Arthur Politi Duarte 16992 Leandro Augusto Rennó Silva 17010 1. Introdução 2. O Processo de dissolução 3. Soluções saturadas e solubilidade 4. Fatores que afetam a solubilidade 5. Formas de expressar a concentração 6. Propriedades coligativas 7. Colóides Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 01/38 1. INTRODUÇÃO Para que haja uma mistura, seus componentes devem estar misturados uniformemente em nível molecular • • Misturas homogêneas são chamadas de soluções Exemplos: Ar – solução de vários gases Latão – solução sólida de zinco e cobre Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 02/38 1. INTRODUÇÃO • TIPOS DE MISTURAS: - Gasosas, sólidas ou líquidas • COMPONENTES DAS MISTURAS: - Solvente presente em maior quantidade - Soluto demais componentes Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 03/38 Ex.: Processo de dissolução de um sal iônico em água Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 04/38 2. O PROCESSO DE DISSOLUÇÃO SOLVATAÇÃO Interação entre moléculas de soluto e de solvente OBS: Quando o solvente for a água chamamos de hidratação. Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 05/38 2. O PROCESSO DE DISSOLUÇÃO MUDANÇAS DE ENERGIA E FORMAÇÃO DE SOLUÇÃO ΔH(dissolução) = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 06/38 2. O PROCESSO DE DISSOLUÇÃO Exemplo de aplicação: Bolsa de calor instantâneo. MgSO4 quente NH4NO3 fria Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 07/38 2. O PROCESSO DE DISSOLUÇÃO FORMAÇÃO DE SOLUÇÃO, ESPONTANEIDADE E DESORDEM Ocorre espontaneamente quando Energia do sistema diminui (exotérmico) Aumento da desordem ou ENTROPIA (endotérmico) Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 08/38 • Solubilidade quantidade de soluto necessária para formar uma solução saturada em certa quantidade de solvente Ex.: a solubilidade do NaCl a 0ºC é de 35,7g por 100 mL de H2O Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 09/38 3. SOLUÇÕES SATURADAS E SOLUBILIDADE • Saturada quando as velocidades dos processos de dissolução e cristalização se igualam • Insaturada possui menor quantidade de soluto do que a saturada Ex.: 10 g de NaCl em 100 mL de H2O a 0ºC Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 10/38 3. SOLUÇÕES SATURADAS E SOLUBILIDADE • Supersaturada possui maior quantidade de soluto do que a saturada. Forma-se corpo de fundo. Ex.: 50 g de NaCl em 100 mL de H2O a 0ºC Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 11/38 • Interações soluto-solvente • Pressão • Temperatura Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 12/38 4. FATORES QUE AFETAM A SOLUBILIDADE • Interações soluto-solvente Quanto mais fortes as atrações entre as moléculas de soluto e de solvente, maior a solubilidade Semelhante dissolve semelhante Líquidos: miscíveis e imiscíveis Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 13/38 4. FATORES QUE AFETAM A SOLUBILIDADE • Solubilidade das vitaminas A, D, E e K Lipossolúveis BeC Hidrossolúveis (mais importantes na dieta) Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 14/38 4. FATORES QUE AFETAM A SOLUBILIDADE • Pressão Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 15/38 4. FATORES QUE AFETAM A SOLUBILIDADE • LEI DE HENRY: Sg = kPg Sg solubilidade do gás na fase de solução Pg pressão parcial do gás sobre a solução K constante de proporcionalidade ou de Henry Essa contante é diferente para cada par soluto-solvente, e varia com a temperatura Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 16/38 4. FATORES QUE AFETAM A SOLUBILIDADE Efeito da pressão na solubilidade e na produção de bebidas carbonatadas Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 17/38 4. FATORES QUE AFETAM A SOLUBILIDADE • Temperatura Nos sólidos: (maioria) T= solubilidade Nos gases : (em água) Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva T= solubilidade (em água) 18/38 • QUALITATIVAMENTE: Diluída – concentração relativamente pequena Concentrada – concentração grande • QUANTITATIVAMENTE: Porcentagem em massa, fração em quantidade de matéria, concentraçao em quantidade de matéria e concentração em mol/kg Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 19/38 5. FORMAS DE EXPRESSAR A CONCENTRAÇÃO • PORCENTAGEM EM MASSA: Ex.: Solução de ácido clorídrico 36% em massa para cada 100 g de solução Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 36 g de HCl 20/38 5. FORMAS DE EXPRESSAR A CONCENTRAÇÃO • PARTES POR MILHÃO (ppm) - usada para soluções muito diluídas 1ppm 1g de soluto para cada milhão (106) de gramas de solução ou 1 mg de soluto por litro de solução Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 21/38 5. FORMAS DE EXPRESSAR A CONCENTRAÇÃO • PARTES POR BILHÃO (ppb) - usada