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.