Estudos Avançados em Propriedades Coligativas

Fator de Van't Hoff è i=1+a(q-1)

01.   Calcular o fator de Van't Hoff do sulfato de sódio (Na₂SO₄), sabendo que o seu grau de ionização é de 90%.
Dado: Na₂SO₄ è 2Na⁺ + 1SO₄^-2    R: 2,8

02.   Calcular o fator de Van't Hoff do sulfato de alumínio - Al₂(SO₄)₃ , sabendo que o seu grau de ionização é de 75%.
Dado: Al₂(SO₄)₃ è 2Al⁺³ + 3SO₄^-2    R:4

03.   O H₃PO₄ apresenta grau de ionização igual a  27%. Calcule o fator de Van't Hoff.
Dado: H₃PO₄ è 3H⁺ + 1PO₄^-3   R: 1,81

04.   Determine o fator de Van’t Hoff para o NaCl (a=98%).
Dado: NaCl è Na⁺ + Cl^-   R:1,98

05.   Os fatores de Van’t Hoff para duas soluções, uma de KCl e outra de Na₂SO₄, são, respectivamente, 1,9 e 2,8. Qual é a razão entre os graus de dissociação aparentes desses sais nas duas soluções? R:1

Relações entre os efeitos coligativos verificados numa solução

1-Elevação da temperatura de ebulição e abaixamento relativo da pressão máxima de vapor:

A elevação da temperatura de ebulição de uma solução é diretamente proporcional ao abaixamento relativo da pressão máxima de vapor da mesma solução. Isso significa que quanto maior é a elevação da temperatura de ebulição, maior é o abaixamento relativo da pressão máxima de vapor

2-Abaixamento da temperatura de congelamento e abaixamento relativo da pressão máxima de vapor:

O abaixamento da temperatura de congelamento de uma solução é diretamente proporcional ao abaixamento relativo da pressão máxima de vapor da mesma solução.

3-Elevação da temperatura de ebulição e abaixamento da temperatura de congelamento:

A elevação da temperatura de ebulição de uma solução é diretamente proporcional ao abaixamento da temperatura de congelamento da mesma solução.

06.   Uma solução aquosa apresenta, num volume de 300 ml, 4g de NaOH e 1,17g de NaCl. Admitindo os solutos 100% dissociados, calcule a pressão osmótica dessa solução a 27^OC.

07.   Determine a temperatura de ebulição, sob pressão normal, de uma solução que contém 2,00g de NaOH (a=100%) e 1,42g de Na₂SO₄ (a=98%) dissolvidos em 800g de água.
Dado: Ke=0,52^OC/molal. R=100,08ºC

08.   Uma solução contendo 3,20g de K₃Fe(CN)₆ em 90g de água apresenta um efeito tonoscópico de 0,005. Determine o grau de dissociação do sal nessa solução.
Dado: K₃Fe(CN)₆ è 3K⁺ + Fe(CN)₆^-3  R: 50%

09.   Determine o abaixamento da temperatura de congelação de uma solução 0,05 molal de um sal de estrutura CA, que se encontra 100% dissociado. Dado: Kc=1,86^OC/molal  R=0,186^OC

10.   Qual a temperatura de congelamento sob pressão normal, de uma solução que apresenta 9,0g de glicose (M=180) e 6,84g de sacarose (M=342) dissolvidos em 1 kg de água?
Dado: Kc=1,86^OC/molal  R=-0,13^OC

11.   Determinar a mínima temperatura possível de início de congelamento de uma solução aquosa contendo 18,0g de glicose (M=180) e 9,50g de MgCl₂ (cloreto de magnésio) (M=95), totalmente dissociado, em 500g de água. Dado: Kc=1,86^OC  R=-1,488^OC

12.   Uma solução contém 0,01 mol de sacarose (M=342) e 0,02 mol de sulfato de sódio – Na₂SO₄ dissolvidos em 372g de água. Sabendo que essa solução congela a –0,34^OC, descubra o grau de dissociação do sulfato de sódio nessa solução.
Dado: Kc=1,86^OC/molal.  R=95%

