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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.
Deixe em branco o valor que você quer encontrar.
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Preencha α ou i.
i = propriedade coligativa observada ÷ valor esperado sem dissociação = massa molar normal ÷ massa molar observada.
Fórmulas das propriedades coligativas
| Propriedade | Fórmula | Massa molar do soluto |
|---|---|---|
| Elevação do ponto de ebulição | ΔTb = i·Kb·m | M₂ = i·Kb·w₂·1000 / (ΔTb·w₁) |
| Abaixamento do ponto de congelamento | ΔTf = i·Kf·m | M₂ = i·Kf·w₂·1000 / (ΔTf·w₁) |
| Pressão osmótica | π = i·M·R·T | M₂ = i·w₂·R·T / (π·V) |
| Abaixamento relativo da pressão de vapor | (P° − P)/P° = i·n₂/(n₁ + i·n₂) ≈ i·n₂/n₁ | M₂ ≈ 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)
| Soluto | i ideal |
|---|---|
| Glicose, sacarose, ureia (não eletrólitos) | 1 |
| NaCl, KCl, KNO₃, MgSO₄ | 2 |
| CaCl₂, Na₂SO₄, K₂SO₄, Ba(NO₃)₂ | 3 |
| AlCl₃, Na₃PO₄, K₃[Fe(CN)₆] | 4 |
| K₄[Fe(CN)₆], Al₂(SO₄)₃ | 5 |
| Ácido acético ou benzoico totalmente dimerizado em benzeno | 0.5 |
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
| Solvente | PE normal (°C) | Kb (K·kg/mol) | Ponto de congelamento (°C) | Kf (K·kg/mol) |
|---|---|---|---|---|
| Água | 100 | 0.512 | 0 | 1.86 |
| Benzeno | 80.1 | 2.53 | 5.5 | 5.12 |
| Ciclo-hexano | 80.7 | 2.79 | 6.5 | 20 |
| Cânfora | 204 | — | 179.8 | 37.7 |
| Etanol | 78.4 | 1.22 | −114.1 | 1.99 |
| Clorofórmio | 61.2 | 3.63 | −63.5 | 4.68 |
| Ácido acético | 117.9 | 3.07 | 16.6 | 3.9 |
| Naftaleno | 218 | 5.8 | 80.2 | 6.94 |
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
- A molalidade usa kg de solvente, não litros de solução. 18 g de glicose em 500 g de água dão 0,20 m.
- A pressão osmótica usa molaridade (mol por litro de solução), não molalidade.
- Esquecer o i. Eletrólitos geram mais partículas. CaCl₂ 0,1 m abaixa o ponto de congelamento cerca de três vezes mais que glicose 0,1 m.
- R deve corresponder à unidade de pressão. Use 0,08206 L·atm, 0,08314 L·bar ou 8,314 L·kPa mol⁻¹ K⁻¹.
- Temperatura em kelvin para π. O próprio ΔT é igual em K e em °C.
- Massa molar anormal. A dissociação deixa a massa molar observada baixa demais (i maior que 1). A associação a deixa alta demais (i menor que 1).
- Apenas soluto não volátil. A fórmula da pressão de vapor supõe que o soluto não evapora.
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Abrir o editor MolDrawPerguntas 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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