Pressão Osmótica

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Teoria

A pressão osmótica é a pressão externa aplicada para impedir a osmose!

O que é Osmose?

A osmose é a passagem de um solvente de um meio menos concentrado, para um meio mais concentrado, através de uma membrana semipermeável. Esse processo ocorre até que se atinja o equilíbrio.

Ou seja, para a osmose acontecer, temos que ter duas soluções de diferentes concentrações em contato, através de uma membrana semipermeável, como mostra a figura abaixo:

Osmose
Osmose

Como podemos ver na imagem acima, a água é o solvente e o lado direito do recipiente tem mais moléculas de soluto, ou seja, mais concentrado. Para que as concentrações se tornem iguais dos dois lados, começa a surgir um fluxo de água pela membrana semipermeável até que o equilíbrio seja estabelecido.

-Beleza, mas se a gente não quiser que as concentrações fiquem iguais?!

É ai que entra a pressão osmótica!

O que é Pressão osmótica?

A pressão osmótica é a pressão necessária para impedir a osmose!

Se quisermos deter o fluxo de solvente da solução menos concentrada para a mais concentrada, precisamos adicionar uma pressão externa, que é a pressão osmótica. Ela pode ser calculada a partir da equação de van’t Hoff:

Onde:

  • é a pressão osmótica em pascal ;
  • é a constante dos gases ideais, igual a ;
  • é a temperatura do solvente em Kelvin ;
  • é a concentração do soluto em .

Exemplo de Pressão Osmótica: O Caso das Células

A pressão osmótica é sem dúvida a propriedade coligativa mais importante pra a manutenção da vida! Vou te explicar como:

As hemácias, que são células vermelhas do sangue responsáveis por carregar oxigênio para os tecidos, precisam estar num meio isotônico para funcionar corretamente! Isso é: em um meio onde a concentração de soluto dentro da célula é igual à concentração fora dela.

Se o meio for muito concentrado (hipertônico), a água sai de dentro da célula, para tentar igualar as concentrações, e a célula murcha. É como se a célula pensasse: tenho muito solvente em mim, e tá faltando solvente lá fora. Daí ela manda tudo pro meio e fica murcha!

Já se o meio for muito diluído (hipotônico), a água entra na célula e pode a inchar até que a parede celular se rompa! A água entra pela mesma razão, mas dessa vez é o meio que acha que tem muita água nele e que ele precisa mandar essa água pra célula.

Se liga nessa ilustração dos meios hipertônico, isotônico e hipotônico:

Pressão osmótica das células
Pressão osmótica das células

Osmose e Pressão Osmótica: Vídeo Aula

Ficou com alguma dúvida?!

Então se liga nesse vídeo super completo sobre a Pressão Osmótica, que o Responde Aí preparou pra você!

Agora vamos praticar com exercícios?

O que é Pressão osmótica?

Exemplo de Pressão Osmótica: O Caso das Células

Osmose e Pressão Osmótica: Vídeo Aula

Exercícios Resolvidos

Exercício Resolvido #1

Uma solução aquosa diluída de um composto orgânico solúvel em água é preparada pela dissolução de 2,35g do composto em água para formar 0,250L de solução. A solução resultante tem pressão osmótica de 0,605atm à 25 o C . Supondo que o composto orgânico é um não-eletrólito, qual sua massa molar?

Passo 1

Vamos lembrar a equação de van’t Hoff:

π = i R T C s o l u t o

Onde i   é o fator de van’t Hoff, T a temperatura e R a constante universal dos gases.

Como o soluto não é um eletrólito, consideramos i = 1 !

Substituindo os valores...

0,605 a t m = 1   x   0.082 a t m . L m o l . K   x   298   K   x   C s o l u t o

C s o l u t o = 0,0248 m o l L

Passo 2

Sabemos que a solução foi feita com uma concentração mássica de 2,35g/250 ml.

Em 1L de solução, portanto, vamos ter 2,35   x   4 = 9,4 g .

Sabemos também que a concentração molar é 0,0248 mol/L, ou seja:

0,0248   m o l - 9,4   g

1   m o l - M M

M M = 379 g

Resposta

A massa molar do composto é 379g.

Exercício Resolvido #2

Os compartimentos A, B e C são iguais e separados por uma membrana semipermeável ao solvente. Em um dos compartimentos colocou-se água destilada e nos outros, igual volume de soluções de cloreto de sódio (sistema I). Após algum tempo os volumes iniciais se modificaram como ilustrado no sistema II. Use estas informações e outras que forem necessárias para julgar os itens.

(1) A alteração de volumes se deve à osmose.

(2) A concentração inicial das soluções é a mesma.

