po
x solvente = n solventen total
Psolvente = x solvente Posolvente
Pressão de vapor do solvente na solução
Pressão parcial do solvente puro
![Page 48: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/48.jpg)
PROPRIEDADE DAS SOLUÇÕES: TONOSCOPIA48
Psolvente = x solvente Posolvente
Lei de Raoult
A Lei de Raoult diz que a pressão de vapor do solvente sobre uma solução é uma fração da pressão de vapor do solvente puro.
Por exemplo, se a solução tem 95% mol solvente. A pressão de vapor do solvente na solução contendo soluto será 95% da pressão de vapor do solvente puro.
![Page 49: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/49.jpg)
PROPRIEDADE DAS SOLUÇÕES: TONOSCOPIA49
Psolvente = x solvente Posolvente
Exercício: Suponha que 651g de etileno glicol, HOCH2CH2OH, sejam dissolvidos Suponha que 651g de etileno glicol, HOCH2CH2OH, sejam dissolvidos em 1,50 kg de água (uma solução a 30,3 %, uma solução de anticongelante comum para automóveis). Qual será a pressão de vapor da água sobre a solução a 90oC? Considere um comportamento ideal da solução.
Resposta: 467 mm Hg
![Page 50: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/50.jpg)
Elevação do ponto de ebulição : Ebulioscopia50
Iguais quantidades em mols de diferentes solutosmoleculares e não voláteis, dissolvidos numamesma quantidade de solvente, causam o mesmoaumento na temperatura de ebulição.
![Page 51: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/51.jpg)
Elevação do ponto de ebulição : Ebulioscopia51
![Page 52: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/52.jpg)
52
• A 1 atm (ponto de ebulição normal de líquido puro) existe umapressão de vapor mais baixa da solução. Conseqüentemente, uma temperatura mais alta é necessária para atingir uma pressãode vapor de 1 atm para a solução (∆Tb).
Elevação do ponto de ebulição : Ebulioscopia
∆ b
• Constante molar de elevação do ponto de ebulição, Kb, expressaquanto o ∆Tb varia com a molalidade, m:
mKT eEb =∆molalidade
Constante ebulioscópica do solvente
Variação da temperatura de
ebulição da solução e do solvente puro
![Page 53: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/53.jpg)
53 Diminuição da temperatura de congelamento : Crioscopia
![Page 54: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/54.jpg)
54
A nível molecular:
Analogamente, o soluto dissolvido nosolvente líquido dificulta o
Diminuição da temperatura de congelamento : Crioscopia
solvente líquido dificulta oordenamento da estrutura dosolvente ao solidificá-lo. Portanto, énecessário reduzir mais a temperaturapara solidificar a solução, causando oabaixamento crioscópico.
![Page 55: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/55.jpg)
55 Diminuição da temperatura de congelamento : Crioscopia
mKT cc =∆Constante crioscópica do solvente
Variação da temperatura de
fusão da solução e do solvente puro
Exercício:O anticongelante automotivo consiste em etilenoglicol, um não-eletrólito. Calcule o ponto de ebulição e o ponto de congelamento de uma solução de 25% em massa de etilenoglicol em água.
![Page 56: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/56.jpg)
56 CONSTANTES Ke e Kc
mKT cc =∆ mKT eEb =∆
![Page 57: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/57.jpg)
57
OSMOSE
![Page 58: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/58.jpg)
58 OSMOSE
• Membrana semipermeável: permite a passagem de algunscomponentes de uma solução. Exemplo: membranascomponentes de uma solução. Exemplo: membranascelulares e celofane.
• Osmose: é o movimento de um solvente a partir de umaconcentração baixa de soluto para uma concentraçãoalta de soluto.
• À medida que o solvente move-se através da membrana, os níveis de fluidos nos dois lados do sistema se tornamirregulares.
![Page 59: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/59.jpg)
59 OSMOSE
• Suponha que o processo de osmose ocorre no tubo em U.• Suponha que o processo de osmose ocorre no tubo em U.• Duas soluções de concentrações diferentes separadas por
uma membrana semipermeável.• Solvente move-se através da membrana para a direita,
como se as soluções fossem levadas a atingirconcentrações iguais.
• Os nívels de líquidos nos dois braços tornam-se diferentes, causando uma diferença de pressão que em determinadomomento, o fluxo das soluções entra em equilíbrio e o processo pára.
![Page 60: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/60.jpg)
60 OSMOSEPressão externa que impede o fluxo do solvente
PRESSÃO OSMÓTICA, ππππ
RTVn
nRTV
=π
=π
MRT=
![Page 61: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/61.jpg)
61 OSMOSE
Soluções isotônicas: duas soluçõescom o mesmo π separadas poruma membrana semipermeável.
Soluções hipertônicas: umasolução de π maior em relação aomeio intracelular.meio intracelular.Água migra para fora da célula, causando murchamento.
Soluções hipotônicas: uma soluçãode π mais baixo em relação aomeio intracelular.Água migra para dentro da célula, podendo causar rompimento das paredes celulares.
![Page 62: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/62.jpg)
62 OSMOSE
Exercício 1:A pressão osmótica média do sangue é 7,7 atm a 25oC. Qual concentração de glicose será isotônica com o sangue?
Resposta: 0,31 mol/L
Exercício: 2A pressão osmótica de uma solução aquosa de determinada proteína foi medida para que se determine a respectiva massa molar. A solução continha 3,50 mg de proteína dissolvidos em água suficiente para perfazer 5,00 mL de solução. Encontrou-se uma pressão osmótica para a solução a 25oC de 1,54 torr. Calcule a massa molar da proteína.
Resposta: 8,28 x 10-5 mol/L, 4,14 x 10-7 mol, 8.450 g/mol
![Page 63: Aula-03- equilibrio fisico - UDESC · • Há três fases de energia na formação de uma solução : ... Equilíbrio líquido-vapor A pressão exercida pelo vapor sobre o líquido](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021719/5baacaf309d3f260698cf44e/html5/thumbnails/63.jpg)
63 OSMOSE REVERSA – PURIFICAÇÃO DA ÁGUA