GOVERNO DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC
ESCOLA TÉCNICA ESTADUAL SANTA CRUZ – ETESC
DISCIPLINA DE QUÍMICA EXPERIMENTAL
Profs.: Ana Cristina, Denis Dutra e José Lucas
Ano Letivo: 2010
ROTEIRO DE PRÁTICA – AULA 6
SOLUBILIDADE
– OBJETIVOS –
Conhecer a técnica de preparo de uma solução.
Observar o limite de solubilidade de diferentes substâncias.
Comparar a solubilidade de uma substância em diferentes condições.
– INTRODUÇÃO TEÓRICA –
Solubilidade
Quando se adiciona pequena quantidade de sólido a um líquido no qual ele seja solúvel, e se agita a
mistura heterogênea por algum tempo, a mistura transforma-se em homogênea. Diz-se que o sólido se dissolveu
no líquido, produzindo uma solução. Adicionando novas pequenas quantidades de sólido, o processo de
dissolução pode ser repetido algumas vezes, produzindo soluções de concentração cada vez maior, mas este
valor não pode continuar indefinidamente. Chega-se sempre a um ponto em que a adição de novas quantidades
de sólido não produz uma solução de maior concentração, por mais que se agite. Ao invés disso, o sólido
adicionado permanece não dissolvido, formando uma mistura heterogênea (presença de corpo de fundo). A
essa solução, que é incapaz de dissolver quantidades adicionais de sólido, damos o nome de solução saturada.
Solubilidade (de um sólido em um líquido, em determinadas condições) é o nome que se dá à
concentração da solução saturada. As condições são principalmente, a temperatura e a pressão. A temperatura
tem influência muito pronunciada sobre a solubilidade na maioria dos casos. A pressão tem importância menor
para trabalhos comuns de laboratório, porque geralmente trabalha-se em pressão de aproximadamente
1 atmosfera, e as variações que ocorrem não alteram substancialmente a solubilidade. A solubilidade
(coeficiente de solubilidade) é normalmente expressa em gramas de soluto por 100 gramas de solvente.
A solubilidade de uma substância em um determinado solvente (sob determinada temperatura e pressão)
é uma grandeza constante característica da substância e pode, então, ser utilizada como critério de pureza. A
utilização da solubilidade para essa finalidade é, entretanto, incomum.
Equilíbrio Dinâmico
Quando se adiciona sólido a uma solução saturada, a aparência é de que o mesmo não se dissolve. Na
realidade, porém, ocorre a dissolução do sólido, mas ela é acompanhada de cristalização do material dissolvido,
na mesma proporção e na mesma velocidade. Tem-se uma evidência disso ao deixar um sólido em contato com
sua solução saturada: os cristais mudam de forma e/ou tamanho, evidenciando a ocorrência do equilíbrio
dinâmico.
Diz-se que a solução saturada está em equilíbrio com o excesso de soluto, presumindo-se que foi
efetuada a agitação requerida pelo tempo suficiente para que se estabelecesse o equilíbrio. Se a temperatura da
mistura for elevada em alguns graus, novamente será preciso agitar pelo tempo necessário para que ocorra o
equilíbrio. Sem agitação, o tempo requerido pode ficar impraticavelmente longo.
Por outro lado, quando se eleva bastante a temperatura da mistura, chegando próximo ao ponto de
ebulição da água (para soluções aquosas), os processos de dissolução costumam ficar muito mais rápidos e,
muitas vezes não requerem agitação, pois o processo de convecção já produz agitação suficiente. Com soluções
saturadas e excesso de soluto, porém, é necessário agitar a qualquer temperatura.
Curvas de Solubilidade
São os gráficos que apresentam a variação dos coeficientes de solubilidade das substâncias em função
da temperatura.
FAETEC/ETESC
Solubilidade
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As curvas de solubilidade têm grande importância no estudo das soluções de sólidos em líquidos, pois
nesse caso a temperatura é o único fator físico que influi perceptivelmente na solubilidade. Para maior parte das
substâncias, a solubilidade aumenta com aumento da temperatura; isso ocorre quando o soluto se dissolve com
absorção de calor (dissolução endotérmica). Pelo contrário, as substâncias que se dissolvem com liberação de
calor (dissolução exotérmica) tendem a ser menos solúveis a quente.
