Misturas Simples: Solues Ideais

1. Volumes Parciais Molares

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V VJ = n J

p ,T ,n

V = nAVA + nBVB

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b/(mol.kg-1)

VE /(mL.mol 1 ) = 55,6664 2(0,36394)b + 3(0,028256)b 2

Exerccio 7.4(b) Os volumes parciais molares de dois lquidos A e B numa soluo em que a frao molar de A 0,3713 so, respectivamente, 188,2 cm3.mol-1 e 176,14cm3.mol-1. A massa molar de A 241,1 g.mol-1 e a de B 198,2 g.mol-1. Qual o volume de 1,000 kg desta soluo?

Volume Total = V = nAVA + nBVB = n(AVA + BVB) n Total = n = nA+ nB massa Total = m = nAMA + nBMB = n(AMA + (1- A)MB) n = m / (AMA + (1- A)MB)

n=

1,000kg.(103 g / kg ) = 4,6701mol (0,3173) x(241,1g .mol 1 ) + (1 0,3713) x(198,2 g .mol 1 )

V = n(AVA + BVB) = 4,6701mol) x [(0,3113)x(188,2cm3.mol-1) + (1-0,3713)x(176,4cm3.mol-1)] Volume Total = V = 843,5 cm3

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Exerccio 7.5(b) A 20C, a densidade de uma soluo a 20% ponderais de etanol em gua 987,7 kg.m-3. O volume parcial molar do etanol na soluo 52,2 cm3.mol-1. Calcule o volume parcial molar da gua.

Vamos considerar A=gua e B=etanol Volume Total = V = nAVA + nBVB Ns conhecemos VB; precisamos determinar nA e nB para encontrar VA Para tanto, vamos imaginar que o volume da soluo de 100 cm3. Ento, massa Total = m = V = (0,9687g.cm-3) x (100cm3) = 96,87g Desta massa total, 20% etanol e 80% gua. nA=(0,80x96,87g) / (18,02 g.mol-1) = 4,30 mol de H2O nB=(0,20x96,87g) / (46,07 g.mol-1) = 0,4205 mol de Etanol

VA =

V nBVB 100cm3 (0,4205mol ) x(52,2cm3mol 1 ) = nA 4,30mol

VA=Volume parcial de H2O = 18 cm3

2. Potenciais Qumicos dos Lquidos

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pA A = + RT ln * pA* APotencial qumico do lquido A na soluo Potencial qumico do lquido A puro Presso de vapor lquido A na soluo Presso de vapor lquido A puro

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A razo entre a presso parcial de vapor de cada componente em uma soluo e a presso de vapor do componente puro aproximadamente igual frao molar deste componente na soluo

Francois Marie Raoult (1830 - 1901)

Solues. Presso de Vapor em Solues

Lei de Raoult pA a presso de vapor do solvente A na presena do soluto (em soluo), pA* a presso de vapor do solvente A puro, e A a frao molar de A na soluo:

pA = A pA *A adio de soluto deprime a presso de vapor do solvente!!

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Soluo Ideal

ptotal = p A + pB

p A = A p* A * pB = B pB

Soluo Ideal

ptotal = p A + pB p A = A p* A * pB = B pB

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Soluo no-Ideal

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pA A = + RT ln * pA* A

pA = A pA ** A

A = + RT ln AEsta equao importante, pois a definio de uma soluo ideal!

A = + RT ln A* A

A <

Esta equao mostra que, para uma soluo ideal:

* A

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://EXERCCIOUma soluo formada pela mistura de benzeno e tolueno. Sabendo que Xbenzeno=0,500, determine a ptotal da soluo. Dados: ptolueno(25,0C)=9.,1 mmHg e pbenzeno(25,0C)=95.1 mmHg

Qual psoluo? E qual a composio do vapor em equilbrio com esta soluo?

Pbenzene = benzeno Pbenzeno = (0.500)(96.1 mm Hg) = 47.6 mm Hg Ptoluene = tolueno Ptolueno = (0.500)(28.4 mm Hg) = 14.2 mm Hg Ptotal = Pbenzeno + Ptolueno = 61.8 mm Hg

://EXERCCIOPbenzene = benzeno Pbenzeno = (0.500)(96.1 mm Hg) = 47.6 mm Hg Ptoluene = tolueno Ptolueno = (0.500)(28.4 mm Hg) = 14.2 mm Hg Ptotal = Pbenzeno + Ptolueno = 61.8 mm HgA composio do vapor em equilbrio pode tambm ser encontrada:

Ybenzeno(g) = Pbenzeno/Ptotal = 47.6 mm Hg/61.89 mm Hg = 0.770 Ytolueno(g) = Ptolueno/Ptotal = 14.2 mm Hg/61.89 mm Hg = 0.230

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Recentemente, pesquisadores descobriram que o leo de cravo (eugenol) pode ser utilizado no combate a crie. Calcule a massa molecular do eugenol, sabendo que 0,144g do composto em 10,00g de benzeno, C6H6, resulta numa soluo com presso de vapor de 94,35 mmHg; a presso de vapor do benzeno puro, na mesma temperatura (25o C), de 95,00 mmHg.