para soluções ainda mais diluídas 1ppb 1 g de soluto por bilhão (109) de gramas de solução ou 1 micrograma (µg) de soluto por litro de solução Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 22/38 5. FORMAS DE EXPRESSAR A CONCENTRAÇÃO FRAÇÃO EM QUANTIDADE DE MATÉRIA (mol/mol): • Fraçãoem quantidade de matéria quantidade de matériado componente quantidade de matériatotaldos componente s X Ex.: 1 mol de HCl 8 mols de H2O 1mol (1+8) mol n 1 = 0,111 Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 23/38 5. FORMAS DE EXPRESSAR A CONCENTRAÇÃO • CONCENTRAÇÃO EM QUANTIDADE DE MATÉRIA (mol/L): Concentração em quantidade de matéria Ex.: 0,5 mol de Na2CO3 0,250 L de solução quantidade de matériado soluto litrosde solução 0,5 mol = 2 mol/L de Na2CO3 0,250 L Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 24/38 5. FORMAS DE EXPRESSAR A CONCENTRAÇÃO • CONCENTRAÇÃO EM mol/kg (EX-MOLALIDADE): Ex.: 0,2 mol de NaOH 0,5 kg de H2O 0,2 mol = 0,4 mol/kg de NaOH 0,5 kg Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 25/38 • Propriedades físicas das soluções que dependem apenas da quantidade (concentração) de partículas que o soluto produz em solução, e não do tipo ou identidade delas • Tonoscopia • Ebulioscopia • Crioscopia • Osmometria Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 26/38 6. PROPRIEDADES COLIGATIVAS • Tonoscopia: abaixamento da pressão de vapor pela adição de um soluto não-volátil Pressão de vapor: ocorre quando se estabelece o equilíbrio de um líquido com seu vapor em um recipiente fechado. Nesse caso, a pressão exercida pelo vapor no líquido é a pressão de vapor A adição de um soluto diminui a pressão de vapor Lei de Raoult: PA = XA . Pº Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 27/38 6. PROPRIEDADES COLIGATIVAS • Solução ideal: cumpre a lei de Raoult • As soluções reais têm comportamento aproximado do ideal quando: a concentração dos solutos é pequena solutos e solvente têm moléculas com tamanhos semelhantes e estão sujeitas a forças intermoleculares semelhantes Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 28/38 6. PROPRIEDADES COLIGATIVAS Ebulioscopia: é a elevação do ponto de ebulição de um líquido quando acrescenta-se a ele um soluto não-volátil Concentração de soluto Pressão de vapor Ponto de ebulição O estudo da ebulioscopia obedece à seguinte equação: • ΔTe = Ke W • Ke = constante ebulioscópica (ligada ao solvente) • W = concentração em mol/kg Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 29/38 6. PROPRIEDADES COLIGATIVAS Crioscopia: Diminuição do ponto de congelamento pela adição de um soluto nãovolátil Concentração de soluto Pressão de vapor Ponto de ebulição Ponto de congelamento O estudo da crioscopia obedece à seguinte equação: ΔTc = Kc W Kc = constante crioscópica (ligada ao solvente) W = concentração em mol/kg Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 30/38 6. PROPRIEDADES COLIGATIVAS • Osmose • Pressão osmótica (π) [soluto] = pressão osmótica Equação da pressão osmótica: nRT V • Soluções isotônicas / hipotônicas / hipertônicas Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 31/38 Tamanho das partículas Soluções Soluções coloidais Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva Suspensões 32/38 7. COLÓIDES Exemplos: • Pasta de dente, neblina e leite. Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 33/38 7. COLÓIDES • Efeito Tyndall: Desvio da luz por partículas coloidais Exemplo: Feixe de luz de um automóvel em uma estrada com poeira, neblina. Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 34/38 7. COLÓIDES • Colóides Hidrofílicos: Colóides que tem uma afinidade com a água. São mais parecidos com as soluções que examinamos anteriormente • Colóides Hidrofóbicos: Colóides que não interagem com a água. Porém, podem ser preparados em água, se eles forem estabilizados de alguma forma. Os colóides hidrofóbicos podem ser estabilizados pela adsorção de íons (aderência à superfície) ou pela presença de um grupo hidrofílico (como o estearato de sódio numa suspensão de óleo em água). Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 35/38 7. COLÓIDES Remoção de partículas coloidais: • Não podem ser separadas por filtraçao simples (são muito pequenas) • Devem ser aumentadas por processo chamado coagulação, como através de um aquecimento. • As partículas maiores resultantes podem então ser separadas pela filtração ou simplesmente pela decantação Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 36/38 7. COLÓIDES Aplicações Tecnológicas Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 37/38 Referências bibliográficas • www.wikipedia.org • Química: A Ciência Central Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 38/38