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FÍSICO-QUÍMICA PROF. FABRICIO R. SENSATO
Semana 8 26/09/2016
Misturas
Grandezas parciais molares:
volume parcial molar
Fonte (Figura) Atkins, P.W.; Paula, Julio de, Físico-quimica, LTC, 9 ed. v.1 2012
Grandezas parciais molares:
potencial químico
Fonte (Figura) Atkins, P.W.; Paula, Julio de, Físico-quimica, LTC, 9 ed. v.1 2012
A energia de Gibbs da misturas
de gases perfeitos
Fonte (Figura) Atkins, P.W.; Paula, Julio de, Físico-quimica, LTC, 9 ed. v.1 2012
Exercício
Um recipiente está divido em dois
compartimentos iguais. Um deles tem 3,0
mol de H2, a 25 oC; o outro tem 1,0 mol de
N2(g), a 25 oC. Calcule a energia de Gibbs
de mistura quando se remove a separação
entre os dois compartimentos. Admita que
o comportamento dos gases seja o de gás
perfeito.
Fonte:Atkins, P.W.; Paula, Julio de, Físico-quimica, LTC, 9 ed. v.1 2012
Outras funções termodinâmicas
de misturas
Fonte (Figura) Atkins, P.W.; Paula, Julio de, Físico-quimica, LTC, 9 ed. v.1 2012
Potencial químico dos líquidos
Exploramos o fato
de que o potencial
químico de uma
substância
presente como
vapor em equilíbrio
com o líquido deve
ser igual ao
potencial químico
da substância na
fase líquida
Fonte (Figura) Atkins, P.W.; Paula, Julio de, Físico-quimica, LTC, 9 ed. v.1 2012
Potencial químico dos líquidos
e as solução ideais
* Substância
pura
pA = xApA*
(lei de
Raoult)
Líquido puro
Se outra substância, um soluto, por
exemplo, também estiver presente no
líquido
Combinando as suas expressões
FÍSICO-QUÍMICA PROF. FABRICIO R. SENSATO
Semana 8 29/09/2016
Lei de Raoult (1)
Fonte (Figura) Atkins, P.W.; Paula, Julio de, Físico-quimica, LTC, 9 ed. v.1 2012
Lei de Raoult (2)
Algumas soluções têm comportamento
significativamente diferente do previsto
pela lei de Raoult
Porém, mesmo em casos extremos, a lei é
obedecida com aproximação crescente à
medida que o componente em excesso (o
solvente) se aproxima da respectiva
pureza.
Soluções não ideais
Fonte (Figura) Atkins, P.W.; Paula, Julio de, Físico-quimica, LTC, 9 ed. v.1 2012
Soluções diluídas ideais (1)
Nas
soluções
ideais, o
soluto
obedece à
lei de Raoult
tão bem
quanto o
solvente.
No caso de soluções reais em
concentrações em concentrações baixas,
embora a pressão de vapor do soluto seja
proporcional à fração molar do soluto, a
constante de proporcionalidade não é a
pressão de vapor da substância pura. A lei
de Henry é:
Soluções diluídas ideais (2)
As misturas
em que o
soluto
obedece à
lei de Henry
e o solvente
obedece à
lei de Raoult
são
chamadas
soluções
diluídas
ideais
Fonte (Figura) Atkins, P.W.; Paula, Julio de, Físico-quimica, LTC, 9 ed. v.1 2012
Soluções diluídas ideais:
Exercício
As pressões de vapor de cada componente em uma
mistura de propanona (acetona, A) e triclorometano
(clorofórmio, C) foram medidas a 35 oC e os
resultados obtidos são os seguintes
Comprove que a mistura se comporte de acordo com a
lei de Raoult para o componente que estiver em
grande excesso e de acordo com a lei de Henry para o
componente minoritário. Ache as constantes da lei de
Henry.
