Química
2
SUMÁRIO
DO
VOLUME
QUÍMICA
1. Estudo das dispersões
5
1.1 Suspensão
5
1.2 Coloide
5
1.3 Soluções
7
2. A concentração das soluções
14
2.1 A concentração comum (C) – g/L
14
2.2 Concentração em ppm e ppb
19
2.3 A concentração Fração em massa ou Título (τ)
22
2.4 Fração em volume ou Título em volume (T v/v)
25
2.5 Concentração em quantidade de matéria por litro, concentração mol por litro ou molaridade (Mol.L-1) 27
3. Relação entre concentrações
36
4. Diluição e concentração
39
5. Mistura de soluções
44
5.1 Mistura de soluções de mesmo soluto
44
5.2 Mistura de soluções de solutos diferentes sem ocorrência de reação
46
5.3 Mistura de soluções de solutos diferentes com ocorrência de reação
47
6. Titulação ou análise volumétrica
51
Química
SUMÁRIO COMPLETO
VOLUME 1
UNIDADE: FÍSICO-QUÍMICA
1. Estudo das dispersões
2. A concentração das soluções
3. Relação entre concentrações
4. Diluição e concentração
5. Mistura de soluções
6. Titulação ou análise volumétrica
UNIDADE: QUÍMICA ORGÂNICA
1. Introdução a Química
2. Estudos das funções Orgânica
VOLUME 2
UNIDADE: FÍSICO-QUÍMICA
7. Termoquímica
8. Elétroquímica
UNIDADE: QUÍMICA ORGÂNICA
3. Estudos das funções orgânicas
VOLUME 3
UNIDADE: FÍSICO-QUÍMICA
9. Cinética Quimíca
• Saiba Mais – Equilíbrio Quimíco
UNIDADE: QUÍMICA ORGÂNICA
4. Estudos das funções orgânicas
• Saiba Mais – Isomeria Plana e Espacial
3
4
Química
Química
Estudo das dispersões
1. ESTUDO
DAS DISPERSÕES
As dispersões estão presentes no nosso cotidiano muito mais do que imaginamos, como, por exemplo,
quando tomamos soro, preparamos uma maionese ou simplesmente comemos uma gelatina. Mas o que
vem a ser essas tais dispersões?
Dispersões são sistemas nos quais se tem uma partícula pequena dispersa em uma outra substância.
De acordo com o tamanho dessa partícula, podemos classificar essas dispersões em suspensão (dispersão
grosseira), dispersão coloidal (coloide) e solução, sendo a suspensão e a dispersão coloidal sistemas
heterogêneos (que apresentam mais de uma fase), e a solução, um sistema homogêneo.
1.1 Suspensão
Práxis
Para facilitar o entendimento deste capítulo, recomenda-se que, em casa, se misture, em um copo de
plástico contendo água, uma pequena quantidade de areia ou terra.
Todos, já fizeram a mistura água mais terra citada anteriormente. Sem saber, montamos um tipo de
dispersão classificada como dispersão grosseira ou suspensão. Analisando o próprio copo com água e terra,
podemos definir algumas propriedades desse sistema. Se deixarmos o copo parado por um determinado tempo,
iremos perceber que a terra irá se sedimentar no fundo do copo apenas pela ação da gravidade. Podemos
afirmar, portanto, que os sistemas classificados como suspensões sofrem sedimentação pela ação da gravidade.
E se quisermos separar a terra da água? Simples, um filtro comum pode efetuar o trabalho com uma
boa eficiência.
Após termos feito todas essas observações, uma pergunta surge: Como isso é possível? A resposta está
no tamanho das partículas do disperso.
Busca
Dispersante: Equivalente ao solvente de uma solução, ou seja, o meio que sustenta a dispersão.
Disperso: Equivalente ao soluto de uma solução, ou seja, aquilo que está espalhado no meio.
