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Calculadora de propriedades coligativas

Em resumo: Calculadora de propriedades coligativas: abaixamento do ponto de congelamento, elevação do ponto de ebulição, pressão osmótica e abaixamento relativo da pressão de vapor, com o fator de van 't Hoff e determinação da massa molar. É gratuita, funciona no navegador e não precisa de download.

Escolha uma propriedade, selecione um solvente para preencher Kb ou Kf e deixe a incógnita em branco. Trabalhe a partir de massas (para encontrar a massa molar de um soluto) ou da molalidade. A pressão osmótica aceita atm, bar, kPa ou mmHg. Uma aba separada converte entre o fator de van 't Hoff e o grau de dissociação ou de associação.

Resposta rápida: ΔTf = i·Kf·m. Para NaCl 0,1 m em água (i = 2, Kf = 1,86), ΔTf = 0,372 K, então congela a −0,372 °C. ΔTb = i·Kb·m, π = iMRT e (P° − P)/P° ≈ i·n₂/n₁.

Deixe em branco o valor que você quer encontrar.

Fórmulas das propriedades coligativas

PropriedadeFórmulaMassa molar do soluto
Elevação do ponto de ebuliçãoΔTb = i·Kb·mM₂ = i·Kb·w₂·1000 / (ΔTb·w₁)
Abaixamento do ponto de congelamentoΔTf = i·Kf·mM₂ = i·Kf·w₂·1000 / (ΔTf·w₁)
Pressão osmóticaπ = i·M·R·TM₂ = i·w₂·R·T / (π·V)
Abaixamento relativo da pressão de vapor(P° − P)/P° = i·n₂/(n₁ + i·n₂) ≈ i·n₂/n₁M₂ ≈ i·w₂·M₁·P° / (w₁·(P° − P))

m = molalidade (mol de soluto por kg de solvente), w₂ = massa do soluto em g, w₁ = massa do solvente em g, M = molaridade em mol/L, V em L, T em K e R = 0,08206 L·atm mol⁻¹ K⁻¹ (ou 0,08314 L·bar mol⁻¹ K⁻¹). ΔT tem o mesmo valor em K e em °C.

Fator de van 't Hoff i

dissociação (1 unidade → n íons): i = 1 + α(n − 1) associação (n moléculas → 1 unidade): i = 1 − α(1 − 1/n)
Solutoi ideal
Glicose, sacarose, ureia (não eletrólitos)1
NaCl, KCl, KNO₃, MgSO₄2
CaCl₂, Na₂SO₄, K₂SO₄, Ba(NO₃)₂3
AlCl₃, Na₃PO₄, K₃[Fe(CN)₆]4
K₄[Fe(CN)₆], Al₂(SO₄)₃5
Ácido acético ou benzoico totalmente dimerizado em benzeno0.5

Eletrólitos reais dão valores de i um pouco menores por causa do pareamento iônico (NaCl 0,1 m tem i ≈ 1,87). Questões de prova costumam supor o valor ideal, a menos que α seja dado.

Constantes dos solventes

SolventePE normal (°C)Kb (K·kg/mol)Ponto de congelamento (°C)Kf (K·kg/mol)
Água1000.51201.86
Benzeno80.12.535.55.12
Ciclo-hexano80.72.796.520
Cânfora204—179.837.7
Etanol78.41.22−114.11.99
Clorofórmio61.23.63−63.54.68
Ácido acético117.93.0716.63.9
Naftaleno2185.880.26.94

Valores típicos de livros-texto. Alguns livros usam Kf = 40 para a cânfora, 4,9 para o benzeno (NCERT) ou 20,2 para o ciclo-hexano; digite o valor do seu curso no campo K.

Exemplos resolvidos (estilo vestibular)

Ponto de congelamento da água salgada

NaCl 0,1 m em água, i = 2, Kf = 1,86 K kg mol⁻¹.

ΔTf = 2 × 1,86 × 0,1

ΔTf = 0,372 K, então congela a −0,372 °C

Ponto de ebulição de uma solução de glicose

18 g de glicose (M = 180 g/mol) em 1,0 kg de água. Kb = 0,512.

m = 0,10 mol/kg; ΔTb = 1 × 0,512 × 0,10

ΔTb = 0,0512 K, PE = 100,051 °C

Massa molar pelo ponto de congelamento (NCERT)

1,00 g de um não eletrólito em 50 g de benzeno abaixa o ponto de congelamento em 0,40 K. Kf = 5,12.

