Lei de Raoult
Lei de Raoult
A Lei de Raoult é um princípio fundamental da Físico-Química que descreve o comportamento das soluções, especialmente no que diz respeito à pressão de vapor dos líquidos. É um conceito importante para estudantes do Ensino Médio, pois aparece em diversas questões do ENEM e vestibulares, ajudando a entender propriedades coligativas e fenômenos de soluções.
O que é a Lei de Raoult?
Formulada pelo químico francês François-Marie Raoult no século XIX, a Lei de Raoult afirma que a pressão de vapor de uma solução ideal é proporcional à fração molar do solvente na solução. Em outras palavras, a presença de um soluto não volátil diminui a pressão de vapor do solvente puro.
Matematicamente, a lei pode ser expressa como:
Pₐ = Xₐ · Pₐ⁰
- Pₐ: pressão de vapor do solvente na solução;
- Xₐ: fração molar do solvente na solução;
- Pₐ⁰: pressão de vapor do solvente puro.
Isso significa que quanto maior a quantidade de soluto, menor será a pressão de vapor do solvente na solução.
O que é fração molar?
A fração molar (X) é a relação entre o número de mols de um componente e o número total de mols na solução. Para o solvente, é calculada assim:
Xₐ = nₐ / (nₐ + n_b)
onde nₐ é o número de mols do solvente e n_b o número de mols do soluto.
Por que a pressão de vapor diminui?
Quando um soluto não volátil é adicionado ao solvente, ele ocupa espaço na superfície do líquido e reduz a quantidade de moléculas do solvente que podem escapar para a fase gasosa. Isso reduz a pressão de vapor, já que menos moléculas de solvente evaporam.
Aplicações da Lei de Raoult
- Propriedades coligativas: a lei ajuda a explicar fenômenos como abaixamento da pressão de vapor, elevação do ponto de ebulição, abaixamento do ponto de congelamento e pressão osmótica;
- Determinação de massas molares: usando a relação entre propriedades coligativas e concentração, é possível calcular massas molares de substâncias;
- Indústria e meio ambiente: processos de purificação, controle de evaporação e fabricação de soluções usam princípios da Lei de Raoult;
- Química analítica: ajuda no estudo e caracterização de soluções químicas.
Exemplo prático
Suponha que temos água pura com pressão de vapor de 23,8 mmHg a 25°C. Se adicionarmos um soluto não volátil que reduz a fração molar da água para 0,9, a pressão de vapor da solução será:
Pₐ = 0,9 × 23,8 = 21,42 mmHg
Ou seja, a presença do soluto diminui a pressão de vapor da água.
Limitações da Lei de Raoult
A Lei de Raoult é válida para soluções ideais, onde as interações entre as moléculas do soluto e do solvente são semelhantes às interações entre moléculas do solvente puro. Em soluções reais, especialmente com solutos voláteis ou fortes interações químicas, a lei pode não ser exata.
Resumo dos principais pontos
- A Lei de Raoult relaciona a pressão de vapor do solvente com sua fração molar na solução;
- Adição de soluto não volátil diminui a pressão de vapor do solvente;
- É fundamental para entender propriedades coligativas;
- Usada em química analítica, indústria e pesquisa;
- Funciona melhor para soluções ideais.
Conclusão
A Lei de Raoult é essencial para compreender o comportamento das soluções e suas propriedades. Saber aplicá-la é importante para resolver questões de química e entender processos naturais e industriais. No ENEM, a lei pode aparecer relacionada a propriedades coligativas, soluções e equilíbrio de fases.