13.   Se uma solução aquosa de um soluto não-dissociável congela a  -1,30^OC,  qual será a sua temperatura de ebulição?
Dados: Kc=1,86^O C/molal e Ke=0,.52^O C/molal.          R:100,36

14.   Foi preparada uma solução pela adição de 1,0 grama de hemoglobina em  água suficiente para produzir 0,10 litro de solução. Sabendo que a pressão osmótica dessa solução é 2,75mmHg, a 20^O C, calcule a massa molar da hemoglobina. R: 6,7x10⁴

15.   Uma solução aquosa de sulfato de sódio (Na₂SO₄) com 90% de dissociação, apresenta pressão osmótica igual a 12 atm e temperatura de 27^O C. Qual a molaridade da solução?
Dado: Na₂SO₄ è 2Na⁺ + 1SO₄^-2  R: 0,174

16.   Isolou uma proteína de uma amostra de soro sangüíneo. Uma dispersão coloidal de 685mg da referida proteína, em água suficiente para formar 10,0 ml de solução, tem uma pressão osmótica de 0,28 atm a 7^O C. Considerando a proteína como sendo um composto covalente típico, qual a sua massa molecular? R:5,6x10³

17.   Duas soluções, I e II, tem respectivamente a seguinte composição: 17,8g de antraceno (M=178) em 100ml de benzeno(M=78) e 6,4g de naftaleno (M=128) em 100 ml de benzeno. Determine a relação entre a pressão de vapor pI e pII dessas soluções, à mesma temperatura. R: pI=0,5pII

18.   A pressão de vapor de uma solução aquosa não-eletrolítica, contendo 15g de um soluto em 135g de água, é 750mmHg, a 100^O C. Calcule a massa molar do soluto, considerando que a pressão de vapor da água a 100^O C é 760mmHg. R: 152

19.   Uma massa igual a 64,0g de uma substância Y, dissolvida em 520g de benzeno - C₆H₆  dá origem a uma solução cuja pressão de vapor é igual a 79,2 mmHg numa dada temperatura. Calcule a massa molar de X, sabendo que a pressão de vapor do benzeno é igual a 88,0 mmHg na mesma temperatura. R: 96

20.   Calcule a pressão de vapor a 80^O C de uma solução contendo 11,7g de cloreto de sódio em 360g de água. Admita um grau de dissociação igual a 100% para o NaCl e considere a pressão máxima de vapor da água a 80^O C igual a 355,1 mmHg.
Dado: NaCl è 1Na⁺¹ + 1Cl^-1 R: 348,07mmHg.

21.   São dissolvidos 86,84g de sacarose (C₁₂H₂₂O₁₁) em água. Qual o número de partículas dispersas na solução formada? R: 1,204x10²²

22.   Uma solução é preparada dissolvendo-se 102,6g de sacarose (M=342) em água. Calcule o número de partículas dispersas nessa solução. R: 1,8x10²³

23.   Qual a concentração molar que uma solução aquosa de glicose (M=180) deve ter, em relação à água, para apresentar a mesma pressão osmótica que  uma solução 0,15M de NaCl (a=100%)? R: 0,3M

24.   Quantas partículas se encontram dispersas numa solução que contém 90g de glicose (C₆H₁₂O₆) dissolvidas em água? R: 3,01x10²³

25.   Calcule o número de partículas dispersas na solução que contém 6g de uréia (CON₂H₄) dissolvidas em água. R: 6,02x10²²

26.   São dadas duas soluções aquosas a 50^O C, feitas respectivamente com 62,4g de BaCl₂ com a=80% e 56,2g de Na₃Fe(CN)₆ com a=50%, ambas com 540g de água. Qual dessas soluções apresentará maior pressão de vapor? Qual delas terá maior ponto de ebulição ao nível do mar, considerando que a pressão de vapor da água a 50^O C é 92,51 mmHg. R: O Na₃Fe(CN)₆  tem maior pressão de vapor. O BaCl₂ tem maior ponto de ebulição.

27.   Sob pressão de 760mmHg, uma dada solução aquosa molecular, contendo 9g de uma substância X dissolvida em 400g de água, entra em ebulição a 100,26^O C. Qual a massa molar da substância X?
Dado: Ke=0,52^O C/molal.  R:45

28.   Uma solução de 0,564g de naftaleno - C₁₀H₈ em 48,2g de éter etílico ferve, à pressão atmosférica, numa temperatura 0,196^O C acima da temperatura de ebulição do éter etílico puro, sob mesma pressão. Qual a constante ebulioscópica molal do éter etílico? R: 2,144^O C.