M₂ = 5,12 × 1,00 × 1000 / (0,40 × 50)

M₂ = 256 g/mol

Associação do ácido benzoico (NCERT)

2 g de ácido benzoico (M = 122) em 25 g de benzeno dão ΔTf = 1,62 K, Kf = 4,9.

M observada = 4,9 × 2 × 1000 / (25 × 1,62) = 242. i = 122/242 = 0,504. α = (1 − 0,504)/(1 − 1/2)

α = 0,99, ou seja, 99% dimerizado

Grau de dissociação

CaCl₂ 0,10 m congela a −0,50 °C. Kf = 1,86.

i = 0,50 / (1,86 × 0,10) = 2,69. α = (i − 1)/(n − 1) = 1,69/2

α = 0,84 (84% dissociado)

Massa molar de uma proteína a partir de π (NCERT)

1,26 g de proteína em 200 mL de solução, π = 2,57 × 10⁻³ bar a 300 K.

M₂ = 1,26 × 0,08314 × 300 / (2,57 × 10⁻³ × 0,200)

M₂ ≈ 6,1 × 10⁴ g/mol

Abaixamento relativo da pressão de vapor (NCERT)

0,5 g de um sólido não volátil em 39,0 g de benzeno (M = 78) abaixa P de 0,850 para 0,845 bar.

Forma diluída: (0,850 − 0,845)/0,850 = (0,5/M₂)/(39/78)

M₂ = 170 g/mol (169 g/mol com a forma exata)

Soluções isotônicas

O sangue tem π ≈ 7,65 atm a 37 °C. Qual molaridade de NaCl é isotônica (i = 2)?

M = 7,65 / (2 × 0,08206 × 310,15)

M ≈ 0,150 mol/L (cerca de 0,9% m/v)

Unidades e erros comuns

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Perguntas frequentes

O que são propriedades coligativas?

São propriedades que dependem do número de partículas de soluto, e não da natureza delas: abaixamento da pressão de vapor, elevação do ponto de ebulição, abaixamento do ponto de congelamento e pressão osmótica.

Como calcular o abaixamento do ponto de congelamento?

ΔTf = i·Kf·m. Para NaCl 0,1 m em água, i = 2 e Kf = 1,86 K kg/mol, então ΔTf = 0,372 K e a solução congela a −0,372 °C.

Como encontrar a massa molar pelo abaixamento do ponto de congelamento?

M₂ = i·Kf·w₂·1000 / (ΔTf·w₁), com massas em gramas. 1,00 g de soluto em 50 g de benzeno com ΔTf = 0,40 K dá M₂ = 5,12 × 1,00 × 1000 / (0,40 × 50) = 256 g/mol.

O que é o fator de van 't Hoff?

É o número de partículas que cada unidade de fórmula gera em solução. Valores ideais: glicose 1, NaCl 2, CaCl₂ 3. Para dissociação parcial, i = 1 + α(n − 1); para associação em n-meros, i = 1 − α(1 − 1/n).

Por que o fator de van 't Hoff do ácido acético em benzeno é cerca de 0,5?

O ácido acético forma dímeros por ligações de hidrogênio em solventes apolares, então duas moléculas atuam como uma só partícula. A dimerização completa dá i = 0,5 e uma massa molar aparente igual ao dobro do valor real.

Como calcular a pressão osmótica?

π = iMRT. Glicose 0,10 M a 25 °C dá π = 1 × 0,10 × 0,08206 × 298,15 = 2,45 atm. A pressão osmótica é o melhor método para moléculas grandes, como proteínas, porque π é fácil de medir mesmo em concentrações muito baixas.

Qual propriedade coligativa é melhor para encontrar a massa molar de um polímero?

A pressão osmótica. Uma proteína de massa molar 60 000 g/mol a cerca de 6 g/L abaixa o ponto de congelamento em apenas cerca de 2 × 10⁻⁴ K, mas gera π de cerca de 2,5 mbar, fácil de medir à temperatura ambiente.

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