relatorio propriedades coligativas

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Sumário

página

Introdução 03

Objetivos 04

Procedimentos experimentais 05

Pré-laboratório 07

Resultados e Discussão 07

Conclusão 10

Referências Bibliográficas 11

Introdução

As propriedades coligativas são características físicas de uma solução, que podem ser alteradas com a adição de soluto na solução. A adição de soluto em uma solução ocasiona: redução da sua pressão de vapor, elevação da sua temperatura de ebulição (Tb), redução da sua temperatura de congelamento (Tc). A redução da pressão de vapor é ocasionada devido à adição de soluto em uma solução, isto ocorre devido ao aumento da desordem das moléculas dificultando a “fuga” das partículas, que é mais espontânea quando o solvente está puro ou com menos soluto possível (menor quantidade de partículas). A lei de Raoult afirma que a pressão parcial de cada componente em uma solução ideal é dependente da pressão de vapor dos componentes individuais e da fração molar dos mesmos componentes. Com o aumento do número de partículas em uma solução, diminui a contribuição individual de cada componente na pressão de vapor, já que a uma redução na fração molar de cada componente na medida em que se adicionam mais componentes. Se um soluto tem pressão de vapor zero e é dissolvido em um solvente, a pressão de vapor da solução final será menor que o do solvente puro.

A crioscopia é a propriedade coligativa em que estuda a diminuição da temperatura descongelamento, por exemplo, em um solvente puro à adição de um soluto não-volátil irá diminuir a temperatura de congelamento da solução. Essa propriedade pode ser explicada quando se adiciona um soluto não-volátil a um solvente, as partículas deste soluto dificultam a cristalização do solvente dando origem à propriedade crioscopia, por exemplo, a água poluída possui partículas não-voláteis que dificultam o congelamento da água, já a água pura, isenta de corpo estranho, cristaliza-se mais rapidamente.

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Objetivos

1. Objetivou-se com estes experimentos a investigação da proporcionalidade entre abaixamento do ponto de congelamento de uma solução e a quantidade de soluto nela dissolvida

2. Objetivou-se também determinar a massa molar de uma amostra desconhecida.

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Procedimentos experimentais

Parte A – Determinação do ponto de fusão do Paradiclorobenzeno (PDB).

1. Foi pesado um tudo de ensaio de 25,32g. Adicionou-se ao tubo de ensaio uma massa de

10,30g de PDB e pesou-se novamente o tubo de ensaio obtendo um valor de 35,62g.

2. Um béquer foi cheio com água e posto sobre uma chapa aquecedora.

3. Com o auxilio de uma garra e um suporte, foi mantido o tubo de ensaio parcialmente imerso de forma que o PDB permaneceu abaixo do nível da água.

4. Foi aquecida a água até 70°C (usou-se um termômetro para acompanhar a temperatura do banho). A proporção em que o PDB foi fundindo, adaptou-se uma rolha com termômetro e agitador no tudo de ensaio.

5. Quando o PDB atingiu a temperatura de 65°C, parou o aquecimento e agitou o tubo de ensaio para liquefazer qualquer porção do PDB ainda sólido.

6. Cuidadosamente retirou-se o tudo de ensaio do banho, e foram enxugadas as paredes do tudo de ensaio com papel toalha.

7. Agitou-se vagarosamente o líquido, mas continuamente e registrou-se continuamente a temperatura do PDB à medida que este esfriava no ar. Começou a ler a 60°C e anotou-se na tabela 1 a temperatura a cada 30 segundos por cinco minutos.

8. Próximo ao ponto de fusão pode-se observar cristais de PDB no líquido e estes aumentaram em quantidade à proporção que prosseguiu o resfriamento. Anotou-se também a temperatura em que apareceu o primeiro cristal de PDB (53°C).

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Tabela 1 – Dada da temperatura de congelamento do PDB.

Massa do solvente 10,30g

Tempo(s)

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

temperatura(°C)

59°

55°

54°

53°

53°

53°

53°

53°

53°

53°

Parte B – Determinação da massa molar de uma amostra desconhecida.

1. Pesou-se 1,00g da amostra desconhecida.

2. Pesou-se novamente o tubo com PDB seco (35,62g).

3. Foi transferida a amostra para o tubo de ensaio que contém o PDB e pesou-se novamente o frasco para determinar quanto foi transferido obtendo-se uma massa de 36,62g.

4. Foi aquecido novamente o tubo de ensaio no banho até fundir o PDB e dissolver a amostra. Sendo necessário um cuidado especial para misturar bem a amostra com o PDB não permitindo que parte desta fique pressa às paredes do tubo de ensaio. Quando a temperatura da solução atingiu 65°C, foi removido o tubo de ensaio do banho e procedeu-se da mesma forma da parte A partindo do item 5, foram anotados os dados na tabela 2.

Tabela 2 – Dados da temperatura de congelamento da mistura.

