Para cada temperatura, uma mesma substância possui uma Pressão Máxima de Vapor, que, basicamente, é o grau de saturação em que o número de moléculas no estado de vapor é máximo e não muda mais, entrando em equilíbrio dinâmico com a parte líquida e exercendo uma pressão sobre a superfície líquida.
Estar em equilíbrio dinâmico significa que a mesma quantidade de moléculas que passa para o estado de vapor volta para o estado líquido.
Porém, se tivermos um líquido puro e adicionarmos um soluto não volátil, então, teremos que a pressão máxima de vapor irá diminuir. A esse fenômeno damos o nome de efeito tonoscópico e o estudo dessa propriedade é denominado de tonoscopia ou tonometria.
Por exemplo, você já percebeu que quando estamos fazendo café e acrescentamos açúcar a uma quantidade de água que está iniciando fervura, ela para de ferver? Por que isso acontece? A tonoscopia explica.
Com o aumento da temperatura, as moléculas de água recebem energia suficiente para romperem suas ligações intermoleculares e escaparem para fora da massa líquida. Entretanto, ao adicionarmos o açúcar, as suas moléculas irão interagir com as moléculas de água, aumentando a quantidade de interações intermoleculares. Assim, será mais difícil passar para o estado de vapor. Para entrar em ebulição será preciso fornecer mais energia para as moléculas de água, o que significa aumentar ainda mais a temperatura do sistema.
Esse fenômeno não ocorre somente nos pontos próximos ao ponto de ebulição, mas em qualquer temperatura do líquido. Se compararmos, a uma determinada temperatura, a pressão de vapor do líquido antes e depois de adicionarmos o soluto, veremos que sempre a pressão máxima de vapor do líquido puro será maior que a da solução.
Além disso, outra coisa que sempre iremos observar é que a solução mais concentrada é sempre menor que a solução mais diluída, ou seja, quanto mais acrescentarmos açúcar, mais a pressão de vapor irá diminuir. Isso nos mostra que a pressão de vapor do líquido é inversamente proporcional ao número de mol de partículas do soluto dispersas na solução.
É por isso que a tonoscopia é uma propriedade coligativa, isto é, ela não depende da natureza da substância, mas sim da quantidade de partículas adicionadas em determinado volume de solvente. Por exemplo, digamos que as concentrações de uma solução de sacarose e de uma solução de glicose são iguais a 0,1 mol/L. Então, nesse caso, podemos concluir que a pressão de vapor nas duas soluções é a mesma.
No entanto, no caso de soluções iônicas, precisamos considerar também a ionização ou dissociação iônica que ocorre. Por exemplo, uma solução de cloreto de sódio (NaCl), com concentração de 0,1 mol/L, irá ter a sua pressão de vapor diminuída ao dobro das mencionadas anteriormente. Isso porque para cada molécula de NaCl são liberados dois íons (Na+ e Cl-).
Podemos representar o abaixamento da pressão de vapor por meio de um gráfico que relaciona a pressão e a temperatura. Veja, no exemplo genérico abaixo, que numa mesma temperatura “t”, a pressão de vapor da solução é menor que a do solvente:
O aspecto quantitativo desse fenômeno é dado pela Lei de Raoult.