PRESSÃO OSMÓTICA

PRESSÃO OSMÓTICA

Outra maneira de observar a diferença entre as tendências de escape no solvente e na solução está reportado no experimento abaixo. Os dois líquidos aparecem separados por uma membrana semipermeável. Essa membrana é uma barreira fina que permite a passagem de certas espécies atômicas, iônicas ou moleculares, mas de outras não.. neste caso, ela permite a passagem de moléculas do solvente em ambas as direções, mas é impermeável para partículas de soluto.. visto que a tendência de escape à esquerda é maior que aquela à direita, a velocidade de transferência de moléculas de solvente da esquerda para a direita é maior que a da direita para a esquerda. Assim, depois de algum tempo haverá uma transferência efetiva de moléculas de solvente, do solvente puro para a solução. Este processo de transfer6encia de moléculas de solvente através de uma membrana semipermeável é conhecido como osmose. Para ocorrer osmose, as concentrações das partículas de soluto devem ser diferentes nos dois líquidos. Porém este processo pode ser interrompido, empurrando um pistão com uma pressão pressão suficientemente grande apenas para compensar a diferença nas tend6encias de escape, isto é, impedir que ocorra osmose. Esta pressão é denominada pressão osmótica.

Este experimento tem por objetivo observar o processo de osmose através da membrana de um ovo.
QUESTÃO PRÉVIA
É possível introduzir ou retirar matéria de um ovo sem quebrá-lo ou perfurá-lo?
Justifique sua resposta.
TEMPO PREVISTO
4 a 5 dias.
MATERIAL E REAGENTES
· 2 béqueres de 300 mL (ou copos de vidro incolor)
· 1 colher de sopa
· 2 ovos de tamanhos iguais
· 250 mL de vinagre
· 250 g de açúcar
PROCEDIMENTO
Lave um ovo somente com água e coloque-o num béquer contendo cerca de 250 mL de vinagre. Durante 5 a 10 minutos, observe o que acontece. Ocorre alguma reação química? Anote todas as suas observações. Deixe o sistema em repouso por pelo menos um dia. Ao lado, deixe o outro ovo para comparação.
Após um dia ou mais, observe se houve alterações no sistema. Quais? Compare o tamanho do ovo mergulhado no vinagre com o do outro ovo. Com cuidado, para não romper a membrana do ovo, retire o vinagre do béquer segurando o ovo. Observe se o ovo ainda tem casca. A seguir, lave-o apenas com água, recoloque-o no béquer e adicione cerca de 250 mL da solução fria supersaturada de açúcar. Observe se ocorre alguma reação. O ovo flutua ou fica no fundo do béquer? Deixe o sistema em repouso por pelo menos mais um dia. Após esse período, retire cuidadosamente o ovo da solução de açúcar, lave-o e compare seu tamanho com o do outro ovo.
Preparo da Solução
· Solução supersaturada de açúcar - adicione 250 g de açúcar a cerca de 250 mL de água quente e continue aquecendo e mexendo até que a dissolução seja completa. A solução ficará amarelada e viscosa.
DISCUSSÃO
Na primeira parte deste experimento, após o consumo da casca do ovo na reação com o ácido, o ovo fica envolvido apenas por uma membrana. Essa membrana é semipermeável, pois permite a passagem da água de uma solução mais diluída (meio hipotônico) para uma mais concentrada (meio hipertônico): esse processo de transferência da água através da membrana semipermeável é conhecido como osmose. No caso do ovo sem casca imerso no vinagre, a água da solução (vinagre) entra no ovo porque a concentração de solutos dentro do ovo é maior do que no vinagre. No caso do ovo inchado com água, em contato com a solução de açúcar, a água sai do interior do ovo porque a concentração de solutos no ovo agora é menor do que na solução.
O processo de osmose está presente em muitos mecanismos de transporte celular, principalmente entre células vegetais e microorganismos unicelulares. No caso dos vegetais ocorre o transporte de água do solo úmido (meio hipotônico) para o interior da raiz (meio hipertônico). No caso de microorganismos unicelulares, geralmente com concentrações de solutos bem maiores que o meio externo (água doce), ocorre transporte contínuo de água para o seu interior; para não estourar, o microorganismo precisa bombear para fora o excesso de água. O contrário ocorre em microorganismos unicelulares de água salgada, havendo gasto de energia para repor a perda de água para o meio exterior mais concentrado, impedindo que o microorganismo murche.
OBSERVAÇÕES
1 - A casca do ovo é formada, em grande parte, de carbonato de cálcio (CaCO3). Quando se coloca o ovo em contato com o vinagre, observa-se a evolução de gás carbônico devido à seguinte reação:
2H+(aq) + CaCO3(s) ® CO2(g) + H2O(l) + Ca+2(aq)
2 - Um fenômeno físico que também pode ser observado no início do experimento, é a flutuação do ovo com casca, associada à formação de uma camada de bolhas na superfície. Ocorre que a densidade do conjunto ovo/camada de bolhas é menor que a densidade só do ovo. A este fenômeno dá-se o nome de empuxo.

