Ebulioscopia (Ebuliometria)

5 min de leituraQuímica

1. O que é a Ebulioscopia?

A ebulioscopia é uma propriedade coligativa que trata do aumento da Temperatura de Ebulição (Te) quando adicionamos um soluto não volátil a um solvente.

É a ebulioscopia que explica o fato da água com sal demorar mais tempo para ferver do que a água pura, pois ela terá uma maior temperatura de ebulição.

2. Interpretando o Aumento da Te (Relação com a PMV)

Para entender por que isso acontece, vamos relembrar o que é a ebulição.

Um líquido ferve quando sua Pressão Máxima de Vapor (PMV) se iguala à pressão externa (que geralmente é a pressão atmosférica).

Quando adicionamos um soluto à água, fica mais difícil para as moléculas passarem para o estado gasoso e, consequentemente, a PMV diminui.

Com uma PMV mais baixa, fica mais difícil de alcançar a pressão externa do sistema.

Sendo assim, precisaremos aumentar a temperatura do sistema, pois isso agitará as moléculas e farão com que elas consigam virar vapor.

Precisando de uma temperatura maior para que a PMV da solução atinja a pressão atmosférica, a temperatura de ebulição da solução se torna maior.

💡 Moral da história: Quanto mais partículas dissolvidas, mais a PMV diminui e, consequentemente, mais a Te aumenta.

3. Interpretação Gráfica da Ebuliometria e da Tonometria

Essas duas propriedades coligativas andam juntas.

Você verá que as outras são meio nada a ver entre si, mas sobre essas duas, é impossível pensar em uma e não pensar na outra.

Portanto, minha recomendação é que você comece a pensar nelas como se realmente fossem uma só.

Se formos analisar um gráfico de pressão máxima de vapor x temperatura, podemos perceber a atuação dos dois efeitos juntos.

Considerando:

Pext = pressão externa, constante
$P_2$ e $T_2$ = PMV e a temperatura de ebulição do soluto puro, respectivamente
P e T = PMV e a temperatura de ebulição da solução, respectivamente

Você consegue visualizar que a adição do soluto faz com que a solução precise de uma temperatura T maior que a T2 para alcançar a pressão externa constante.

Da mesma forma, imaginando uma linha vertical constante passando por $T_2$, podemos perceber que a PMV da solução, "P", está menor que a $P_2$,

comprovando que, naquela temperatura, ela não é suficiente para alcançar a Pext e causar a ebulição.

4. Experimentos e Aplicações Práticas da Ebulioscopia

Os exemplos são muito parecidos com os da tonoscopia.

📌 Radiador do carro:

No radiador, adicionamos um líquido anticongelante que aumenta a temperatura de ebulição da água, impedindo o superaquecimento do motor.

📌 Cozimento em diferentes altitudes:

Em locais de altitude elevada, a pressão atmosférica é menor, o que faz com que a água ferva a temperaturas mais baixas.

Isso pode atrapalhar o cozimento de alimentos, pois eles não atingem temperaturas tão altas.

Para resolver isso, podemos adicionar sal à água para elevar a temperatura de ebulição.

Um exemplo prático disso é cozinhar feijão com sal.

A adição do sal aumenta a temperatura de ebulição da água, permitindo que o feijão cozinhe mais rapidamente.

OBSERVAÇÃO: Demorar mais para ferver x Cozinhar mais rápido

I. Se eu adiciono sal na água, ela demora mais para ferver.

II. Se eu adiciono sal na água, ela cozinha mais rápido.

Qual das duas afirmações está certa?

As duas!!! Ela demora mais para ferver porque eu estou aumentando a TE.

Consequentemente, ela cozinha mais rápido o alimento, pois a água estará cozinhando a uma temperatura maior.

Não confunda as informações, elas não são contraditórias, elas na verdade falam a mesma coisa!

(Sugestão de recurso visual: Comparativo mostrando o cozimento da água ao nível do mar, em uma montanha e em uma panela de pressão.)

5. Aspecto Quantitativo da Ebulioscopia

Lembrando que a parte quantitativa praticamente não é cobrada em provas, mas vamos lá.

ΔTe = Ke . ɯ . i

Onde:

Ke = constante ebuliométrica, que vale 0,52 K/molal para a água!!! ;

ɯ = molalidade;

i = fator de Van’t Hoff.

6. Exercícios Resolvidos

Ao adicionar NaCl (não volátil) em água pura, essa adição elevou a temperatura de ebulição da água em 2 °C à pressão de 1 atm.

A pressão de vapor da solução após a adição do NaCl é de quanto?

📝 Resolução:

O primeiro passo é anotar o que temos de dados:

ΔTe = 2
$P_2$ = 1 atm (pressão máxima de vapor da água pura)
i = 2 (considerando que a dissociação do NaCl seja completa, formando 2 íons)
Ke = 0,52 (é a água)
Kt = 18/1000 (é a água)
P = ? (pressão máxima de vapor da solução após o acréscimo de NaCl)

Precisaremos utilizar a fórmula da ebulioscopia e a fórmula da tonoscopia.

Usando a fórmula da Ebulioscopia:

ΔTe = Ke . ɯ . i → 2 = 0,52 . ɯ . 2 → ɯ = $\frac{1}{0.52} = \frac{100}{52} $

Usando a fórmula da Tonoscopia:

$ \frac{\Delta P}{P_2} $ = Kt . ɯ . i → $ \frac{P_2 - P}{P_2}$ = $(\frac{18}{1000}) \cdot (\frac{100}{52}) $ . 2

→ $ (1 - P_1) = (\frac{9}{10}) $ . $(\frac{1}{26})$ . 2 → 1 – P = $ \frac{9}{10 \cdot 13} $

→ 1 – P = 0,07 → P = 1 – 0,07 → P = 0,93 atm

Bizu para Propriedades Coligativas

Lembre sempre, esse bizu é Pra VOCÊ (P VOCE)

Por enquanto:

↑P ↓V ↑ O ↓ C ↑ E

O “P” é de partículas, o “V” é de volatilidade, o “E” é de ebulioscopia.

Portanto, o aumento de partículas reduz a volatilidade e aumenta a temperatura de ebulição da solução.