Autoria: Izaque Satil de Andrade
Através da aplicação das propriedades coligativas, é possível se determinar as massas moleculares. Em muitos casos as propriedades de uma solução podem ser consideradas como sendo as do solvente puro, modificadas pela presença das moléculas do soluto.
Nestes casos o efeito sobre as propriedades do solvente depende do número de moléculas do soluto presentes, numa certa quantidade de solvente e não das propriedades específicas do soluto. Assim as alterações nos pontos de fusão (ou congelamento), ebulição e pressão de vapor de uma solução, depende principalmente do número de partículas implicadas.
Pressão de Vapor
A pressão de vapor aumenta com a temperatura e quanto maior é a pressão a uma mesma temperatura, mais volátil é o líquido.
Vaporizando-se um líquido no interior de uma câmara barométrica do tipo Torricelli, até ser atingido o equilíbrio líquido-vapor, o abaixamento da coluna de mercúrio mede a pressão de vapor à temperatura da experiência.
Um líquido entra em ebulição à temperatura em que a sua pressão de vapor iguala-se à pressão exterior. Assim, a 100ºC a água tem pressão de vapor igual a 1 atm. Portanto, a 1 atm a água entra em ponto de ebulição a 100ºC.
A maioria dos sólidos fundem-se com expansão de volume, o gelo é uma das poucas exceções, funde-se com contração do volume. O ponto de fusão do gelo aumenta com a diminuição da pressão, e vice-versa. Para a maioria dos sólidos, o ponto de fusão aumenta com o aumento da pressão e vice-versa. As variações dos Pontos de Fusão são insignificantes com a variação de pressão, porque no equilíbrio sólido-líquido não há participante gasoso.
O ponto de ebulição de todas as substâncias aumenta com o aumento da pressão e vice-versa. As variações dos Pontos de Ebulição são significativas com a variação de pressão, porque no equilíbrio líquido-vapor há participante gasoso.
Conceito do Método Ebuliométrico de Determinação de Massas Moleculares
As propriedades coligativas podem ser aproveitadas na determinação do peso molecular de novas substâncias, visto que, se sabe que 1 mol de um eletrólito não volátil faz abaixar o ponto de congelamento de 1000,0 gramas de água de 1,86ºC e elevar o ponto de ebulição de 0,52 ºC. Para determinar o peso molecular de uma substância, prepara-se uma solução de uma massa conhecida da substância em questão, em uma massa também conhecida de água e determina-se cuidadosamente o ponto de ebulição.
Com os dados calcula-se o peso da substância que seria necessário para alterar o ponto de congelamento (ou ebulição) de 1000,0 gramas de água de 1,86ºC (ou 0,52ºC). Essa massa (em gramas) é o peso molecular, mudando a unidade de grama para u.m.a., obtém-se o peso molecular.
Conceito do Método Criométrico de Determinação de Fórmulas Moleculares
O naftaleno (C10H8) funde a 80,1ºC e este ponto de fusão abaixo de 7,0ºC quando 1 mol de soluto está dissolvido em 1000,0 g de naftaleno. Não apenas o abaixamento do ponto de congelamento para o naftaleno é maior do que para a água, mas também muitas substâncias insolúveis na água são solúveis no naftaleno. Isto significa que ele pode ser usado como solvente para determinações de peso molecular.