Aula 4 - Crioscopia

Aula de Ivna Gomes e João Antônio Pimentel

A presença de um soluto não volátil diminui a temperatura de início de congelamento, efeito conhecido como crioscópico. Isso ocorre pois há a necessidade de formar cristais de solvente puro em meio a partículas de soluto, o que é relativamente mais "difícil" do que formar os mesmos cristais em um solvente puro.

O efeito pode ser observado pelo gráfico abaixo, que engloba também o efeito ebulioscópico, visto na aula passada.

O efeito crioscópico pode ser quantificado pela equação:

$\Delta T_{c} = iK_{c}\times\omega$ (1),

na qual $\Delta T_{c}$, $i$, $K_{c}$ e $\omega$ denotam, respectivamente, a variação na temperatura de congelamento, o fator de correção de Van't Hoff, a constante ebulioscópica e a molalidade do soluto.

A constante ebulioscópica pode ser obtida por equação análoga a que vimos na aula anterior:

Embora seja útil saber que o ponto de ebulição da solução depende da concentração de soluto, essa relação é pouco usada porque seu efeito é tão pequeno que é difícil de medir. Uma utilização dessa teoria é na determinação da massa molar de solutos, técnica chamada de crioscopia.

 

Segue um exemplo de aplicação dessa técnica:

• A adição de 0,24 gramas de enxofre em 100,0 gramas de tetracloreto de carbono abaixa o ponto de congelamento do solvente em 0,28 graus Celcius. Quais são a massa molar e a fórmula molecular do enxofre? Dados: constante crioscópica do solvente=28,9K.kg.mol^-1

Como o enxofre é um composto molecular, temos que $i=1$. Calculamos a molalidade do soluto pela equação (1):

$\omega = 0,28K \div 29,8K.kg.mol^{-1}$

$\omega = 9,4\times10^{-3}$

Calculamos a quantidade de soluto presente :

$n_{soluto} = \omega \times m_{solvente}$

$n_{soluto} = 9,4 \times 10^{-4}$

Descobrimos a massa molar a partir de:

$M=m\div n$

$M=2,6 \times 10^{2} g/mol$

Determinamos a fórmula molecular ($S_{n}$) descobrindo quantos enxofres atômicos existem em uma unidade do soluto, dada a massa molar do enxofre atômico igual a 32g/mol.

$n=M\div 32$

$n=8$

Logo, a fórmula do enxofre é $S_{8}$.

Procedendo analogamente, atentando ao valor correto de $i$, conseguimos determinar corretamente as massas molares de solutos quaisquer por crioscopia.