Há certas substâncias cujas curvas de solubilidade apresentam “pontos de inflexão”; um ponto de
inflexão sempre indica uma mudança de estrutura do soluto. Observe na tabela e no gráfico abaixo a
solubilidade do sulfato de sódio. A curva, inicialmente ascendente, depois se torna descendente, fugindo do
padrão que se observa nas curvas dos outros compostos. Isto ocorre porque o sulfato de sódio pode cristalizar-se
anidro (sem moléculas de água) ou pode cristalizar-se hidratado (Na2SO4 ∙ 10 H2O); a curva de solubilidade que
se observa, então, é como a superposição de duas curvas de solubilidade, para dois compostos diferentes (um
que existe até 32 °C, e outro que passa a existir acima dessa temperatura).
TABELA 1. Solubilidade (g/100g de H2O) de sais a várias temperaturas.
Temperatura (ºC)
0
10
20
30
40
60
80
90
100
Na2SO4 . 10 H2O
4,9
9,1
19,5
–
–
–
–
–
–
Na2SO4
–
–
–
40,8
48,8
45,3
43,7
42,7
42,5
K2SO4
7,4
9,3
11,1
13,0
14,8
18,2
21,4
22,9
24,1
LiSO4
36,1
35,5
34,8
34,2
33,7
32,6
31,4
30,9
CeSO4
167
173
179
184
190
200
210
215
220
CeSO4 . 8 H2O
–
–
9,43
7,10
5,70
4,04
–
–
–
FIGURA 1. Curvas de solubilidade.
FAETEC/ETESC
Solubilidade
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– PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS –
EXPERIMENTO 1 – SOLUBILIDADE DO CLORETO DE SÓDIO EM ÁGUA
Materiais e reagentes específicos
Tubo de centrífuga de 15 mL (06)
Estante para tubos de ensaio
Pisseta de água destilada
Béquer (corpo alto) de 250 mL
Béquer (corpo baixo) de 100 mL
Gelo
Balança com precisão de 0,01g
Espátula (canaleta)
Termômetro
Banho-maria
Água destilada gelada e quente
Cloreto de sódio comercial
Procedimento
– Identificar os tubos de centrífuga com a caneta marcadora como: 0º, 0², 25º, 25², 40º e 40². Identificar o
número da bancada na tampa de cada tubo.
– Pesar nos tubos 0º, 25º e 40º, cerca de 0,5 g de cloreto de sódio, e nos tubos 0², 25² e 40², cerca de 2,0 g do sal.
– Em cada um dos tubos de centrífuga, adicionar água destilada na temperatura indicada abaixo até obter um
volume final de 5 mL, fechar bem e agitar os tubos. A relação tubo-temperatura é:
- nos tubos 40º e 40²; adicionar água a cerca de 40 ºC, colocando-os no banho-maria a esta temperatura;
- nos tubos 25º e 25², adicionar água à temperatura ambiente, deixando-os na estante sobre a bancada;
- nos tubos 0º e 0², adicionar água gelada , colocando-os, depois, em banho de gelo.
– Aguardar cerca de 10 minutos, e compará-los.
EXPERIMENTO 2 – SOLUBILIDADE DO CARBONATO DE SÓDIO EM ÁGUA
Materiais e reagentes específicos
– Os mesmos do Experimento 1, com exceção do uso de Carbonato de sódio comercial 98% no lugar do Cloreto
de sódio comercial.
Procedimento
– Repetir o procedimento do Experimento 1 com o carbonato de sódio.
Disposição dos resíduos
– Após a comparação dos tubos, rejeitar as soluções na pia.
ANÁLISE DOS RESULTADOS
1. Houve presença de corpo de fundo no(s) tubo(s)? Em qual(is) deles?
2. O que ocorre com a solubilidade das substâncias à medida que a temperatura vai aumentando?
– BIBLIOGRAFIA CONSULTADA –
LIDE, D.R. Handbook of chemistry and phisics. 87th ed. CRC Press, Boca Raton, 2006.
CONSTANTINO, M.G.; SILVA, G.V.J.; DONATE, P.M. Fundamentos de química experimental. EdUSP, São
Paulo, 2004.