QUÍMICA GERAL
UNIDADE 9 – SOLUÇÕES
Prof. Cristian Berto da Silveira
Química Geral
UNIDADE 9 – SOLUÇÕES
Misturas: É considerada mistura quando dois ou mais componentes entram em
contato uns com os outros e eles mantém as suas propriedades químicas na
mistura.
As misturas estão divididas em:
Misturas Heterogêneas: Quando podemos identificar os componentes de uma
mistura. Os componentes se apresentam em fases distintas.
Ex: Água + óleo vegetal.
Misturas Homogêneas: Quando não é possível identificar os componentes de uma
mistura. Os componentes estão na mesma fases.
Ex: Água + álcool.
Misturas Homogêneas Também são Chamadas de Soluções
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Soluções: são misturas homogêneas que apresentam uniformidades em suas
propriedades. Seus componentes são denominados de solvente e soluto.
Solvente: é o componente que está em maior quantidade na solução.
As soluções estão divididos em:
Soluções Aquosas – O solvente é água;
Soluções Não Aquosas – O solvente é composto orgânico;
Geralmente o Solvente Determina o Estado da Solução
Soluções Líquidas: água do mar;
Soluções Sólidas: ligas metálicas;
Soluções Gasosas: ar;
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Soluto: é o componente que encontra-se dissolvido no solvente.
Os soluto estão divididos em:
Eletrólitos Fortes – Substâncias que em água se dissociam,
quase que completamente, conduzindo corrente elétrica;
Ácidos Fortes, Bases Fortes e Sais Solúveis;
Eletrólitos Fracos – Substâncias que em água se dissociam pouco, conduzindo
pouca corrente elétrica; Ácidos Fracos, Bases Fracas e Sais pouco Solúveis;
Não Eletrólitos – Substâncias que não se dissociam em água, não conduzem
corrente elétrica;
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Química Geral
Tipos de dispersões
Tamanho médio das
partículas dispersas
Soluções
< 1nm
Dispersões coloidais
1-100nm
Suspensões
>100nm
As soluções podem ser classificadas em:
Soluções Insaturadas: Quando o produto de solubilidade ainda não foi atingido. O
solvente pode solubilizar mais soluto;
Soluções Saturadas: O produto de solubilidade foi atingido. Com uma pequena
quantidade a mais do soluto, ocorre a precipitação deste excesso;
Soluções Supersaturadas: O produto de solubilidade ainda foi extrapolado, e existe
a formação de corpo de fundo. Quando esta solução é submetida ao aquecimento
este corpo de fundo torna-se solúvel, formando, desta forma, uma solução
supersaturada.
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Solubilidade: o termo Solubilidade ou Coeficiente de Solubilidade refere-se à
capacidade que uma substância tem de se dissolver em outra.
A solubilidade do NaCl em água a 20 oC é de 36,0 g em 100 mL de água.
Exercício 1. Uma solução contendo 10 g de sulfato de cobre II (CuSO4) em 30 mL
de água, a 20 oC, será saturada ou insaturada? (Dados: densidade da água a 20 oC
= 1g.mL-1, solubilidade do CuSO4 a 20 oC = 21 g/100g de H2O).
No máximo 30 mL consegue dissolver 6,3 g. Como foram adicionados 10 g, formouse uma solução saturada com excesso de 3,7g, denominado de corpo de fundo.
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UNIDADES DE CONCENTRAÇÃO
É a forma utilizada para descrever, quantitativamente, a composição de uma
solução.
Concentração Comum (C) -
Densidade (d) -
C (g.L-1) = Massa do soluto (g)
Volume da solução (L)
d (g.cm-3) = Massa da amostra (g)
Volume da amostra (cm3)
Concentração Molar (M) -
M (mol.L-1) = Número de mol (mol)
Volume da solução (L)
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Número de mol (mol) -
no mol (mol) = Massa do soluto (g)
Massa molar (g.mol-1)
1 mol de átomos de CARBONO (C) tem massa igual a 12 g, e essas 12
g contêm 6,022 x 1023 ÁTOMOS de CARBONO.
Exercício 2. Quantas moléculas de água existem em 1 L de água?
