Questão 07 - Identifique a seguinte afirmação como verdadeira ou falsa: O ponto de ebulição de uma solução preparada pela dissolução de um soluto não volátil em um solvente volátil é menor que o ponto de ebulição do solvente puro.
(a) Verdadeiro.
(b) Falso
(a) Verdadeiro.
(b) Falso
Passo 1
O enunciado pede para identificar se a afirmação a seguir é verdadeira ou falsa:
“Ao dissolver um soluto não volátil em um solvente volátil, o ponto de ebulição da solução é menor que o ponto de ebulição do solvente puro.”
Informações relevantes (dadas implicitamente pelo enunciado):
- O soluto é não volátil (ou seja, não contribui para a pressão de vapor).
- O solvente é volátil (tem pressão de vapor e ponto de ebulição bem definidos).
- Deve-se comparar o ponto de ebulição da solução com o do solvente puro.
Passo 2
O que é ponto de ebulição? Vou explicar de um jeito prático: o ponto de ebulição de um líquido é a temperatura em que a pressão de vapor do líquido se iguala à pressão externa (normalmente pressão atmosférica). Em símbolos, se
é a pressão externa, a temperatura de ebulição
satisfaz
Aqui
é a pressão de vapor do solvente à temperatura
.
Passo 3
Agora, como a presença de um soluto não volátil afeta a pressão de vapor do solvente? A lei de Raoult (para soluções ideais) diz que a pressão de vapor do solvente acima da solução é menor do que a pressão de vapor do solvente puro na mesma temperatura. Em fórmulas:
onde
-
é a pressão de vapor do solvente sobre a solução, -
é a fração molar do solvente na solução (uma quantidade entre e ), -
é a pressão de vapor do solvente puro à mesma temperatura.
Como foi colocado um soluto não volátil, a fração molar do solvente satisfaz
, logo
. Em palavras: a solução tem pressionamento de vapor do solvente reduzido em relação ao solvente puro à mesma temperatura.
Passo 4
Ligando isso ao ponto de ebulição: para que a solução entre em ebulição à mesma pressão externa
, é preciso aumentar a temperatura até que a pressão de vapor da solução atinja
. Mas como, a uma dada temperatura, a pressão de vapor da solução é menor que a do solvente puro, é necessário uma temperatura maior para que a pressão da solução alcance
. Portanto a temperatura de ebulição da solução é maior que a do solvente puro. Esse efeito chama-se elevação do ponto de ebulição.
Passo 5
Existe uma fórmula prática, usada em provas, que quantifica essa elevação:
onde
-
é a elevação do ponto de ebulição (ou seja, ), -
é a constante ebuliométrica (ou constante crioscópica inversa para ebulição) do solvente, dependente do solvente, -
é a molalidade da solução, definida como mols de soluto por quilograma de solvente.
Importante:
é sempre positivo para um soluto não volátil dissolvido em um solvente volátil — é por isso que dizemos “elevação” do ponto de ebulição.
Passo 6
Um exemplo numérico simples para fixar a ideia (sem precisar de calculadora complicada): água tem aproximadamente
. Se preparar uma solução com molalidade
(isto é,
mol de soluto por
kg de água), a elevação será
Logo o ponto de ebulição da solução seria aproximadamente
(assumindo pressão atmosférica), ou seja, maior que
do solvente puro. Isso ilustra na prática que o ponto sobe — não desce.
Passo 7
Conclusão lógica e direta: a afirmação do enunciado diz que o ponto de ebulição da solução é menor que o do solvente puro. Pelo explicado acima (Raoult, redução da pressão de vapor, necessidade de temperatura maior para atingir a pressão externa, fórmula de elevação), isso é contrário ao comportamento físico real. Portanto a afirmação é falsa.
Resposta
(b) Falso.