O que é ebulioscopia?
A ebulioscopia é uma das propriedades coligativas das soluções que estuda o aumento da temperatura de ebulição de um solvente quando um soluto não volátil é adicionado a ele.
Quando uma substância é dissolvida em um líquido, ocorre uma diminuição da pressão de vapor do solvente. Como consequência, é necessário fornecer mais energia na forma de calor para que a solução entre em ebulição.
Por isso, uma solução possui uma temperatura de ebulição maior que a do solvente puro.
Como funciona a ebulioscopia?
A ebulição acontece quando a pressão de vapor do líquido se iguala à pressão atmosférica.
Ao adicionar um soluto não volátil ao solvente, as partículas do soluto dificultam a saída das moléculas do solvente para o estado gasoso.
Isso provoca uma redução da pressão de vapor e faz com que seja necessário aumentar a temperatura para que a ebulição ocorra.
Exemplo:
- Água pura entra em ebulição a aproximadamente 100 °C ao nível do mar.
- Uma solução de água com sal apresenta uma temperatura de ebulição superior a 100 °C.
Esse aumento da temperatura de ebulição é chamado de elevação ebulioscópica.
Fórmula da ebulioscopia
A variação da temperatura de ebulição pode ser calculada pela fórmula:
ΔTe = Ke · W · i
Onde:
- ΔTe = aumento da temperatura de ebulição (elevação ebulioscópica);
- Ke = constante ebulioscópica do solvente;
- W = molalidade da solução (mol de soluto/kg de solvente);
- i = fator de Van’t Hoff.
A temperatura de ebulição da solução pode ser encontrada por:
Te = T°e + ΔTe
Onde:
- Te = temperatura de ebulição da solução;
- T°e = temperatura de ebulição do solvente puro;
- ΔTe = aumento da temperatura de ebulição.
Fator de Van’t Hoff na ebulioscopia
O fator de Van’t Hoff (i) representa a quantidade de partículas formadas quando um soluto se dissolve.
Para substâncias moleculares que não sofrem ionização:
- Glicose (C₆H₁₂O₆) → i = 1
Para substâncias iônicas:
- NaCl → Na⁺ + Cl⁻ → i = 2
- CaCl₂ → Ca²⁺ + 2Cl⁻ → i = 3
Quanto maior o número de partículas presentes na solução, maior será a elevação ebulioscópica.
Fatores que influenciam a ebulioscopia
A elevação da temperatura de ebulição depende principalmente da quantidade de partículas dissolvidas.
Quantidade de soluto
Quanto maior a concentração de partículas de soluto, maior será o aumento da temperatura de ebulição.
Assim:
Maior quantidade de partículas → maior elevação ebulioscópica
Tipo de soluto
Solutos que formam mais partículas após a dissolução provocam maior efeito ebulioscópico.
Por exemplo:
- 1 mol de glicose produz 1 mol de partículas;
- 1 mol de NaCl produz aproximadamente 2 mols de partículas.
Exemplos de ebulioscopia no cotidiano
Cozinhar alimentos com sal
Ao adicionar sal à água, ocorre aumento da temperatura de ebulição da solução.
Por isso, a água salgada precisa atingir uma temperatura um pouco maior para ferver.
Líquidos de radiadores de carros
O etilenoglicol, presente em fluidos de radiadores, aumenta a temperatura de ebulição da água.
Isso evita que o líquido de refrigeração ferva facilmente em altas temperaturas.
Preparação de alimentos
A presença de sais e outras substâncias dissolvidas em alimentos pode alterar a temperatura de ebulição durante processos de cozimento.
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Ebulioscopia e propriedades coligativas
A ebulioscopia faz parte das quatro principais propriedades coligativas das soluções:
- Tonoscopia: diminuição da pressão de vapor do solvente;
- Ebulioscopia: aumento da temperatura de ebulição;
- Crioscopia: diminuição da temperatura de congelamento;
- Osmometria: estudo da pressão osmótica.
As propriedades coligativas dependem principalmente da quantidade de partículas dissolvidas no solvente, e não da natureza química do soluto.
Diferença entre ebulioscopia e crioscopia
A principal diferença entre esses dois fenômenos está na mudança de temperatura observada:
- Ebulioscopia: aumenta a temperatura de ebulição da solução.
- Crioscopia: diminui a temperatura de congelamento da solução.
Ambas ocorrem devido à presença de partículas de soluto que alteram as propriedades físicas do solvente.
Resumo sobre ebulioscopia
A ebulioscopia é a propriedade coligativa responsável pelo aumento da temperatura de ebulição de uma solução em comparação ao solvente puro.
Esse fenômeno ocorre porque a presença de um soluto não volátil reduz a pressão de vapor do solvente, exigindo maior aquecimento para ocorrer a ebulição.
A fórmula da elevação ebulioscópica é:
ΔTe = Ke · W · i
A ebulioscopia possui aplicações importantes no cotidiano, como no cozimento de alimentos e no funcionamento de sistemas de refrigeração de veículos.