xC 0 0,20 0,40 0,60 0,80 1
pC/kPa 0 4,7 11 18,9 26,7 36,4
pA/kPa 46,3 33,3 23,3 12,3 4,9 0
Soluções diluídas ideais:
Exercício (solução)
Fonte (Figura) Atkins, P.W.; Paula, Julio de, Físico-quimica, LTC, 9 ed. v.1 2012
Lei de Henry
Em aplicações práticas, a lei de
Henry é expressa em termos da
molalidade, b, do soluto
pB = bBKB
Lei de Henry (exercício)
Calcule a solubilidade molar do
oxigênio em água, a 25 oC, sobre
pressão de 21 kPa (que é a
pressão parcial de oxigênio na
atmosfera ao nível do mar)
Propriedades termodinâmicas
das soluções: Soluções ideais
A energia e
Gibbs da
mistura de
dois líquidos
para formar
uma solução
ideal é
calculada da
mesma
maneira que
para dois
gases
perfeitos
Propriedades coligativas
Efeitos causados no solvente pela
presença do soluto
Abaixamento da pressão de vapor
Elevação do ponto de ebulição
Abaixamento do ponto de
congelamento
Pressão osmótica
Propriedades coligativas:
assunções
Soluto não seja volátil, de modo
que ele não contribui para o vapor
da solução
O soluto não se dissolve no
solvente sólido, ou seja, o solvente
sólido se separa quando a solução
é congelada
Propriedades coligativas
Todas as propriedades
coligativas provêm da diminuição
do potencial químico do solvente
líquido provocado pela presença
do soluto
𝜇𝐴 = 𝜇𝐴∗ + 𝑅𝑇𝑥𝐴
(para soluções diluídas ideais)
Fonte (Figura) Atkins, P.W.; Paula, Julio de, Físico-quimica, LTC, 9 ed. v.1 2012
Origem molecular das
propriedades coligativas
Fonte (Figura) Atkins, P.W.; Paula, Julio de, Físico-quimica, LTC, 9 ed. v.1 2012
Elevação do ponto de ebulição
Fonte (Figura) Atkins, P.W.; Paula, Julio de, Físico-quimica, LTC, 9 ed. v.1 2012
Diminuição do ponto de
congelamento
Fonte (Figura) Atkins, P.W.; Paula, Julio de, Físico-quimica, LTC, 9 ed. v.1 2012
Constantes ebulioscópicas e
crioscópicas
Fonte (Tabela) Atkins, P.W.; Paula, Julio de, Físico-quimica, LTC, 9 ed. v.1 2012
Propriedades coligativas:
exercício
Para uma solução de 45,20 g de sacarose
(C12H22O11) em 316,0 g de água, calcule (a) o
ponto de ebulição; (b) o ponto de
congelamento.
Propriedades coligativas:
exercício
Uma solução de 5,00 g de ácido acético,
CH3COOH, em 100 g de benzeno congela a
3,37 oC. Uma solução de 5,00 g de ácido
acético em 100 g de água congela a -1,49 oC.
Determine a massa molar do ácido acético a
partir de cada experiência. O que se pode
concluir sobre o estado das moléculas de
ácido acético dissolvido em cada solvente.
Osmose
Osmose e soluções distantes
da idealidade
Quando o soluto se dissolve formando
soluções que estão longe da idealidade,
admite-se que a equação de van’t Hoff seja
somente o primeiro termo de uma expansão
do tipo virial:
Π = 𝐽 𝑅𝑇{1 + 𝐵 𝐽 +
Aplicação da osmometria na
determinação da massa molar
Na Tabela seguinte figuram as pressões osmóticas de
soluções de poli(cloreto de vinila), PVC, em ciclo-
hexanona, a 298 K. As pressões estão expressas em
termos das alturas da coluna de solução (de massa
específica = 0,980 gcm-3) em equilíbrio com a pressão
osmótica. Determine a massa molar do polímero.
c/(g dm-3) 1,00 2,00 4,00 7,00 9,00
h/cm 0,28 0,71 2,01 5,10 8,00
