Soluções Químicas
√ são misturas homogêneas de duas ou mais substâncias, onde
o solvente aparece em maior quantidade e o soluto em menor
quantidade. O estado de agregação do solvente é que determina
o estado de agregação da solução.
√ Soluções Sólidas: os componentes desse tipo de solução
encontram-se no estado sólido, p.ex: ligas metálicas;
√ Soluções Líquidas: pelo menos um dos componentes deve
estar no estado líquido, p. ex: O2 dissolvido em água;
√ Soluções Gasosas: os componentes desse tipo de solução
encontram-se no estado gasoso, p. ex: ar atmosférico;
Obs: para gases, a solubilidade diminui com o aumento de
temperatura. A solubilidade de sólidos, geralmente, aumenta
com o aumento de temperatura.
Solução gás-líquido
-a solubilidade dos gases depende de três fatores: pressão,
temperatura e reatividade;
-a influência da Pressão: ↑ pressão sobre o gás ocorre uma
maior quantidade de moléculas dissolvidas no líquido;
Lei de Henry: a solubilidade de um gás em um líquido α à P
do gás no líquido.
-Influência da Temperatura: a solubilidade de um gás em um
líquido é inversamente proporcional à temperatura;
-Influência da Reatividade: para um mesmo solvente, T e P,
gases diferentes apresentam solubilidades diferentes.
Soluções líquido-líquido
-soluções de líquidos dissolvidos em líquidos, p. ex: álcool etílico
e água;
Soluções sólido-líquido
-geralmente a água é o solvente mais utilizado, p. ex: soro
fisiológico (solução de NaCl).
Classificação das Soluções
• Quanto ao estado físico:
- sólidas
- líquidas
- gasosas
• Quanto à condutividade elétrica:
- Eletrolíticas ou iônicas
- Não-eletrolíticas ou moleculares
• Quanto à proporção soluto/ solvente:
- Diluída < 0,1 mol L-1
- Concentrada > 0,1 mol L-1
Solubilidade e Coeficientes de Solubilidade
√ no preparo de uma solução, ou seja, a dissolução de um soluto
em um dado solvente, as moléculas ou íons do soluto separamse permanecendo dispersos no solvente;
√ podemos ter aí então o aparecimento de soluções com
diferentes comportamentos:
Solução Saturada
Solução Supersaturada
Solução Insaturada
Solução saturada: é aquela que não consegue mais dissolver
soluto, dada uma temperatura fixa, ou seja, atingiu o coeficiente
de solubilidade;
Solução insaturada: é aquela que contém uma quantidade de
soluto inferior ao seu coeficiente de solubilidade na temperatura
que se encontra a solução;
Solução supersaturada: é aquela que ultrapassou o coeficiente
de solubilidade;
Coeficientes de solubilidade: diagramas ou gráficos que
indicam a variação da quantidade de soluto dissolvido no solvente
em função da temperatura.
Coeficiente de Solubilidade
√ é o limite máximo de substância (gramas), que um soluto se
dissolve em 100 gramas de água como solvente. Cada
substância possui um coeficiente conforme a temperatura em que
a solução se encontra;
√ duas substâncias poderão ter a mesma solubilidade, em uma
dada temperatura, porém nunca terão a mesma curva de
solubilidade.
Coeficiente de Solubilidade (endotérmica)
√ a dissolução endotérmica ocorre com absorção de energia
sendo favorecida pelo aumento da temperatura; p. ex: KNO3
Coeficiente de Solubilidade (exotérmica)
√ a dissolução exotérmica ocorre com liberação de energia,
portanto, sendo inibida pelo fornecimento da temperatura; p. ex:
Ca(OH)2.
Figura 3: Variação do coeficiente de solubilidade para duas diferentes soluções.
