SOLUÇÕES
As misturas podem ser homogêneas ou heterogêneas.
As misturas homogêneas possuem uma fase distinta.
As misturas heterogêneas possuem duas ou mais fases distintas.
As misturas heterogêneas possuem duas ou mais fases distintas.
Solução é uma mistura homogênea entre duas ou mais substâncias. O processo utilizado para obter essa mistura é chamdo de dissolução. |
Uma solução é sempre formada pelo soluto e pelo solvente.
Soluto – substância que será dissolvida.
Solvente – substância que dissolve.
Solvente – substância que dissolve.
A água é chamada de solvente universal. Isso porque ela dissolve muitas substâncias e está presente em muitas soluções.
As soluções podem ser formadas por qualquer combinação envolvendo os três estados físicos da matéria: sólido, líquido e gasoso.
Exemplos de soluções no nosso dia-a-dia:
- álcool hidratado
- acetona
- água mineral
- soro fisiológico
- acetona
- água mineral
- soro fisiológico
Tipos de Dispersão
Dispersão – são sistemas nos quais uma substância está disseminada, sob a forma de pequenas partículas, em uma segunda substância.
Um exemplo é a mistura entre água e areia em um copo. No início, a mistura fica turva, mas com o passar do tempo, as partículas maiores vão de depositando no fundo do copo. Mesmo assim, a água ainda fica turva na parte de cima. A água não ficará totalmente livre de areia.
De acordo com o tamanho das partículas, podemos classificar estas dispersões em solução verdadeira,colóide e suspensão.
Veja a seguir o diâmetro médio das partículas dispersas:
Dispersão
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Diâmetro médio
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Soluções Verdadeiras
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Entre 0 e 1nm
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Colóides
|
Entre 1 e 1.000nm
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Suspensões
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Acima de 1.000nm
|
Obs. 1nm (nanômetro) = 1.10-9m
SOLUÇÃO
São misturas homogêneas translúcidas, com diâmetro médio das partículas entre 0 e 1nm.
Exemplos: açúcar na água, sal de cozinha na água, álcool hidratado.
COLÓIDES
São misturas homogêneas que possuem moléculas ou íons gigantes. O diâmetro médio de suas partículas é de 1 a 1.000nm. Este tipo de mistura dispersa facilmente a luz, por isso são opacas, não são translúcidas.
Podem ser sólidas, líquidas ou gasosas.
O termo colóide vem do grego e significa "cola" e foi proposto por Thomas Grahm, em 1860 para as denominar as substâncias como o amido, cola, gelatina e albumina, que se difundiam na água lentamente em comparação com as soluções verdadeiras (água e açúcar, por exemplo).
Apesar dos colóides parecerem homogêneos a olho nu, a nível microscópico são heterogêneos. Isto porque não são estáveis e quase sempre precipitam.
Exemplos: maionese, shampoo, leite de magnésia, neblina, gelatina na água, leite, creme.
Suspensão – são misturas com grandes aglomerados de átomos, íons e moléculas. O tamanho médio das partículas é acima de 1.000nm.
Exemplos: terra suspensa em água, fumaça negra (partículas de carvã suspensam no ar).
COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE
Quando adicionamos sal a um copo com água, dependendo da quantidade colocada neste copo, o sal se dissolverá ou não. O mesmo acontece quando colocamos muito açúcar no café preto. Nem todo o açúcar se dissolverá no café. A quantidade que não se dissolver ficará depositada no fundo.
O Coeficiente de Solubilidade é a quantidade necessária de uma substância para saturar uma quantidade padrão de solvente, em determinada temperatura e pressão.
Em outras palvras, a solubilidade é definida como a concentração de uma substância em solução, que está em equilíbrio com o soluto puro a uma dada temperatura.
Exemplos:
AgNO3 – 330g/100mL de H2O a 25°C
NaCl – 357g/L de H2O a 0°C
AgCl – 0,00035g/100mL de H2O a 25°C
AgNO3 – 330g/100mL de H2O a 25°C
NaCl – 357g/L de H2O a 0°C
AgCl – 0,00035g/100mL de H2O a 25°C
Veja que o AgCl é muito insolúvel. Quando o coeficiente de solubilidade é quase nulo, a substância é insolúvel naquele solvente.
Quando dois líquidos não se misturam chamamos de líquidos imiscíveis (água e óleo, por exemplo). Quando dois líquidos se misturam em qualquer proporção, ou seja, o coeficeinte de solubilidade é infinito, os líquidos são miscíves (água e álcool, por exemplo).
Classificação das Soluções Quanto à Quantidade de Soluto
De acordo com a quantidade de soluto dissolvida na solução podemos classificá-las em: solução saturada, solução insaturada e solução supersaturada.
Solução Saturada – são aquelas que atingiram o coeficiente de solubilidade. Está no limite da saturação. Contém a máxima quantidade de soluto dissolvido, está em equilíbrio com o soluto não-dissolvido, em determinada temperatura. Dizer que uma solução é saturada é o mesmo que dizer que a solução atingiu oponto de saturação.
Solução Insaturada (Não-saturada) – são aquelas que contém menos soluto do que o estabelecido pelo coeficiente de solubilidade. Não está em equilíbrio, porque se for adicionado mais soluto, ele se dissolve até atingir a saturação.
Solução Supersaturada – são aquelas que contém mais soluto do que o necessário para formar uma solução saturada, em determinada temperatura. Ultrapassa o coeficiente de solubilidade. São instáveis e podem precipitar, formando o chamado precipitado (ppt) ou corpo de chão.
