Questão 12 (2º dia · Grupo 2) da 2ª etapa da UFG 2004

Resolução comentada

Para decidir, compare a temperatura do congelador (-5^\circ\text{C}) com o ponto de congelamento de cada líquido.

Frasco com água pura: a água pura congela a 0^\circ\text{C}. Como o congelador chega a -5^\circ\text{C}, que é menor que 0^\circ\text{C}, a água solidifica.

Frasco com sal: a dissolução do sal causa o abaixamento do ponto de congelamento (crioscopia), dado por \Delta T_c = k_c \cdot W \cdot i.

1. Massa de água: 500\ \text{mL} \approx 500\ \text{g} = 0{,}5\ \text{kg} (densidade de 1\ \text{g/mL}).
2. Quantidade de NaCl, com M = 58{,}5\ \text{g/mol}: n = \dfrac{175{,}0}{58{,}5} \approx 2{,}99\ \text{mol}.
3. Molalidade: W = \dfrac{2{,}99}{0{,}5} \approx 5{,}98\ \text{mol/kg}.
4. O NaCl é iônico e se dissocia, \ce{NaCl -> Na+ + Cl-}, então i \approx 2.
5. Abaixamento:
   \Delta T_c = 1{,}86 \times 5{,}98 \times 2 \approx 22\ \text{K}

O ponto de congelamento da solução é então 0 - 22 \approx -22^\circ\text{C}.

Como o congelador atinge só -5^\circ\text{C}, temperatura maior que -22^\circ\text{C}, a solução salina permanece líquida.

Mesmo sem considerar a dissociação (i=1), \Delta T_c \approx 11\ \text{K} e o ponto de congelamento seria cerca de -11^\circ\text{C}, e a conclusão seria a mesma.

Resposta: apenas a água pura solidifica; a solução de NaCl (ponto de congelamento ≈ -22^\circ\text{C}) continua líquida a -5^\circ\text{C}.

Assunto: Propriedades coligativas.

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