://EXERCCIO20 g de um slido desconhecido sodissolvidos em 125 g de gua a 25oC. Calcule a massa molar deste slido sabendo que a presso de vapor da soluo nesta temperatura era de 21.72 torr.(p*(H2O,25,0C) = 23.76 torr)

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psolucao= agua p*agua agua = psolu /p*agua = 21.72/23.76 = 0.9141 ou H2O = nH2O/nH2O + nsolido

0.9141=

125 g /(18 g/mol H2O)

125 g /(18 g/mol H2O) + 20 g /( X g/mol)

X = 30.87 g/mol

A adio de um soluto deprime a temperatura de fuso do solvente.

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Abaixamento Crioscpico e Elevao Ebulioscpica

Abaixamento Crioscpico e Elevao Ebulioscpica

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T f = K f bKf(gua_= -1,86oC.Kg.mol-1

Tb = K bbKf(gua_= +0,51oC.Kg.mol-1

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O problema da osmose na injeo intravenosa de lquidos:

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Por osmose reversa, podemos obter gua potvel a partir da gua do mar. A presso aplicada deve ser maior que a presso osmtica.

A hemodilise um sistema de purificao do sangue baseado na osmose reversa...

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purificao de macromolculas,atravs da dilise. Aps um certo tempo, somente restaro no saco-membrana as macromolculas em soluo, livres das impurezas.

Uma aplicao da osmose a

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Separao dos componentes de uma soluo:> Destilao (simples ou fracionada) > Cromatografia (simples, HPLC, GPC...) > Dilise > outros...

Destilao Fracionada

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Desvios da Lei de Raoult :Foras intermoleculares produzem desvios do comportamento ideal.

Presso de Vapor

pvap_A

A

pvap_B

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Comportamento no-ideal

Solues. HPLC

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://EXERCCIOUma soluo foi preparada da seguinte maneira: dissolveram-se 50,0 g de sacarose (C12H22O11) em 1000 g de H2O, resultando em 1 litro de soluo. Sabendo que a presso de vapor da gua pura a 30o C de 31,82mmHg, responda as seguintes questes:Qual a presso de sacarose no voltil) Qual ser a Qual ser a soluo?

vapor desta soluo a 30o C? (a

temperatura de ebulio desta soluo? temperatura de congelamento desta

Assinale a(s) afirmao(es)correta(s):(v) A gua e o etanol possuem ligaes de hidrognio no estado () lquido, e formam misturas homogneas em qualquer proporo.() (v) O aumento da temperatura, em geral, diminui a solubilidade dos gases e aumenta a solubilidade dos slidos, em gua. ( ) A temperatura de ebulio da gua, tal como sua presso de (F) A temperatura de ebulio da gua, tal como sua presso de vapor, aumenta com a com a adio de vapor, aumentaadio de NaCl. NaCl. ( ) A presso osmtica de uma soluo diretamente proporcional (v) A presso osmtica de uma soluo diretamente proporcional concentrao do soluto. concentrao do soluto. ( ) Uma soluo 0,5 molal de KCl provoca o mesmo abaixamento (F) Uma soluo 0,5 molal de KCl provoca o mesmo abaixamento crioscpico de uma soluo 0,5 molal de sacarose. crioscpico de uma soluo 0,5 molal de sacarose. ( ) Se um protozorio (animal unicelular) (v) Se um protozorio (animal unicelular) colocado em gua destilada, este sofrer colocado em gua destilada, este sofrer que vive no oceano for que vive no oceano for uma turgncia (inchao). uma turgncia (inchao).

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Um aluno, ciente das

propriedades coligativas de solues,

tentou

preparar um sorvete em casa, batendo a mistura (com uma batedeira eltrica) num recipiente mergulhado em uma cuba com gua, gelo e sal (NaCl). Ele utilizou uma cuba com 3,5 litros de gua, e 1.500 g de NaCl(s).

Qual era a temperatura de solidificao da soluo resultante?

://EXERCCIOUma amostra de 0,0182 g da substncia X foi dissolvida em 2.135 g de benzeno. Num experimento de crioscopia, a concentrao molal da substncia foi determinada como sendo 0,0698 m. Qual a massa molar de X?

nsoluto = m x kg solvente = Mw = 0.0698 mol 1 kg solvent= 122.1 = 122 g/mol

= 1.490 x 10-4 mol

0.0182 g

1.490 x 10-4 mol

(Mw = 122 g/mol)

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O lquido a e b formam uma soluo ideal. Entretanto, no possvel separ-los por uma destilao simples. Estudando o diagrama de fases lquido-vapor da mistura binria ao lado, responda as seguintes perguntas:1. Qual a temperatura de ebulio do lquido b? 2. Qual a temperatura para uma mistura equimolar (XA=XB=0.5)? 3. Qual a Yb, na fase de vapor, em equilbrio com um lquido de composio igual a do tem anterior em ebulio? 4. O lquido a e o lquido b formam uma mistura azeotrpica? 5. Qual seria a composio do lquido coletado na destilao simples de uma soluo onde XA=0.2 ?

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TEMA.De.CASA ::: entregar Quarta/11/abril ::: DISCUTA:

1 Cite e justifique os critrios termodinmicos para o equilbrio entreuma soluo e seu vapor.

2 A lei de Raoult vlida somente para solues ideais. Como ela modificada para atender solues reais?

3 Explique como as propriedades coligativas podem ser usadas para se determinar a massa molar. 4 O que uma soluo regular? 5 Como pode ser calculado a entropia de mistura?

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