As propriedades coligativas podem ser estudadas em um conjunto de quatro, que são o abaixamento da pressão de vapor de um solvente, o aumento da temperatura de início da ebulição, a diminuição da temperatura de início de solidificação e a tendência de o solvente atravessar membranas que impedem a passagem do soluto; todos efeitos ocorridos pela adição de um soluto não iônico e não volátil. Respectivamente, as propriedades relatadas acima recebem o nome de Tonoscopia, Ebulioscopia, Crioscopia e Osmose.
Explicação Microscópica da Tonoscopia
Ao considerar-se um sistema fechado, no qual a água líquida esteja em equilíbrio com sua fase gasosa, a extensão de cada uma dessas fases permanece constante, ou seja, as velocidades de vaporização e de condensação são iguais. A pressão medida a partir desse sistema é denominada de pressão de vapor. Ao se adicionar determinada massa de um soluto a um solvente, este terá um abaixamento de pressão de vapor, pois, a partir de uma mistura homogênea, esta massa de soluto será distribuída por toda a extensão da solução, inclusive na área de contato entre a fase líquida e a fase de vapor, “atrapalhando” a evaporação deste solvente.
Explicação Microscópica da Ebulioscopia
O aumento da temperatura do início de uma ebulição de um solvente repercute uma conseqüência direta do abaixamento de sua pressão de vapor, ou seja, da tonoscopia. O aumento desta temperatura depende única e exclusivamente do número de partículas de soluto dispersas em solução: quando mais concentrada for a solução, maior será sua temperatura de ebulição. Microscopicamente, as partículas de soluto atuam como um fator dificultador da vaporização das partículas do solvente, sendo que este necessitará de uma maior temperatura para passar ao estado de vapor.
Explicação Microscópica da Crioscopia
O abaixamento da temperatura de solidificação do solvente em determinada solução a partir da adição de um soluto não eletrólito e não volátil também depende única e exclusivamente do número, da concentração, de partículas dissolvidas. No que se refere ao congelamento, a adição do soluto causa uma interferência na estrutura cristalina adquirida pelas moléculas quando no estado sólido, sendo, portanto, necessária uma temperatura mais baixa para que esse solidifique mesmo tendo seu arranjo cristalino não ideal.
Explicação Microscópica da Osmose
Microscopicamente, pode-se interpretar a osmose como a passagem de um solvente por meio de orifícios existentes em uma membrana semi-permeável. Esses orifícios são suficientemente pequenos, e permitem apenas a passagem do solvente, mas não a passagem do soluto, diametralmente maior, pois na maioria dos casos esses carregam junto a si uma camada de hidratação. O fluxo de solvente ocorre através da membrana nos dois sentidos, mas a ocorrência da osmose indica que o fluxo é mais intenso no sentido do meio de menor concentração para o de maior concentração, buscando-se o equilíbrio de concentrações. Isso pode ser explicado, igualmente, pela maior interferência que o soluto executa no meio de maior concentração, no que se refere à imposição de uma dificuldade adicional à passagem das moléculas do solvente.
Referências: RUSSELL, John B.; Química Geral vol.1, São Paulo: Pearson Education do Brasil, Makron Books, 1994.