29.   Considerando que o a do nitrato de prata - AgNO₃ é 60%, determine o fator de Van't Hoff. R:1,6

30.   Em 40g de um certo solvente, cuja constante ebuliométrica é igual a 5^O C/molal, foram dissolvidos 2,67g de um composto molecular, provocando um aumento de 1,25^O C na temperatura de ebulição do solvente. Calcule a massa molecular do soluto e a molalidade da solução. R: 267 e 0,25 molal.

31.   O a do sulfato de alumínio - Al₂(SO₄)₃ em uma solução aquosa 0,75 molal é de 65%. Qual a temperatura de ebulição desta solução eletrolítica sob pressão de 760mmHg?
Dado: Ke=0,52^O C/molal  R:101,4^O C

32.   Dissolvem-se 18,9g de HNO₃ em água. Descobrir o número de partículas dispersas nessa solução, sabendo que o grau de ionização do ácido nítrico é de 92%. R: 3,46x10²³

33.   Considere uma solução que contém 32,8g de ácido sulfuroso - H₂SO₃ em água. Sabendo que o grau de ionização do referido ácido é de 30%, calcule o número de partículas dispersas nessa solução. R: 3,9x10²³.

34.   Sabendo que o grau de ionização do NaOH é de 91%, determine o número de partículas dispersas numa solução que contém 8g de NaOH dissolvidos em água. R:2,3x10²³           

35.   Faz-se a determinação prática da fórmula molecular do enxofre utilizando-se 20 g de naftaleno. C₈H₁₀,  cujo ponto de fusão é 80ºC. Com a adição de 4 g de enxofre verifica-se uma variação de 5,40ºC na temperatura de solidificação do naftaleno, Conhecendo kc = 6,90^O C/molal, calcule a fórmula molecular do enxofre. R:S₈

36.   Calcule o grau de ionização do sulfato de alumínio - Al₂(SO₄)₃ , sabendo que uma solução preparada pela dissolução  de 17,52g desse sal em água apresenta 9,632x10²². R: 53%

37.   Duas soluções aquosas, uma de glicose e outra de sacarose, contém a mesma massa, em gramas, de soluto por litro de solução, Sabendo que a glicose possui massa molecular 180 e a sacarose, 342, compare os valores dos pontos de solidificação dessas duas soluções com o da água pura. Qual das duas soluções apresentará o menor ponto de solidificação? R: glicose

38.   No preparo de uma solução são dissolvidos 6g de uréia (CON₂H₄) em 300g de água, a 20^OC. Calcular a pressão de vapor da água nessa solução, sabendo que a pressão de vapor da água pura, a 20^OC, é de 23,5 mmHg. R:23,359mmHg

39.   Considerando uma solução aquosa 0,05 molal de um soluto não-eletrolítico e não-volátil, calcule o efeito tonoscópico e o ebulioscópico, sendo que o Ke é 0,52^O C/molal. R:0,0009; 0,026

40.   Uma solução foi preparada dissolvendo-se 7,2g de glicose em 360g de água. Calcule a pressão de vapor dessa solução, a 20^OC, sabendo que nessa temperatura a pressão de vapor da água é de 19,8mmHg.
R: 19,76mmHg

41.   São dissolvidos x gramas de um soluto não-eletrolítico e não-volátil em 200g de água. Sabendo que o efeito tonoscópico provocado é de 0,05 e que a massa molecular desse soluto é 54, determine o valor de x.
R:30g 

42.   Duas soluções aquosas de KOH e NH₄OH, de mesma molalidade, são submetidas a um esfriamento. Em qual das soluções a temperatura de início de congelamento da água é mais baixa? Por quê?  R: KOH ( base forte (>a))

43.   Qual o grau de ionização de uma solução aquosa de NaCl cuja concentração é de 80g/1000g (80g de soluto por 1000g de solvente) e que ferve a 101,35^OC?
Dados: Ke=0,52^OC/molal  R:89.8%