18 g de H2O corresponde a 6,022 x 1023 moléculas.
1000 g de H2O corresponde a X
1000 g de água existe 3,34 x 1025 molécuas.
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Concentração Normal (N) -
No
de Equivalente -
N (eq.L-1) = No de Equivalente de Soluto
Volume da solução (L)
No eq (mol.c) = Massa do Soluto (g)
Equivalente Grama (g.mol-1.c-1)
Equivalente Grama (Eq) -
Eq (g.mol-1.c-1) =
Massa Molar (g . mol-1)
Carga (c)
- CARGA (c):
1. Número de Hidrogênio ionizáveis de um ácido;
2. Número de Hidroxilas ionizáveis de uma base;
3. Número Total de Cargas (+) ou (-) em um Sal;
4. Número Total de Elétrons Recebidos (Agente Oxidante);
5. Número Total de Elétrons Cedidos (Agente Redutor);
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N (eq.L-1) = No de Equivalente de Soluto
Volume da solução (L)
N (eq.L-1) =
Massa do Soluto (g)
Eq (g.mol-1.c-1) Volume da solução (L)
N (eq.L-1) =
Massa do Soluto (g)
Massa Molar (g.mol-1).Volume da solução (L)
Carga (c)
N (eq.L-1) = Massa do Soluto (g).Carga (c)
MMolar (g. mol-1).Vol da solução (L)
N (molc.L-1) = M. do Soluto (g).Carga (c)
MMolar (g.mol-1).Vol. da sol. (L)
N (molc.L-1) = M. do Soluto (g).Carga (c)
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Fração Molar (XA) – é a razão entre o número de mols de um componente e o
número total de mols da solução.
SOLUÇÃO A + B
XA =
(nA)
(nA + nB + nc +...)
XB =
(nB)
(nA + nB + nc +...)
QUANDO: XA = 1; Composto A Puro;
XB = 1; Composto B Puro;
XA = XB; ½ A e ½ B.
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Porcentagem em massa (% massa) e Titulo (T) – é a razão entre a massa do
soluto e a massa da solução.
Massa(solução) = massa(soluto) + massa(solvente)
% massa(soluto) = massa (soluto) . 100
massa(solução)
T = massa (soluto)
massa(solução)
% massa(soluto) = T . 100
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Exercício 3. Um estudante em um laboratório de rotina precisa determinar K em
uma amostra de solo. Para extrair este nutriente do solo ele utilizará 30 mL do
Extrator de Mehlch, composto de H2SO4 0,025 N e HCl 0,05 N. Para preparar o
extrator ele encontra no laboratório um fracos lacrado de 1L de HCl, contendo as
seguintes informações:
HCl – 32,47%; d – 1,16 g/mL; MM – 36,47 g/mol.
Qual o procedimento o aluno deverá adotar para preparar 500 mL da solução de
HCl 0,05 N,?
d=
m(g)
V (mL)
% massa(soluto) = massa (soluto) . 100
massa(solução)
1,16 g/mL = m(g)
1000 mL
32,47 % = massa (soluto) . 100
1160 g
m = 1160 g de Solução
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m(soluto) = 376,65 g em 1 L de solução
M=
376,65 g
36,47 g.mol-1 . 1L
M = 10,32 mol.L-1
N = M.x
N = 10,32 molc.L-1
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DILUIÇÃO
A diluição é uma prática comum em vários ramos da ciência. Ela se faz necessária
quando precisamos preparar uma solução a partir de uma solução concentrada
(Solução Estoque).
Quando um volume pequeno de uma solução estoque é diluído em um volume
maior, o número total de mols no soluto na solução não muda, no entanto, a
concentração do soluto diminui.
Para Concentração Comum temos:
C1. V1 = C2.V2
Para Concentração Molar temos:
M1. V1 = M2.V2
Para Concentração Normal temos:
N1. V1 = N2.V2
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Exercício 4.
Em uma solução concentrada de ácido sulfúrico (H2SO4) a
concentração é 10,32 mol.L-1. Preparar, a partir da solução concentrada de H2SO4,
uma solução 0,05 mol.L-1 em um balão volumétrico de 500 mL.