(3) A água destilada foi colocada no compartimento B.

(4) A pressão osmótica em A é maior que em C.

(5) As soluções tem a mesma pressão de vapor, a uma dada temperatura.

Passo 1

(1) Verdadeira! A diferença de concentração entre a água destilada e as soluções de cloreto de sódio fez com que a água passasse para as soluções, na tentativa de igualar as concentrações. O nome desse processo é osmose.

Passo 2

(2) Falsa. Se a concentração inicial das soluções fosse a mesma, não haveria passagem de água para os compartimentos A e C.

Passo 3

(3) Verdadeiro! O solvente passa por osmose sempre do menos concentrado para o mais concentrado. Como a água destilada é, obviamente, a solução menos concentrada em NaCl das 3, a água sai do compartimento B para os outros, com soluções mais concentradas.

Passo 4

(4) Falso! Como no sistema II o volume de água em C é maior do que em A, podemos perceber que a concentração de soluto em C é maior do que em A (já que mais água passou pela membrana para tentar igualar a concentração em C). Se a gente lembrar da equação de van’t Hoff, π = i R T C s o l u t o , podemos ver que ↑ C s o l u t o ,   ↑ π . Assim, π C > π A .

Passo 5

(5) Falso também! Já vimos que a adição de partículas não voláteis à uma solução diminui a pressão de vapor do solvente. Assim, o compartimento com maior concentração de NaCl vai ter a menor pressão de vapor (o C), e o compartimento B, que só tem água destilada, vai ter a maior pressão de vapor!

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

Exercício Resolvido #3

A água do mar contém 3,4g de sais para cada litro de solução. Supondo que o soluto consiste unicamente de NaCl (é mais do que 90%), calcule a pressão osmótica da água do mar a 20 o C . (considere i = 2 ).

Passo 1

A concentração mássica de NaCl é 3,4g/l. Para a equação de van’t Hoff precisamos da concentração molar!

π = i R T C s o l u t o

Onde i é o fator de van’t Hoff e R a constante universal dos gases.

3,4   g   d e   N a C l / l   x   1   m o l 58,5 g = 0,058   m o l / l

π = 2   x   0,082 a t m . l m o l . K   x   293   K   x   0,058 m o l l = 2,787   a t m

Resposta

2,787 atm

Exercício Resolvido #4

Quando 0,10 g de insulina se dissolve em 0,2L de água, a pressão osmótica é 2,3 Torr em 20 o C . Qual a massa molar da insulina?

Passo 1

Usando a equação de van’t Hoff:

π = i R T C s o l u t o

Como a insulina é um composto molecular, i = 1 . Para acharmos a concentração em mol/l, vamos passar a pressão para atm:

2,3   T o r r   x 0,0013   a t m 1   T o r r = 2,99   x   10 - 3 a t m  

π = 1   x   0,082 a t m . l m o l . K   x   293   K   x   C s o l u t o = 2,99   x   10 - 3 a t m

C s o l u t o = 1,2445   x   10 - 4   m o l / l

Passo 2

A concentração em massa da insulina é 0,10g em 0,2L, ou seja, 0,5g/L.

Sabemos que a concentração em mol é 1,2445   x   10 - 4   m o l / l ...

Logo:

0,5 g - 1,2445   x   10 - 4   m o l

x   g - 1   m o l                                                

x = 4017 g

Resposta

4017g/mol.

Exercício Resolvido #5

Calcule a pressão osmótica, em 20 o C , de cada uma das seguintes soluções. Suponha dissociação completa dos solutos iônicos.

a) 3   x   10 - 3 M de C 6 H 12 O 6 (aq);

b) 2   x   10 - 3 M de C a C l 2 (aq);

c) 0,010 M de K 2 S O 4 (aq).

Passo 1

a) A glicose é um composto molecular, então podemos só aplicar a equação de van’t Hoff:

π = i R T C s o l u t o

π = 1   x   0,082   a t m . l m o l .   K   x   293   K   x   0,003   m o l / l

π = 0,072   a t m

Passo 2

b) Quando a gente supõe a dissociação completa dos solutos iônicos, isso quer dizer que cada mol de sal que a gente usa forma um mol de cada tipo de íon que ele libera! Por exemplo, 1 mol de C a C l 2 vai liberar 1 mol de C a + 2 e 2 mol de C l - . O fator de van’t Hoff vai ser, portanto, 3, já que vou ter que multiplicar a concentração de sal por 3 para calcular a pressão osmótica.

