Aula 3 - Ebulioscopia

Aula de Ivna Gomes e João Antônio Pimentel

A ebulioscopia é uma propriedade coligativa que se refere ao aumento da temperatura de ebulição.  Isso ocorre pelo que foi discutido na aula anterior, o efeito tonoscópico: com a diminuição da pressão de vapor do solvente, seu ponto de ebulição aumenta.

Para o solvente, a presença do soluto diminui sua pressão de vapor por diluição. Um soluto não volátil tem uma pressão de vapor próxima de zero, portanto, a pressão de vapor da solução é menor do que a pressão de vapor do solvente. Assim, é necessária uma temperatura mais alta para que a pressão de vapor atinja a pressão ambiente, e o ponto de ebulição é elevado.

Podemos visualizar o que acontece no gráfico abaixo:

Podemos perceber que, com a diminuição da pressão de vapor, precisamos de uma temperatura maior para que a PMV do gás se iguale à pressão atmosférica.

Para quantificar o efeito ebulioscópico, utilizamos a lei de Raoult, que relaciona o aumento da temperatura de ebulição com a molalidade  do soluto $(\omega)$, levando em conta o fator de correção de Van't Hoff $(i)$. Veja que aqui não iremos demonstrar a equação, devido ao seu alto nível de complexidade, mas caso você tenha curiosidade, aqui está um link para a Demonstração da Equação.

$\Delta T_{e} = K_{e}\times\omega \times i$

Em altas concentrações, a equação acima é menos precisa devido à não idealidade da solução. Se o soluto também for volátil, uma das principais suposições usadas na demonstração da fórmula não será verdadeira, pois ela foi demonstrada para soluções de solutos não voláteis em um solvente volátil. No caso de solutos voláteis, é mais relevante falar de uma mistura de compostos voláteis, e o efeito do soluto no ponto de ebulição deve ser determinado a partir do diagrama de fase da mistura. Nesses casos, a mistura pode, às vezes, ter um ponto de ebulição mais baixo do que qualquer um dos componentes puros, falaremos disso nas próximas aulas!

A constante ebulioscópica $K_{e}$ é característica de cada solvente, sendo obtida pela fórmula:

Note que $S$ é a constante dos gases ideais, $T_{b}$ (do inglês, boiling temperature) é a temperatura de ebulição normal do líquido, $m$ é a massa molar do solvente e $\Delta H_{v}$ é a entalpia de vaporização deste.

De posse dessas fórmulas, somos capazes de prever o efeito ebulioscópico das soluções.