44.   Uma solução de glicose se congela a –0,56^OC. Qual é a temperatura de congelação de uma solução, de mesma molalidade, de cloreto de cálcio – CaCl₂, suposto totalmente dissociado? R: -1,68^OC

45.   Uma solução de 16g de CaBr₂ em 800g de água eleva de 0,13^OC o ponto de ebulição dessa solução. Qual o grau de dissociação do brometo de cálcio?
Dado: Ke=0,52^OC/molal  R=75%

46.   Qual será o abaixamento máximo da temperatura de congelação de uma solução aquosa 0,03 molal de Cr₂(SO₄)₃, supondo total dissociação?
Dado: Kc=1,86^OC/molal  R: 0,279^O C

47.   Verifique se existe isotonia entre uma solução aquosa de NaCl 0,1M, à temperatura de 27^OC, e uma solução aquosa de sacarose 0,2M, à mesma temperatura.

Cancelamos Ta e Tb pois as duas soluções estão à mesma temperatura. Quantos aos fatores de Van’t Hoff: na primeira solução (a), como não foi dado o valor de a, podemos supor o NaCl totalmente dissociado (a=100%) e a segunda solução – solução molecular (i=1). Isso prova que as duas soluções são isotônicas.

48.   Uma solução aquosa 0,28M de glicose é isotônica a uma solução aquosa 0,10M de um cloreto de metal alcalino-terroso, na mesma temperatura. Calcular o grau de dissociação aparente do sal. R=0,9 ou 90%

49.   Uma solução aquosa de cloreto de sódio, na qual se admite o sal totalmente dissociado, ferve à temperatura de 101,3^OC ao nível do mar. Qual o ponto de congelamento da solução?
Dados: Ke=0,52^OC/mol  Kc=1,86^OC/molal R=-4,65^OC

50.   Em uma solução aquosa, o grau de ionização do H₂SO₄ é 85%. Calcule o fator de Van’t Hoff. R=2,7

51.   Calcule a pressão de vapor a 30^O C de uma solução de cloreto de sódio, contendo 10g de NaCl e 250,0g de água. Admita o cloreto de sódio completamente dissociado (pressão máxima de vapor de água a 30^O C = 31,8 mmHg.) R=31,02 mmHg.

52.   Calcular a pressão osmótica, a 27^O C, de uma solução que contém, dissolvidos em 100ml, 0,9g de glicose (M=180) e 3,42g de sacarose (M=342). R: 3,69 atm.

53.   A temperatura de ebulição de uma solução que contém 20g de um soluto não-eletrolítico e não-volátil dissolvidos em 520g de água é de 100,25^O C. Calcule a massa molecular dessa solução, considerando que o Ke seja 0,52^OC/molal. R: 80

54.   Dadas as soluções aquosas:

a)Qual delas entrará em ebulição sob uma temperatura maior?

b)coloque-as em ordem crescente, de acordo com suas temperaturas de congelação.

c)Em qual delas a pressão osmótica será maior?

a)       a solução IV terá efeitos coligativos mais intensos. Por exemplo, maior ponto de ebulição;

b)       Quanto maior o produto Mr.i, mais intenso será o efeito crioscópico, ou seja, menor o ponto de congelação da solução. Portanto, a ordem crescente das temperaturas de congelação é: IV<III=II<I;

c)       Quanto maior o produto Mr.i, maior será a pressão osmótica. Portanto, a solução IV terá a maior pressão osmótica.

***Pode-se concluir que soluções com o mesmo produto Mr.i  possuirão efeitos coligativos de mesma intensidade. Assim, as soluções II e III tem a mesma pressão de vapor, fervem e congelam na mesma temperatura e possuem a mesma pressão osmótica (soluções isotônicas).

55.   Em que temperatura ferve uma solução que contém 1,28g de naftaleno - C₁₀H₈  dissolvidos em 100g de benzeno, dado que o benzeno puro ferve a 80^OC e que sua  constante ebulioscópica é de 2,6^O C/molal.R:80,26^OC

56.   São dissolvidos 20g de uréia em 400g de água. Sabendo que a constante crioscópica da água é de 1,86^O C/molal, calcular a temperatura de congelamento dessa solução. R: -1,55^O C.