CONCENTRAÇÃO DAS
SOLUÇÕES
√ concentração é a denominação dada a qualquer solução entre
a quantidade de soluto e solvente, ou entre a quantidade de
soluto e solução;
Aspectos Quantitativos das Soluções
√ em laboratório as soluções normalmente são preparadas
dissolvendo-se uma determinada massa de soluto em certa
quantidade de solvente;
Concentração Comum (C)
-é a relação entre a massa do soluto e o volume da solução;
m1
C =
V
C = concentração (g L-1);
m1 = massa do soluto (g);
V = Volume de solução (L ou mL)
Densidade da Solução (d)
-é a relação entre a massa da solução e o seu volume;
m
d =
V
d: densidade da solução (g mL-1);
m: massa da solução (g);
V: volume da solução (mL, L)
Título (ττ), Porcentagem em Massa (ppm/ ppb)
-relaciona as massas de soluto pela massa da solução;
m1
m1
τ=
=
m1 + m2 m
sendo: τ = título (adimensional)
m1 = massa do soluto
m2 = massa do solvente
m = massa da solução ( m1 + m2 )
% em peso = τ * 100
-relação entre massa do soluto e a massa da solução;
-observe que, em 100g de solução, temos 20g de soluto, ou que,
para cada 1g de solução, temos 0,2g de soluto. Portanto, a
relação entre a massa do soluto e a massa da solução é igual a
0,2;
Título em Volume e Porcentagem em Volume
-relaciona o volume do soluto pelo volume da solução;
V1
τ=
V
volumedosoluto
τ=
volumedasolução
% em volume = τv * 100
Concentração em ppm
-quando temos soluções extremamente diluídas onde a massa do
solvente é praticamente a massa da solução;
1 parte de soluto
1 ppm =
106 partes de solução
-concentração em ppm expressa em volume;
-concentração em ppm expressa em massa;
-concentração em ppm expressa em massa por volume;
Concentração em Quantidade de Matéria
-relaciona a quantidade de matéria (número de mol) do soluto
com o volume da solução (L);
n1
M =
V
m1
n1 =
MM
M = Concentração em mol L-1;
n1 = quantidade de matéria do soluto (mol);
V = volume de solução (L);
m1 = massa de soluto (g);
MM = massa molar do soluto (g mol-1)
Fração Molar
-a fração em quantidade de matéria do soluto (x1) em uma
solução é a relação entre a quantidade de matéria do soluto (n1) e
a quantidade de matéria da solução (n);
n1
x1 =
n1 + n 2
n2
x2 =
n1 + n 2
n1 = quantidade de matéria do soluto;
n2 = quantidade de matéria do solvente;
n = quantidade de matéria da solução ( n1 + n2 ).
-a soma das frações molares em quantidade de matéria do
soluto e do solvente é sempre igual a um
Diluição de Soluções
-uma solução pode ser preparada adicionando-se solvente a uma
solução inicialmente mais concentrada;
quantidade inicial de soluto = quantidade final de soluto
inicial
final
relação
Concentração
(gL-1)
CV=C’V’
Concentração
(molL-1)
MV=M’V’
Título
τ m= τ’ m’
Misturas de Soluções
-mistura de soluções sem reação química
-mesmo soluto e solvente
m1’ = C´V´
m1’’ = C’’V’’
m1’+ m1’’ = CV
CV= C’V’ + C’’ V’’
n1’= M’V’`
n1’= M’’V’’`
n1’ + n1’= MV
MV= M’ V’ + M’’ V’’
-mesmo solvente com solutos diferentes
-teremos aí uma simples diluição dos dois solutos, pois suas
quantidades permanecem constantes, porém dispersas num
volume maior e com concentrações finais dos dois solutos
menores que as iniciais;
-vamos determinar qual a concentração molar para solução
final;
MNaCl = 0,05 mol L-1
MC12H22O11 = 0,1 mol L-1
Misturas de Soluções com Reação Química
-teremos aí uma mistura de soluções formadas por um mesmo
solvente, porém, com solutos diferentes resultando em uma
reação química;
técnica utilizada: Titulação
-titulação é uma prática realizada em química analítica para
determinar a concentração de uma solução a partir da reação
química com uma outra solução de concentração exatamente
conhecida.