Question

Um estudante de Química, a fim de gelar mais rapidamente as bebidas para uma festa, utilizou o conceito de uma propriedade coligativa. Sobre o efeito causado pelo soluto sobre a temperatura de congelamento da água, analise os itens a seguir:I. A temperatura de congelamento da água seria mais baixa se o soluto escolhido fosse o 1 mol NaCℓ, em vez de 1 mol glicose.II. Para acelerar o resfriamento da bebida, o 1 mol CaCl2 é um soluto mais adequado do que 1 mol de NaCℓ.III. 1 mol de sacarose (C12H22O12) causaria um efeito mais rápido de resfriamento das bebidas do que 1 mol de glicose (C6H12O6).Qual(is) da(s) opção(ões) você considera mais correta(s) para causar um abaixamento na temperatura de congelamento da água?(A)Apenas a I.(B)Apenas a II.(C)Apenas a I e a III.(D)Apenas a I e a II.(E)Apenas a II e a III.

Answer 1

A equação para o calculo criométrico é dada por:
ΔT =Kc.W.i

Onde Kc é a constante criométrica, W é a molalidade da solução e i é o fator de van't Hoff e que para solutos não iônicos vale 1 e para solutos iônicos o valor é maior que 1 (dependendo do grau de dissociação/ionização).
Sendo ainda que:
i=1+ α.(q-1) 
Onde α é a fração de dissociação/ionização
q= número de partículas quando dissociado/ionizado

A molalidade é calculada por:
$W=\frac{n(soluto)}{m(solvente)}$

Então termos para calculo criométrico:
ΔT = $\frac{Kc.n(soluto).i}{m(solvente)}$

Com base nisso, analisamos as alternativas:

I. A temperatura de congelamento da água seria mais baixa se o soluto escolhido fosse o 1 mol NaCℓ, em vez de 1 mol glicose.
CORRETA. Analisando a fórmula, Kc é uma constante e depende do solvente e não do soluto, assim como a massa de solvente.
A quantidade de soluto é igual(1mol), então a única diferença está em que o NaCl é iônico então terá "i" maior que 1 (será 2 se totalmente dissolvido, pois libera dois íons por molécula) e a glicose que não é um soluto iônico.
Então pela fórmula, "i" esta multiplicando, logo quanto maior o "i", maior a variação de temperatura. Então de fato, o NaCl proporcionará uma variação de temperatura maior, ou seja abaixará mais a temperatura de congelamento da água em relação à água pura.

II. Para acelerar o resfriamento da bebida, o 1 mol CaCl2 é um soluto mais adequado do que 1 mol de NaCℓ.
CORRETA. Neste caso os dois solutos são iônicos, MAS, o CaCl2 terá um "i" maior, proporcionando uma variação de temperatura de congelamento maior.
Pois, considerando que os dois sejam totalmente dissociados na água (α=1), teremos:         [i=1+α.(q-1)]
NaCl ---> Na+ + Cl-   (libera 2 íons  -->   q=2)
CaCl2 -->  Ca+2  + 2Cl-  (libera 3 íons --> q=3)
i(NaCl)=1+1.(2-1)=1+1=2
i(CaCl2)=1+1.(3-1)=1+2=3

III. 1 mol de sacarose (C12H22O12) causaria um efeito mais rápido de resfriamento das bebidas do que 1 mol de glicose (C6H12O6).
ERRADO. Como temos exatamente 1mol de cada e os dois são compostos não iônicos (i=1), teremos exatamente a mesma molalidade para os dois. Logo, a variação de temperatura de congelamento será igual.
Se fosse mesma quantidade de massa (e não de mol), dai levaríamos em conta a massa molecular das dois, sendo que a que tivesse menor massa molecular, daria um maior número de mols e consequentemente maior variação de temperatura.

Alternativa correta: Letra D.

Espero ter ajudado =)