57.   Calcule a temperatura de congelamento de uma solução que contém 10,26g de sacarose dissolvidos em 500g de água. R:-0,11^O C

58.   Determine a massa de glicose que deve ser dissolvida em 1860g de água, de modo que a temperatura de congelamento da solução formada seja de -1^OC. Dado: Kc= 1,86^O C/molal.  R:180g

59.   São dissolvidos 64g de naftaleno - C₁₀H₈ em 2000g de benzeno. A solução formada congela-se a 4,5^O C. Sabendo que a constante crioscópica do benzeno é de 5,12^O C/molal, calcule a temperatura de congelamento do benzeno puro. R:5,78^O C

60.   São dissolvidos 30g de uréia em x gramas de água e a solução formada congela-se a -1,5^O C. Descubra o valor de x.
Dado: Kc=1,86. R:620g

61.   Determinar a pressão osmótica, a 27^O C, de uma solução aquosa que, num volume de 2 litros, contém 12g de uréia. R: 2,46 atm.

62.   Uma solução que contém 90g de glicose num volume de 4,1 litros, a 27^O C, é isotônica a uma solução que contém 12g de uréia também a 27^O C. calcular o volume da solução de uréia. R: 1,64 L.

63.   Calcule a pressão osmótica, a 27^O C, de uma solução que contém 3,42g de sacarose dissolvidos numa quantidade suficiente de água para 0,6L de solução. R: 0,41

64.   Nos países que costumam ter um inverno rigoroso, adicionam-se anticongelantes à água do radiador dos automóveis para impedir que a expansão de volume que acompanha o congelamento da água rompa os alvéolos do radiador. Do ponto de vista crioscópico, seriam ótimos anticongelantes sais como MgCl₂ , ou CaCl₂,, que em soluções aquosas a 30% em massa congelam em torno de -50ºC. Essas soluções no entanto são inconvenientes, porque corroem o motor. Alternativamente, empregam-se como solutos etanol, glicerina ou etilenoglicol, e se obtêm soluções que congelam entre-10 e-25ºC. Calcule a massa de glicerina, C₃H₈O₃ , que deve ser adicionada por quilo de água para que a solução só comece a solidificar a -10ºC.
Dado: kc = 1,86^OC/molal.  R@ 494,6 g

65.   A respeito do exercício anterior, calcule a massa de CaCl₂, com a = 100% que seria necessário adicionar,  por quilo de água, para que a solução comece a se solidificar a -20ºC.
R:398 g

66.   Determine a massa de uréia que deve ser dissolvida em água para obtermos 8L de solução que, a 27^O C, apresente pressão osmótica de 1,23 atm.
R:24g

67.   São dissolvidos 36g de glicose em água. Calcule o volume da solução formada, sabendo que, a 47^O C, sua pressão osmótica é de 1,64 atm.
R:32L

68.   O efeito crioscópico é aplicado na produção de misturas refrigerantes, Na indústria de sorvetes, por exemplo, emprega-se salmoura, uma solução saturada de NaCl, para manter a água líquida abaixo de OºC. Calcule a massa de NaCl com a = 100% que deve ser adicionada por quilograma de H,O para que a mesma só comece a solidificar a -12ºC.
Dado: kc = 1,86ºC/molal.   R@ 188,7

69.   São dissolvidos 18g de glicose numa quantidade suficiente de água para 8,2L de solução. Essa solução, a 27^O C, é isotônica a uma solução de uréia cujo volume é de 6L. Calcule a massa de uréia.
R:4,4g

70.   Prepara-se , em água, uma solução que apresenta 12%, em massa , de uréia. Calcule a temperatura de congelamento dessa solução, sabendo que o Kc é 1,86^O C/molal.
R:-4,23

71.   Considere uma solução aquosa 0,35 molal de um soluto não-eletrolítico e não-volátil. Determine o efeito crioscópico, sabendo que o Kc da água é 1,86^O C/molal.
R:0,651

72.   Calcule a pressão osmótica, a 27^O C, de uma solução 0,15M de glicose - C₆H₁₂O₆.
R: 3,69

73.   A pressão osmótica de uma solução aquosa de uréia, a 27^O C, é de 6,15 atm. Determine a concentração molar dessa solução.
R:0,25

74.   Uma solução não-eletrolítica apresenta, a 28^O C, uma pressão osmótica de 0,82 atm. Calcule o volume dessa solução que contém 10²⁰ partículas de soluto.
R:0,005L.

