Apostila de Química 21 – Soluções
1.0 Definições
Suspensões:
Partículas muito grandes (maiores que 1000 nm).
Opacas.
Sedimentam-se rapidamente.
Separáveis por filtro.
Colóides:
Partículas grandes (entre 10 e 1000 nm).
Refletem a luz – Efeito Tyndall.
Não se sedimentam.
Separáveis só por membrana semipermeável.
Movimento browniano – Quando este é iluminado, observam-se vários
pontos luminosos movimentando-se, rapidamente, em ziguezague.
Soluções:
Partículas pequenas (menores que 10 nm).
Transparente.
Não se sedimentam.
Não são separáveis por filtro ou membrana semipermeável.
Misturas homogêneas.
Composta por duas ou mais substâncias que apresentam aspecto uniforme:
Disperso (soluto).
Dispersante (solvente) – Maior proporção.
Solvente universal – Água.
Solução aquosa – Solução de sólidos em líquidos.
1 nanômetro (nm) = 10-9 m.
2.0 Colóides
2.1 Classificação
Aerossol – Sólido ou líquido disperso em um gás.
Emulsão – Líquido disperso em outro líquido ou sólido.
Agente emulsificante – Substância capaz de impedir que os componentes de uma
emulsão se separem.
Espuma – Gás disperso em sólido ou líquido.
Sol – Sólido disperso em um líquido.
Gel – Líquido disperso no sólido.
3.0 Soluções
3.1 Classificação
Estado físico:
Soluções sólidas.
Soluções líquidas
Soluções gasosas.
Diluídas – A proporção do soluto é pequena em relação ao solvente.
Concentradas – A proporção do soluto é grande em relação ao solvente.
3.2 Solubilidade
As moléculas ou íons do soluto separam-se, permanecendo dispersos no
solvente.
Substâncias diferentes se dissolvem em quantidades diferentes, numa mesma
quantidade de solvente, na mesma temperatura.
A solubilidade de uma substância nem sempre aumenta com o aumento de
temperatura.
A solubilidade dos gases nos líquidos aumenta à proporção que a temperatura
diminui e a pressão aumenta.
Coeficiente de solubilidade – Quantidade máxima de soluto numa dada
quantidade de solvente, a uma determinada temperatura.
Solução saturada – Contém uma quantidade de soluto igual ao coeficiente de
solubilidade, numa dada quantidade de solvente, a uma determinada
temperatura.
Solução não-saturada ou insaturada – Contém uma quantidade de soluto inferior
ao coeficiente de solubilidade, numa dada quantidade de solvente, a uma
determinada temperatura.
Solução supersaturada:
Contém a quantidade de soluto superior ao coeficiente de solubilidade,
numa dada quantidade de solvente, a uma determinada temperatura.
É preciso deixar a solução saturada/insaturada e depois resfriá-la, ou
deixá-la supersaturada e depois aquecê-la.
Altamente instável – Agitando ou adicionando um pouco de soluto, haverá
uma precipitação de quantidade exata à quantidade acima do coeficiente de
solubilidade.
Solução com corpo de fundo – Contém a quantidade de soluto superior ao
coeficiente de solubilidade, numa dada quantidade de solvente, a uma
determinada temperatura.
3.2.1 Curvas de Solubilidade
Gráficos que apresentam a variação dos coeficientes de solubilidade das
substâncias em função da temperatura.
Este gráfico é um exemplo do que acontece com a maioria das substâncias; nem
sempre a solubilidade de uma substância aumenta com o aumento de
temperatura;
Alguns gráficos são totalmente diferentes que este, mas o processo é o mesmo:
quem está encima da curva do gráfico está saturado com corpo de fundo, quem
está na curva, saturado, e quem está abaixo, insaturado.
3.3 Concentrações das Soluções
m1 – Massa do soluto.
m2 – Massa do solvente.
m – Massa da solução.
3.3.1 Concentração Comum (C)
Relação entre a massa do soluto e o volume da solução. Resposta em g/L, g/ml:
3.3.2 Densidade da Solução (d)
Relação entre a massa da solução e o seu volume. Resposta em g/L, g/ml:
3.3.3 Título, Porcentagem em Massa (t)
Mais utilizado em indústrias químicas e farmacêuticas.
Relação entre a massa do soluto e da solução. Resposta em porcentagem:
Concentrações extremamente pequenas – Partes por milhão (ppm).
A massa do solvente é praticamente igual a da solução.
3.3.4 Título em Volume, Porcentagem em Volume (tV)
Relação entre o volume do soluto da solução. Resposta em porcentagem:
3.3.5 Concentração Molar ou Molaridade (M)
Relação entre o número de mol do soluto e o volume da solução em litros.
Resposta em mol/L ou Cm:
3.3.6 Relação entre C, t, d, M:
C = M. m1 = t.d
3.4 Diluição de Soluções
Diluição – Adiciona-se solvente a uma solução concentrada.
O Volume da solução aumenta, mas a quantidade de soluto permanece a mesma.
C1 . V1 = C2 . V2
M1 . V1 = M2 . V2
t1 . m1 = t2 . m2
3.5 Mistura de Soluções
3.5.1 Sem Reação Química
Solutos e solventes iguais:
Solução A + Solução B = Solução Final.
m1’ + m1’’ = C. V
Solutos diferentes e solventes iguais:
Diluição dos 2 solutos.
Concentrações finais dos solutos serão menores que as iniciais – As
quantidades permanecem constantes, porém eles estarão dispersos num
volume maior.
3.5.2 Com Reação Química
Misturas de soluções formadas por um mesmo solvente, com solutos diferentes.
É utilizado a titulação e um indicador de ácido-base para determinar a
concentração desconhecida de uma solução.
Ponto de equivalência:
Número de mol de H+ = Número de mol de OH-