Questões de Crioscopia (Abaixamento do Ponto de Congelamento)
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20/20/10fáceis/médias/difíceis
Ensino Médio · 2º anonível
QuímicaCrioscopia (Abaixamento do Ponto de Congelamento)
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Questão 1Fácil
O gráfico de barras mostra o ponto de congelamento da água pura e de duas soluções aquosas de mesma molalidade (0,5 mol/kg): uma de NaCl (i = 2) e outra de CaCl₂ (i = 3). Considerando Kc da água = 1,86 °C·kg/mol, qual solução apresenta o menor ponto de congelamento?
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Gabarito: A) A solução de CaCl₂, pois seu fator de Van't Hoff (i = 3) é maior
ΔTc(NaCl) = 1,86 · 0,5 · 2 = 1,86 °C → Tc = -1,86 °C. ΔTc(CaCl₂) = 1,86 · 0,5 · 3 = 2,79 °C → Tc = -2,79 °C. Como o CaCl₂ libera mais partículas (íons) por fórmula dissolvida, seu fator de Van't Hoff é maior e, para a mesma molalidade, o abaixamento do ponto de congelamento é maior, resultando em temperatura de congelamento mais baixa.
Questão 2Fácil
Em regiões de inverno rigoroso, é comum espalhar sal de cozinha (NaCl) sobre estradas cobertas de gelo. Do ponto de vista da crioscopia, essa prática funciona porque o sal:
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Gabarito: A) dissolve-se na água formada e abaixa o ponto de congelamento da mistura, permitindo que ela permaneça líquida mesmo abaixo de 0 °C
O NaCl dissolvido na fina camada de água líquida sobre o gelo abaixa o ponto de congelamento dessa mistura (efeito coligativo, ΔTc = Kc·W·i). Assim, a temperatura na qual a água volta a congelar fica abaixo de 0 °C, e o gelo tende a derreter mesmo em temperaturas negativas moderadas.
Questão 3Fácil
A água do mar contém diversos sais dissolvidos, enquanto a água doce de um lago é praticamente livre de solutos. Comparando as duas, é correto afirmar que:
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Gabarito: A) a água do mar congela a uma temperatura mais baixa do que a água doce, devido ao efeito crioscópico dos sais dissolvidos
Os sais dissolvidos na água do mar (principalmente NaCl e outros eletrólitos) provocam abaixamento crioscópico (ΔTc = Kc·W·i, com i > 1 para eletrólitos). Por isso, a água do mar congela em temperatura inferior a 0 °C (tipicamente próxima de -1,9 °C), enquanto a água doce, praticamente sem soluto, congela perto de 0 °C.
Questão 4Fácil
Uma solução aquosa de NaCl (i = 2) tem molalidade W = 1,5 mol/kg. Considerando Kc da água = 1,86 °C·kg/mol, qual é o valor de ΔTc dessa solução?
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Gabarito: A) 5,58 °C
ΔTc = Kc · W · i = 1,86 · 1,5 · 2 = 5,58 °C.
Questão 5Fácil
Qual é o valor aproximado do fator de Van't Hoff (i) para o cloreto de sódio (NaCl) em solução aquosa diluída, considerando dissociação completa em íons?
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Gabarito: A) 2
O NaCl se dissocia completamente em água segundo NaCl → Na⁺ + Cl⁻, produzindo 2 partículas (íons) para cada fórmula unitária dissolvida. Portanto, i ≈ 2 para soluções diluídas de NaCl, o que faz o efeito crioscópico ser o dobro do esperado para um soluto molecular (i = 1) de mesma molalidade.
Questão 6Médio
O gráfico de barras mostra o ponto de congelamento de soluções aquosas de NaCl (i = 2, Kc = 1,86 °C·kg/mol) em diferentes molalidades: 0, 0,25, 0,50 e 0,75 mol/kg. Falta uma das barras no gráfico. Qual é o valor correto do ponto de congelamento da solução de molalidade 0,75 mol/kg?