75.   A pressão de vapor do éter dietílico - C₄H₁₀O, a 20^O C, é igual a 440mmHg, Dissolvem-se 23,35g de anilina - C₆H₇N, em 129,5 de éter dietílico. Calcule a pressão de vapor desta solução, a 20^O C.
R: 385mmHg,

76.   Uma injeção endovenosa deve ser isotônica em relação ao sangue para não lisar os glóbulos vermelhos. Se o sangue possui pressão osmótica igual a 7,65 atm a 37^O C, calcule a massa de glicose (M=180) que deve ser utilizada para preparar 10ml de uma injeção endovenosa.
R: 0,54g

77.   Utilizando os dados do exercício anterior, calcule a massa de cloreto de sódio (NaCl) com a=100% necessária para preparar um litro de soro fisiológico injetável (solução aquosa de NaCl).
R: 8,8g

78.   Com 20,86g de As₂S₃ prepara-se uma um litro de solução coloidal dessa substância. O sistema obtido apresenta pressão osmótica igual a 7,6mmHg a 27^O C. Qual o número de moléculas de As₂S₃ que constituem a micela do colóide obtido?
R:208

79.   Soluções isotônicas são aquelas que possuem a mesma pressão osmótica. O sangue humano tem pressão osmótica igual a 7,8 atm, a 37^O C. Qual deverá ser a concentração molar de um soro glicosado para ser isotônico do sangue.
R=0,3M

80.   Observe as substâncias e suas concentrações: NaCl (0,3M); glicose (0,3M); uréia (0,9M); sacarose (0,01M) e glicose (0,033M). À mesma temperatura, qual a solução acima que apresenta a mesma pressão osmótica que uma solução de BaCl₂, cujo grau de dissociação é 100%.
R: glicose 0,3M

81.   Calcule a pressão osmótica de 12,0 g de um polímero de massa molar 12000g que, adicionados à água, originaram 100ml de solução a 27^OC.
R: 0,25

82.   Um químico precisa descobrir se uma amostra de açúcar puro consiste em glicose (M=180) ou sacarose (M=342). Para tanto, dissolveu 8,55g da amostra em 50g de água e verificou que a solução iniciava a ebulição a 100,26^O C. Qual era o açúcar da amostra?
Dado: Ke=0,52^OC/molal  R=Sacarose.

83.   O enxofre coloidal apresenta micelas formadas pela reunião de um número elevado de moléculas S₈. Preparam-se 100ml de um sistema que contém 10,4065g de enxofre disperso em água. A pressão osmótica a 27^O C de um tal sistema coloidal é igual a 0,0100 atm. Pede-se o número de unidades S₈ que formam a micela do colóide.
R:1000

84.   Qual deverá ser a concentração molar de uma solução de cloreto de cálcio – CaCl₂ (a=100%) tal que seja isotônica de uma solução 0,9M de NaCl (a=100%) na mesma temperatura?

85.   No que se refere a efeitos coligativos, a água do mar se comporta com uma solução 0,6M de NaCl, com fator de Van’t Hoff igual a 2. Determine a pressão osmótica do mar, a 25^O C.
R=29 atm

86.   O soro fisiológico é uma solução aquosa de NaCl com 0,92% em massa de sal e densidade 1,0g/ml. Admita que esse soro seja isotônico de nossas lágrimas a 37^OC. Qual a pressão osmótica da solução  que constitui uma lágrima humana?
R:8,0 atm

87.   Uma solução aquosa 0,1M de nitrato de bário – Ba(NO₃)₂ (a=100%) terá efeitos coligativos iguais aos de uma solução aquosa de uréia com qual concentração molar?
R: 0,3M

88.   A 25^OC, uma solução 1,2M de KCl (a=100%) terá efeitos coligativos iguais aos de uma solução de CaCl₂ (a=100%) com que concentração?
R:0,8M

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