π = i R T C s o l u t o

π = 3   x   0,082   a t m . l m o l .   K   x   293   K   x   0,002 m o l l

π = 0,144   a t m

Passo 3

c) O K 2 S O 4 se dissocia em:

K 2 S O 4 → 2 K + + S O 4 - 2

Ou seja, para cada mol de sal temos 3 mols de íons! O fator de van’t Hoff também vai ser 3!

π = i R T C s o l u t o

π = 3   x   0,082   a t m . l m o l .   K   x   293   K   x   0,0 1 m o l l

π = 0,72   a t m

Resposta

a) 0,072 atm

b) 0,144 atm

c) 0,72 atm

Exercício Resolvido #6

Uma solução 0,020 M de C 6 H 12 O 6 ( a q ) (glicose) é separada de uma solução 0,050 M de C O N H 2 2 ( a q ) (ureia) por uma membrana semipermeável, em 25 o C .

a) Que solução tem a pressão osmótica mais alta?

b) Que solução se torna mais diluída com a passagem de moléculas de H 2 O pela membrana?

Passo 1

a) Como ambas as soluções são moleculares e estão na mesma temperatura, o diferencial entre elas é a concentração de soluto! Pela equação de van’t Hoff, π = i R T C s o l u t o , podemos ver que quanto maior a C s o l u t o ,   maior a pressão osmótica. Então a solução de ureia tem uma pressão osmótica mais alta do que a de glicose.

Passo 2

b) A água sai da solução menos concentrada (a de glicose) para a mais concentrada, de ureia. Assim, a solução de ureia, por ser a mais concentrada, vai receber o solvente e se tornar mais diluida.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

Exercício Resolvido #7

Encontra-se que a pressão osmótica de uma solução aquosa, 0,010 mol/L de C a C l 2 é 0,674 atm a 25 o C .

a) Calcule o fator de van’t Hoff i   para a solução.

b) Como você espera que o valor de i varie à medida que a solução torne-se mais concentrada? Justifique sua resposta.

Passo 1

a) Pela equação de van’t Hoff:

π = i R T C s o l u t o

π = 0,674   a t m = i   x   0,082 a t m . l m o l . K   x   298   K   x   0,01 m o l l

i = 2,758

Passo 2

b) Quando a solução vai ficando mais concentrada, a tendência é que i se aproxime à 3.

Isso porque o sal se dissocia em:

C a C l 2 → C a + 2 + 2 C l -

Ou seja, para cada mol de sal são formados 3 mols de íons... quando a solução vai ficando mais concentrada, a gente se aproxima mais da dissociação total, onde podemos considerar i = 3 .

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

Exercício Resolvido #8

Quando ganhamos flores, se quisermos que elas durem mais tempo, devemos mergulhá-las dentro da água e cortar, em seguida, a ponta de sua haste. Esse procedimento é feito com o objetivo de garantir a continuidade da condução da seiva bruta. Tal fenômeno ocorre graças à diferença de osmolaridade entre a planta e o meio onde ela está, que são, respectivamente:

a) hipotônica e isotônico.

b) isotônica e hipotônico.

c) hipertônica e isotônico.

d) hipotônica e hipertônico.

e) hipertônica e hipotônico.

Passo 1

Para resolver nessa questão, temos que pensar que:

1. a água vai subir pelo caule

2. o sentido da osmose é sempre do menos concentrado pro mais concentrado!

Assim, se a água vai subir pelo caule, ela sai do meio menos concentrado (água) indo pro meio mais concentrado (caule). Assim a planta é o meio hipertônico e a água hipotônico.

Resposta

Letra E.

Exercício Resolvido #9

Usando de um costume popular, um jovem cobriu uma ferida com pó de café, para acelerar sua cicatrização. O efeito coligativo envolvido na retirada de líquido, que favoreceu a cicatrização, é:

a) tonométrico.

b) criométrico.

c) ebuliométrico.

d) isométrico.

e) osmótico.

Passo 1

Essa questão é só lembrar que a osmose é justamente a transferência de solvente de um meio menos concentrado para um mais concentrado! Por isso a resposta é o efeito osmótico.

Mas vamos lembrar os outros efeitos coligativos porque né, não custa nada ahahah

  • Tonoscopia: diminuição da pressão de vapor da solução pela adição de partículas não voláteis à solução.
  • Ebulioscopia: aumento do ponto de ebulição da solução pela adição de partículas não voláteis.
  • Crioscopia: diminuição do ponto de congelamento da solução pela adição de partículas não voláteis.

Resposta

Letra E.

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Calcule a pressão osmótica, em 20° C, de cada uma das seguintes soluções. Suponha dissociação completa dos solutos iônicos. (a) 3 ∙ 10 - 3 mol/L de C6H12O6 (aq). (b) 2,0 ∙ 10 - 3 mol/L de CaCl2(aq). (
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