CURVAS DE SOLUBILIDADE
São gráficos que apresentam variação dos coeficientes de solubilidade das substâncias em função da temperatura.
Veja os coeficientes de solubilidade do nitrato de potássio em 100g de água. A a partir destes dados é possível montar a curva de solubilidade.
Temperatura (°C)
|
(g) KNO3 /100g de água
|
0
|
13,3
|
10
|
20,9
|
20
|
31,6
|
30
|
45,8
|
40
|
63,9
|
50
|
85,5
|
60
|
110
|
70
|
138
|
80
|
169
|
90
|
202
|
100
|
246
|
Para qualquer ponto em cima da curva de solublidade, a solução é saturada.
Para qualquer ponto acima da curva de solubilidade, a solução é supersaturada.
Para qualquer ponto abaixo da curva de solubilidade, a solução é insaturada.
Para qualquer ponto acima da curva de solubilidade, a solução é supersaturada.
Para qualquer ponto abaixo da curva de solubilidade, a solução é insaturada.
Através do gráfico também é possível observar que a solubilidade aumenta com o aumento da tempratura. Em geral, isso ocorre porque quando o soluto se dissolve com absorção de calor (dissolução endotérmica). As substâncias que se dissolvem com liberação de calor (dissolução exotérmica) tendem a ser menos solúveis a quente.
Curva de Solubilidade de alguns sais FONTE: http://www.furg.br/furg/depto/quimica/solubi.html FONTE: http://luizclaudionovaes.sites.uol.com.br/solub.1.gif
Observando o gráfico acima sobre a solubilidade de alguns sais, responda:
1) Qual o soluto mais solúvel a 0°C?
É o KI, porque solubiliza quase 130g em 100g de água.
2) Qual o C.S. aproximado do NaNO3 a 20°C?
90
3) Se a temperatura de uma solução baixar de 70°C para 50°C, qual será aproximadamente a massa do KBr que precipitará?
70°C = 90g
50°C = 80g Então: 90-80 = 10g
4) Qual sal tem a solubilidade prejudicada pelo aquecimento?
Na2SO4
5) Se o KNO3 solubiliza 90g em 100g de água a 50°C, quanto solubilizará quando houver 50g de água?
x = 45g de sal KNO3
6) Que tipo de solução formaria 80g do sal NH4Cl a 20°C?
Solução Supersaturada.
Soluções Importantes no Cotidiano:
Quanto à proporção do soluto/solvente
A solução pode ser:
- Concentrada: grande quantidade de soluto em relação ao solvente. Exemplo: H2SO4 conc = ácido sulfúrico 98% + água
- Diluída: pequena quantidade de soluto em relação ao solvente.
Diluir significa adicionar mais solvente puro a uma determinada solução. Exemplo: água + pitada de sal de cozinha.
TIPOS DE CONCENTRAÇÃO
Concentração é o termo que utilizamos para fazer a relação entre a quantidade de soluto e a quantidade de solvente em uma solução.
As quantidades podem ser dadas em massa, volume, mol, etc. Observe: m1= 2g n2 = 0,5mol V = 14L
Cada grandeza tem um índice. Utilizamos índice:
1 = para quantidades relativas ao soluto 2 = para quantidades relativas ao solvente nenhum índice = para quantidades relativas à solução
Exemplos:
massa de 2g do soluto NaCl: m1= 2g número de mols de 0,5mol do solvente água: n2 = 0,5mol volume da solução de 14L: V = 14L
As concentrações podem ser:
Concentração Comum (C)
É a relação entre a massa do soluto em gramas e o volume da solução em litros.
Onde: C = concentração comum (g/L) m1= massa do soluto(g) V = volume da solução (L)
Exemplo:
Qual a concentração comum em g/L de uma solução de 3L com 60g de NaCl?
Concentração comum é diferente de densidade, apesar da fórmula ser parecida. Veja a diferença:
A densidade é sempre da solução, então:
Na concentração comum, calcula-se apenas a msoluto, ou seja, m1
Molaridade (M)
A molaridade de uma solução é a concentração em número de mols de soluto e o volumede 1L de solução.
Onde: M = molaridade (mol/L) n1= número de mols do soluto (mol) V = volume da solução (L)
O cálculo da molaridade é feito através da fórmula acima ou por regra de três. Outra fórmula que utilizamos é para achar o número de mols de um soluto:
Onde:
n = número de mols (mol) m1 = massa do soluto (g) MM = massa molar (g/mol)
Exemplo:
Qual a molaridade de uma solução de 3L com 87,75g de NaCl?
Podemos utilizar uma única fórmula unindo a molaridade e o número de mols:
Onde: M = molaridade (mol/L) m1 = massa do soluto (g) MM1= massa molar do soluto (g/mol) V = volume da solução (L)
Título () e Percentual (%)
É a relação entre soluto e solvente de uma solução dada em percentual (%).
Os percentuais podem ser: - Percentual massa/massa ou peso/peso: %m/m ; %p/p - Percentual massa/volume: %m/V ; %p/V - Percentual volume/volume: %v/v
Exemplos:
NaCl 20,3% = 20,3g em 100g de solução 50% de NaOH = 50g de NaOH em 100mL de solução (m/v) 46% de etanol = 46mL de etanol em 100mL de solução (v/v) O título não possui unidade. É adimensional. Ele varia entre 0 e 1. O percentual varia de 0 a 100. ou
Para encontrar o valor percentual através do título:
Relação entre concentração comum, densidade e título:
Relação entre outras grandezas:
Ou simplesmente:
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