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.

fp-shift-p

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:

kfequation

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.