Teste 1 – Massa da amostra 1,00g

Tempo(s)

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

Temperatura(°C)

60°

56°

54°

52°

50°

48°

47°

47°

47°

47°

5. Adicionou-se mais 0,95g da amostra desconhecida ao tubo de ensaio que contém PDB e amostra, novamente pesou-se o frasco (37,57g) e repetiu-se o procedimento anterior, anotando os dados na tabela 3.

Tabela 3 – Dados da temperatura de congelamento da mistura.

Teste 2 – Massa da amostra 1,95g.

Tempo(s)

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

Temperatura(°C)

60°

58°

52°

49°

47°

45°

44°

44°

44°

44°

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Pré-laboratório

1- Ponto de fusão do PDB 53,5ºC

2- Ocorreram à diminuição da temperatura de congelamento

Resultados e discussão

Na parte A do experimento com ajuda da tabela 1 foi obtida a temperatura de congelamento (Tc) do PDB puro quando se notou a aparição dos primeiros cristais o termômetro marcava 53°C (referente à questão 2 do pós-laboratório), um valor muito aproximado do encontrado na literatura que é de 53,5°C. As soluções com PDB e amostra desconhecida tiveram pontos de congelamento distintos devido à quantidade de partículas (soluto) presentes no solvente (PDB). A primeira solução que continha uma quantidade de 1,00g de amostra desconhecida obteve-se uma temperatura de congelamento de 47°C, a redução da temperatura de congelamento da solução que tinha contida a amostra desconhecida e PDB, era esperada, devido à propriedade coligativa, crioscopia que diz que com o aumento de partículas em uma solução sua temperatura de congelamento diminui.

Consequentemente a temperatura de congelamento da segunda solução que tinha contida na mesma 1,95g de amostra desconhecida, foi ainda menor que a primeira solução, sendo observado o primeiro cristal na solução a 44°C (referente à questão 3 do pós-laboratório). O aumento de soluto a solução ocasionou a diminuição da temperatura de congelamento, a diminuição da pressão de vapor (referente à questão 4 do pós-laboratório), todas essas alterações eram esperadas. Tanto a redução da temperatura de congelamento, que é consequência da diminuição da pressão de vapor, quando o número de moléculas da fase liquida se iguala a da fase sólida, obtendo um equilíbrio, e assim alcança-se o ponto de fusão. Então com a adição de mais moléculas no sistema irá afetar o equilíbrio. Para obter um novo equilíbrio entre as moléculas líquidas e sólidas, a temperatura de fusão será inferior, ou seja, mais negativa que a anterior, antes da adição de mais soluto. ∆Tc = KcM. (referente a questão 5 do pós-laboratório)

Onde:

Kc = constante crioscópica

M = molalidade.

Teste 1 Teste 2

∆Tc = 6ºC ; Kc (PDB) = 7,10 ∆Tc = 9ºC ; Kc = (PDB) = 7,10

∆Tc = KcM ∆Tc = KcM 07

6 = 7,10 x M 9 = 7,10 x M

M = 0,845 molal M = 1,27 molal

Massa do solvente = 10,30g (PDB) Massa do solvente = 10,30g (PDB)

0,845= Nº de mols do soluto = 1,27 x 10,30x10-3

Nº de mols do soluto = 0,845 x (10,30x10-3) Nº de mols do soluto = 0,0130

Nº de mols = 0,0130 =

m = massa do composto MM =

MM = massa molecular

m = massa da amostra desconhecida 1,00g MM = 150g.mol-1

= 8,703x10-3 Massa molar da amostra

desconhecida para o segundo teste 150g.mol-1

MM =

MM = 115g.mol-1

Massa molar da amostra desconhecida para o primeiro teste 115g.mol-1

A diferença obtida entre as massas moleculares dos dois testes, não era para ter ocorrido, pois, foi usado o mesmo composto com amostra desconhecida. A diferença notada nos resultados pode ter sido ocasionada, pela perda de solvente ou da amostra desconhecida nas paredes do tubo de ensaio, ou também a perda de solvente quando foi retirado o termômetro da solução. Todos esses fatores influenciaram nos valores tão diferente obtido no experimento. Referente à questão 1 do pós-laboratório temos os seguintes gráficos:

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Conclusão

Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que o ponto de fusão do PDB encontrado no experimento foi um resultado muito próximo do valor encontrado na literatura. Também foi observado que a quantidade de soluto dissolvido em uma solução é inversamente proporcional a temperatura de congelamento da solução. Na parte do experimento que tinha como objetivo obter a massa molecular de uma amostra desconhecida, os valores obtidos foram distantes. Não sendo possível afirmar com exatidão a massa molecular da amostra desconhecida.

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Referências Bibliográficas

MOORE, W. J.; Físico-Química; Ed. Edgar Blucher e EDUSP, São Paulo, 1976.

BROWN, T. L.; LE MAY JR, H. E.; BURSTEN, B. E.; BURDGE, J. R. Química: A Ciência

Experimental. São Paulo: Pearson Education, 2005.

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