Ebuliometria

INSTITUTO DE QUÍMICA – UFG 1
Físico-Química Experimental
Ebuliometria
Introdução
As propriedades físicas podem depender do tamanho da amostra, como massa e volume e
serem extensivas, ou podem ser independentes desse tamanho, como densidade e concentração, e
serem intensivas. Uma terceira categoria, conhecida como propriedades coligativas, pode ser
aplicada somente às soluções. Nesse caso, essa propriedade depende da razão entre o número de
partículas do soluto e do solvente na solução, não da identidade do soluto.
Como exemplo, considere o que acontece à pressão de vapor do solvente quanto um soluto
é adicionado para formar uma solução. Vamos definir Po como a pressão de vapor do líquido puro
(solvente) e P a pressão de vapor do solvente após a adição do soluto.
Quando a temperatura de um líquido está abaixo do seu ponto de ebulição, podemos
assumir que apenas as moléculas que estão próximas à superfície do líquido são as que podem
escapar do líquido para formar o gás.
Figura 1. Ocupação da interface do
líquido pelas moléculas do soluto (azul)
Quando um soluto é adicionado ao solvente,
algumas moléculas do soluto ocupam os espaços
próximos à superfície do líquido, conforme ilustrado na
Figura 1. Quando o soluto é dissolvido no solvente, o
número de moléculas do solvente próximo à superfície
diminui e, consequentemente, a pressão de vapor do
solvente diminui. No entanto, apesar desse efeito não
alterar a velocidade com a qual as moléculas do solvente
na fase gasosa se condensam para formar o líquido, ele
diminui a velocidade com a qual as moléculas do
solvente escapam da solução quando comparada à
velocidade para o solvente puro. Como resultado, a
pressão de vapor do solvente que escapa da solução
será menor do que a pressão de vapor do solvente puro
(P < Po).
A figura 2 ilustra as consequências do fato do soluto diminuir a pressão de vapor do
solvente. A curva acentuada em vermelho contém as combinações de temperatura e pressão onde o
solvente puro e o seu vapor estão em equilíbrio. Cada ponto nessa linha descreve, portanto, a
pressão de vapor do solvente puro em uma dada temperatura. A curva acentuada em verde
descreve as propriedades de uma solução obtida pela dissolução de um soluto no solvente. Em uma
dada temperatura, a pressão de vapor do solvente que escapa da solução é menor que a pressão de
vapor do solvente puro (Psoln < Psolv). Por esse motivo, essa linha verde fica abaixo da linha vermelha.
De acordo com a Figura 2, a solução não pode entrar em ebulição na mesma temperatura do
solvente puro. Se a pressão de vapor do solvente que escapa da solução é menor do que a pressão
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de vapor do solvente puro em uma dada temperatura, a solução deve ser aquecida em uma
temperatura maior antes que entre em ebulição. Ou seja, a diminuição da pressão de vapor do
solvente que ocorre quando ele está em solução aumenta o ponto de ebulição do líquido.
Figura 2. Diagrama de fases para o solvente (vermelho) e para solução (verde)
A equação que descreve a magnitude do aumento do ponto de ebulição é
∆𝑇𝑒𝑏 = 𝑘𝑒𝑏 𝑚
onde ∆𝑇𝑒𝑏 é a elevação do ponto de ebulição, 𝑘𝑒𝑏 é uma constante de proporcionalidade
conhecida como constante de elevação do ponto de ebulição molal e 𝑚 é a molalidade da solução.
Ebuliometria envolve a medida da diminuição do ponto de ebulição causada pela presença
de álcool em bebidas alcoólicas como vinho e cachaça. Devido ao fato de que o ponto de ebulição de
uma solução também varia com a pressão atmosférica, os efeitos do etanol são avaliados em relação
ao ponto de ebulição de uma amostra referência de água destilada, determinada em condições
idênticas. A relação entre ∆𝑇(𝑇𝑒𝑏,á𝑔𝑢𝑎 − 𝑇𝑒𝑏,𝑏𝑒𝑏𝑖𝑑𝑎 ) e o teor alcoólico na amostra de bebida é
apresentada na Figura 3.
Objetivo
Determinar o teor alcoólico de bebidas usando ebuliometria.
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Figura 3. Gráfico do teor alcoólico da bebida em função da diferença de temperatura de
ebulição entre uma amostra diluída 1:1 bebida:água e uma amostra referência de água
destilada.
Procedimento Experimental
1. Determinação do ponto de ebulição da amostra de
bebida (diluição 1:1)
 Adicione 50 mL de água destilada no balão de
destilação;
 Adicione 50 mL da amostra de bebida no balão de
destilação (diluição 1:1);
 Adicione cuidadosamente a rolha com o
termômetro ao balão de destilação (Figura 4); O
bulbo do termômetro deve estar submerso cerca
de 1 cm;
 Abra, lentamente, a torneira da água de
resfriamento do condensador;
Figura 4. Aparato de destilação para
 Ligue o aquecimento no máximo;
ebuliometria.
 Monitore o aumento de temperatura; Começe
anotando a temperatura em intervalos de 15 s após a temperatura passar de 80 °C;
 A temperatura de ebulição é alcançada quando a temperatura se mantiver constante por 8
medidas consecutivas;
 Anote, então, a temperatura de ebulição da amostra de bebida diluída (𝑇𝑒𝑏,𝑏𝑒𝑏𝑖𝑑𝑎 ).
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2. Determinação do ponto de ebulição para a água destilada (referência atmosférica)
 Deixe o aparato de destilação resfriar;
 Retire o líquido do balão de destilação;
 Adicione 100 mL de água destilada ao balão de destilação;
 Determine o ponto de ebulição da água destilada da mesma forma que para a amostra de
bebida; Anote 𝑇𝑒𝑏,á𝑔𝑢𝑎 ;
3. Cálculo do teor alcoólico da bebida
 Determine a diferença nos pontos de ebulição: ∆𝑇 = 𝑇𝑒𝑏,á𝑔𝑢𝑎 − 𝑇𝑒𝑏,𝑏𝑒𝑏𝑖𝑑𝑎 ;
 Use a equação abaixo para o cálculo do teor alcoólico (%v/v)
𝑇𝑒𝑜𝑟 𝐴𝑙𝑐𝑜ó𝑙𝑖𝑐𝑜 (%v/v) = 0,435 + 1,6687∆𝑇 + 0,1234∆𝑇 2
Resultados a Apresentar



Compare os teores alcoólicos obtidos com as medidas por refratometria e ebuliometria;
Para o cálculo do teor alcoólico por refratometria use a tabela disponível no link Refractive
index of ehanol solution;
Avalie o erro padrão relativo de cada bebida em cada técnica.
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