Categoria: Físico-química

Nesta aula, de número 24, o professor inicia com considerações sobre a osmose e com uma dedução da equação que representa a pressão osmótica.
Também dois exemplos são utilizados para dar uma dimensão dos valores presentes em medidas de pressão osmótica.
Numa segunda parte da aula, inicia com observações sobre a termodinâmica estatística, e em como é importante o conhecimento do objeto de estudo de uma forma macro e microscópica.

Aula em inglês.

Quando uma mistura de dois líquidos A e B observam um comportamento ideal, podemos dizer que obedecerão a Lei de Raoult. E por esta lei podemos verificar que a pressão parcial de vapor de cada componente é proporcional à sua fração molar no líquido. Ou seja
P_A=P^o_A.x_A
e
P_B=P^o_B.x_B
nas quais, P^o_B significa a pressão de vapor de B quando puro (normalmente em 25 ^oC), e P^o_A a pressão de vapor de A quando puro.

E então a pressão total de vapor será a soma destas duas pressões parciais.
P = P_A + P_A = P^o_B + (P^o_A – P^o_B).x_A
; lembrando que x_A + x_B = 1

Misturas binárias que apresentam este comportamento ideal não são muito comuns, e para isto ocorrer as duas substâncias devem ser semelhantes, tais como apresentar uma estrutura molecular muito semelhante uma da outra, diferindo pouco em comportamento físico-químico. Como por exemplo em misturas, benzeno e tolueno; clorobenzeno e bromobenzeno; hexano e heptano; etc.

Soluções que apresentam um desvio desta idealidade, podem ter um desvio positivo ou negativo em relação à Lei de Raoult. Em um desvio positivo, a pressão parcial de A e B são maiores do que o esperado em um sistema ideal. Disto percebe-se que a interação entre as moléculas de A (A – A) e de B (B – B) são maiores do que as interações A com B (A – B). E mutatis mutandis para um desvio negativo da Lei de Raoult.

Na demonstração presente no Wolfram Demonstration Project vemos uma representação com aproximações qualitativas destes comportamentos. Ou seja, não existe um rigor matemático absoluto, e servem ilustração didática para entendermos este comportamento.
Nesta demonstração a curva em azul representa a pressão parcial de A, e a curva em vermelho a pressão parcial de B. A curva em preto mostra a pressão total deste sistema. Já as representadas em tracejadas demonstram os comportamentos idealizados.

Mesmo em sistemas não-ideais vemos que o comportamento da pressão parcial da A fica próximo ao da Lei de Raoult quando x_A ~ 1. E vice-versa para o B.
E também para um sistema diluído, temos que este aproxima-se da Lei de Henry, cujas equações terão as relações lineares de, P_A~K_A.x_A para x_A ~0 , e P_B~K_B.x_B para x_B ~0.
Nestas o K_B, e K_A são chamados de constantes da Lei de Henry e dependem tanto da natureza do soluto quanto da do solvente.
E tais dados podem ser visualizados selecionando a opção ´show Henry´s law´.

Acesse a demonstração pelo link
https://demonstrations.wolfram.com/VaporPressuresOfBinarySolutions/

Quando um fio de cobre é colocado em uma solução de nitrato de prata teremos como resultado um depósito de prata sobre este fio de cobre.
Seguindo a reação:
Cu_(s) + 2AgNO₃ –> Cu(NO₃)₂ + 2Ag_(s)
E nesta temos um par redox.

Esta aparência rugosa ocorre devido aos inúmeros centros de crescimento e aglomeração da prata metálica sobre o fio de cobre.

Veja outras informações, e como repetir este experimento em
http://fap.if.usp.br/~lumini/f_bativ/f2expco/nitrato_sh.htm

Experimento visto do topo.

Imagens em licença Creative Commons, via jaimittilo.

Com contribuição de Dison Franco.

O óxido de deutério, que é também chamado de água pesada ou água deuterada, é uma molécula que contém dois átomos de deutério e um de oxigênio (D2O), em uma forma muito semelhante à da água (H2O).
Na água pesada o deutério é um isótopo do hidrogênio, e possui um nêutron e um próton em seu núcleo. Sendo que o hidrogênio contém um núcleo com apenas um próton. E os dois apresentam um elétron.
Este nêutron nêutron a mais no deutério resulta em um diferença no comportamento das moléculas de água pesada, se comparadas à água ´comum´.

Para uma comparação entre D2O e H2O, a equipe do Periodic Videos fez gelo com a água pesada e a água normal, e verificou se o gelo feito com água pesada flutuaria ou não em água comum.

Veja o resultado desta experiência e mais informações no vídeo abaixo.

(com legendas em português.)

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.

Inicia com considerações sobre Lei de Raoult e Lei de Henry, e os desvios positivos e negativos em relação à Lei de Raoult. Partindo então para a existência dos azeótropos.
Sobre as propriedades coligativas o professor cita as existentes e alguns exemplos delas, demonstrando as equações utilizadas em algumas.

Aula 23 (áudio inglês, com Closed Caption em inglês)

Anotações da aula em PDF.

A aula inicia com considerações sobre a regra da alavanca, repassando um assunto abordado na aula anterior deste curso (MIT 5.60).
Na sequência o professor inicia com equações que representam o potencial químico em uma mistura binária de soluções ideais, ressaltando a interpretação da entalpia e entropia para estes casos.
De posse da interpretação da idealidade ele parte para explicar como ocorrem os desvios em sistemas não-ideais.
As leis de Raoult e Henry são utilizadas para explicar os desvios visualizados em um diagrama de pressão versus composição (em mistura binária).

Aula 22
(em inglês)

Anotações da aula (em PDF)
http://ocw.mit.edu/courses/chemistry/5-60-thermodynamics-kinetics-spring-2008/lecture-notes/5_60_lecture22.pdf
(as anotações está com alguns erros que são corrigidos durante a aula (no vídeo))

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.