Em países de clima frio, durante o inverno, é necessário adicionar anticongelante à água de refrigeração do motor de veículos, para evitar o congelamento da água dentro do sistema de arrefecimento do motor.

O anticongelante comumente usado para esse fim é o composto etan-1,2-diol, conhecido como etilenoglicol (C2H6O2). Quando ele é dissolvido em água, provoca o abaixamento do ponto de congelamento da água, evitando que ela se congele dentro do sistema de arrefecimento do veículo.

O abaixamento do ponto de congelamento de um solvente, ∆t, depende da constante crioscópica do solvente, Kc, e da concentração de soluto expressa em termos da quantidade em mol do soluto por quilograma de solvente, a sua molalidade, representada pela letra m, sendo dado pela relação ∆t = Kcm.

A constante crioscópica de um solvente, Kc, é definida como sendo o abaixamento da temperatura de congelamento do solvente provocada pela dissolução de 1 mol do soluto em 1 kg de solvente. A constante crioscópica da água é igual a 1,86 ºC·mol–1 · kg.

a) Escreva a fórmula estrutural do etilenoglicol. Explique por que etilenoglicol é solúvel em água.

b) Calcule a molalidade (m) de uma solução aquosa que contém 6,2 g de etilenoglicol dissolvidos em 28 g de água. Determine a temperatura de congelamento dessa solução aquosa, expressa na escala Celsius.

a) A fórmula estrutural do etan-1,2-diol é:

O etilenoglicol é solúvel em água (um solvente polar) devido à sua estrutura ser composta por uma cadeia carbônica pequena e duas hidroxilas, conferindo a essa substância um caráter polar.

b) De acordo com o texto, a molalidade (m) é expressa como sendo a quantidade em mol de soluto por quilograma de solvente. A quantidade em mol do etilenoglicol é:

começar estilo tamanho matemático 14px reto n espaço igual a espaço numerador massa espaço do espaço soluto sobre denominador Massa espaço molar espaço do espaço soluto fim da fração espaço igual a espaço numerador 6 vírgula 2 espaço reto g sobre denominador 62 espaço reto g dividido por mol fim da fração espaço igual a espaço 0 vírgula 1 espaço mol fim do estilo

Cálculo da molalidade

começar estilo tamanho matemático 14px reto m espaço igual a espaço numerador mol espaço do espaço soluto sobre denominador massa espaço do espaço solvente espaço em espaço kg fim da fração espaço igual a espaço numerador 0 vírgula 1 espaço mol sobre denominador 28 espaço vezes espaço 10 à potência de menos 3 fim do exponencial espaço kg fim da fração espaço igual a espaço 3 vírgula 57 espaço mol dividido por kg fim do estilo

A diminuição da temperatura de congelamento pode ser determinada pela seguinte expressão:

começar estilo tamanho matemático 14px incremento reto t espaço igual a espaço reto K com reto c subscrito espaço vezes espaço reto m incremento reto t espaço igual a espaço 1 vírgula 86 espaço vezes espaço 3 vírgula 57 espaço igual a espaço 6 vírgula 64 espaço sinal de grau reto C fim do estilo

Como a água pura congela a 0 °C e o abaixamento da temperatura foi de 6,64 °C, a solução de etilenoglicol iniciará o congelamento a – 6,64 °C.