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Gabarito: A) -2,79 °C
ΔTc = Kc · W · i = 1,86 · 0,75 · 2 = 2,79 °C. Logo, Tc = 0 − 2,79 = -2,79 °C, completando a sequência de forma coerente com os demais pontos do gráfico (0 °C; -0,93 °C; -1,86 °C).
Dissolvem-se 9 g de um soluto molecular não volátil (i = 1) em 500 g de água (Kc = 1,86 °C·kg/mol). O ponto de congelamento da solução resultante é -0,56 °C. Qual é a massa molar aproximada desse soluto?
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Gabarito: A) 60 g/mol
ΔTc = 0,56 °C. W = ΔTc / (Kc · i) = 0,56 / (1,86 · 1) ≈ 0,30 mol/kg. n = W · kg de solvente = 0,30 · 0,5 = 0,15 mol. Massa molar M = massa / n = 9 / 0,15 = 60 g/mol (compatível com a ureia, CO(NH₂)₂).
Questão 9Médio
Deseja-se abaixar o ponto de congelamento de 2 kg de água em 3,72 °C, usando NaCl (massa molar 58,5 g/mol, i = 2, Kc da água = 1,86 °C·kg/mol). Qual massa de NaCl deve ser dissolvida?
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Gabarito: A) 117 g
W = ΔTc / (Kc · i) = 3,72 / (1,86 · 2) = 1,0 mol/kg. n = W · kg = 1,0 · 2 = 2,0 mol. massa = n · M = 2,0 · 58,5 = 117 g.
Questão 10Médio
Dissolve-se naftaleno (soluto molecular, i = 1) em benzeno líquido, na molalidade de 1,0 mol/kg. Observa-se experimentalmente um abaixamento do ponto de congelamento ΔTc = 5,12 °C. Qual é o valor da constante crioscópica molal (Kc) do benzeno, segundo esses dados?
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Gabarito: A) 5,12 °C·kg/mol
Kc = ΔTc / (W · i) = 5,12 / (1,0 · 1) = 5,12 °C·kg/mol. Esse valor corresponde à constante crioscópica real do benzeno, bem maior do que a da água (1,86 °C·kg/mol), o que mostra que Kc é uma propriedade característica de cada solvente.
Questão 11Difícil
O gráfico mostra a curva de resfriamento do fluido de um radiador contendo 5 kg de água, que precisa permanecer líquido até -9,3 °C. Usando etilenoglicol (soluto molecular, massa molar 62 g/mol, i = 1, Kc da água = 1,86 °C·kg/mol), qual massa de etilenoglicol deve ser dissolvida para que o patamar de congelamento coincida exatamente com o mostrado no gráfico?
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Gabarito: A) 1550 g
ΔTc = 9,3 °C. W = ΔTc / (Kc · i) = 9,3 / (1,86 · 1) = 5,0 mol/kg. n = W · kg de água = 5,0 · 5 = 25,0 mol. massa = n · M = 25,0 · 62 = 1550 g (1,55 kg), que é exatamente a massa necessária para que o patamar de congelamento atinja -9,3 °C, como mostrado no gráfico.
Questão 12Difícil
O gráfico de barras mostra o ponto de congelamento previsto para quatro soluções aquosas de solutos moleculares não voláteis (i = 1, Kc da água = 1,86 °C·kg/mol). A solução do soluto Y foi preparada dissolvendo-se 90 g dele em 1 kg de água, resultando no ponto de congelamento de -0,93 °C mostrado no gráfico. Qual é a massa molar aproximada do soluto Y?
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Gabarito: A) 180 g/mol
ΔTc = 0,93 °C. W = ΔTc / (Kc · i) = 0,93 / (1,86 · 1) = 0,5 mol/kg. Como o solvente é 1 kg, n = 0,5 mol. Massa molar M = massa / n = 90 / 0,5 = 180 g/mol, compatível com a glicose (C₆H₁₂O₆).
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