APRESENTAÇÃO DAS EXPERIÊNCIAS

Abaixamento do ponto de congelação

Esta experiência tem por objetivo verificar o abaixamento do ponto de solidificação da água quando em solução.

QUESTÃO PRÉVIA

Água pura e água com sal solidificam à mesma temperatura? Justifique.

TEMPO PREVISTO

Aproximadamente 20 minutos.

MATERIAIS E REAGENTES
3 tubos de ensaio

1 béquer de 250mL

sal (de preferência grosso)

gelo



PROCEDIMENTO

Identifique três tubos de ensaio. No primeiro coloque 3 mL de água, no segundo coloque 3 mL de solução saturada de sal e no terceiro coloque 1,5 mL da solução saturada e acrescente 1,5 mL de água pura.Prepare um banho de gelo no béquer, com pedaços de gelo e sal na proporção aproximada de 4:1.

Introduza os 3 tubos de ensaio neste banho, de forma que o conteúdo dos tubos fique submerso.

Deixe em repouso por cerca de 5 minutos e observe. Retorne ao banho e observe a cada 5 minutos.Repita a observação até que possa ser observada a ordem de congelamento da água nos três tubos.



DISCUSSÃO

Sabe-se que a água pura congela a 0° C e ferve a 100° C, sob pressão de 1 atm. Se adicionarmos sal na água, ela irá congelar abaixo de 0° C e ferver acima de 100° C. O abaixamento do ponto de congelamento do solvente e o aumento da temperatura de ebulição do solvente, são fenômenos denominados Propriedades Coligativas que são propriedades de uma solução que dependem da concentração de partículas do soluto e não da sua natureza. Neste experimento estamos estudando o abaixamento da temperatura de congelamento de um líquido, provocado pela dissolução de outra substância, no caso o sal de cozinha (NaCl). Este fenômeno, denominado "Crioscopia", é muito utilizado, principalmente na fabricação de sorvetes, onde o tambor contendo o sorvete a ser fabricado gira dentro de uma solução saturada de sal em água, que permanece no estado líquido estando a uma temperatura em torno de -20° C.




OBSERVAÇÕES

No tubo que contém só água pura ocorre o congelamento da mesma em torno de 0° C.Entretanto no tubo que contém solução saturada de sal em água ,o congelamento demora mais para ocorrer e ocorre a uma temperatura mais baixa.Isto se dá porque o soluto dissolvido na água provoca o abaixamento do ponto de congelamento da água.

Ao se formar uma solução líquida, a tendência do solvente ficar no estado líquido aumenta. O líquido passa a ter menor tendência a passar para os estados gasoso e sólido. Isto ocorre porque ao se formar uma solução há um aumento de entropia (D S), o que faz com que o sistema (solução) seja mais estável que o líquido puro(menor energia de Gibbs - D G, pois D G = D H - TD S). Por isto que a temperatura de congelamento do solvente dimiunui; em outras palavras, é necessário baixar mais a temperatura para conseguir que o solvente passe de líquido para sólido.

DESTINATÁRIOS

O público alvo desta página são os alunos do I ciclo do ensino secundário, e os professores deste ciclo

OBJECTIVO

O objectivo deste blog é o de apresentar algumas experiências simples da área de Físico-Química, com materiais de baixo custo para suprir a gritante falta da componente experimental que se verifica nas escolas do país. Com esta página os professores poderão encontrar algumas alternativas para ajudá-los na preparação de experiências demonstrativas em escolas com carências laboratoriais