Podemos classificar uma suspensão de uma forma mais científica, utilizando o tamanho de suas
partículas. As suspensões apresentam partículas grandes, maiores que 100 nm (alguns autores consideram
que as partículas são maiores que 1000 nm), muitas vezes visíveis a olho nu ou com o auxílio de um
microscópio óptico. E são exatamente essas partículas grandes que irão determinar as propriedades das
suspensões. Como as partículas são grandes, a solubilização delas é dificultada, por isso podemos separar
facilmente o sistema, e este sofre sedimentação pela ação da gravidade.
1.2 Coloide
Neblina, gelatina, espuma e pérola. O que esses sistemas apresentam em comum? Todos são classificados
como coloides [do grego kólla, cola + eîdos, forma], adj. que se assemelha à cola; s.m..
Cientificamente, coloide é todo sistema heterogêneo que apresenta partículas entre 1 e 100 nm. As
partículas são grandes, porém seus tamanhos não são suficientes para que possamos visualizá-las a olho nu
(as partículas podem ser visualizadas com o auxílio de um ultramiscroscópio). Mas se nós não podemos
visualizar as partículas do coloide, como poderemos identificá-lo? A resposta está em uma propriedade
que apenas os coloides apresentam: o efeito Tyndall.
5
Química
6
Estudo das dispersões
Saiba mais
O efeito Tyndall já deve ter feito você passar
por momentos de tensão. Quanto está dirigindo por
uma estrada na presença de forte neblina, a visão
do motorista fica prejudicada. Institivamente temse a ideia de que, se for ligada a luz alta do carro, a
visualização da pista será melhor. Isso é grande erro.
A neblina é classificada como um coloide e, como
tal, apresenta o efeito Tyndall. Quando liga-se a luz
alta, essa luz irá se chocar com as partículas de água
presentes na neblina, sofrendo difração e formando
uma “parede branca” à nossa frente, que dificultará
ainda mais a visualização da estrada. Nessa situação,
o recomendado é diminuir a velocidade, aumentar a
distância do carro da frente e ligar a luz baixa (ou o
farol de neblina se o carro possuir).
Adaptado para o Acervo CNEC.
John Tyndall (1820-1893), quando estudava o comportamento das soluções, descobriu uma propriedade muito
importante, o espalhamento da luz em suspensões coloidais, o que não ocorre com as soluções verdadeiras.
Esse efeito é observado quando a luz se choca com as partículas do soluto e ocorre o espalhamento da luz
devido ao tamanho dessas partículas. Pode-se visualizar esse efeito facilmente quando observamos as gotículas
de água ao acendermos os faróis do automóvel numa noite de neblina.
O laser atravessa primeiro a solução sem que possamos
observá-lo; já, no segundo meio (coloide), observamos a
refração da luz.
Saiba mais
O farol de neblina é projetado para iluminar as laterais da pista logo à frente do veículo e, por isso,
é instalado o mais próximo possível do nível do solo. Ele funciona espalhando a luz em forma de leque,
abrangendo uma área maior.
Diferentemente das suspensões, não é possível separar as partículas de um coloide por um filtro
simples, sendo necessária a utilização de uma ultracentrífuga. Tal coloide também não sofrerá sedimentação
pela ação da gravidade (mesmo sendo uma mistura heterogênea). A explicação encontra-se em outra
propriedade dos coloides, o movimento browniano.
Busca
Movimento Browniano: Consiste no movimento constante e
errático das moléculas do disperso por estarem, constantemente, a
colidir contra as moléculas do dispersante.
1.2.1 Exemplos e classificação dos coloides
Os coloides são classificados a partir dos vários estados do meio contínuo (dispersante) e da fase
dispersa, como ilustrado nesta tabela:
Difração: Fenômeno do espalhamento de uma onda ou luz ao encontrar obstáculo.
Química
7
Estudo das dispersões
FASE DISPERSA
FASE
CONTÍNUA
(DISPERSANTE)
Gás
Líquido
Sólido
Gás
Não existe. Todos
os gases são
solúveis entre si.
Aerossol líquido
Exemplos: nuvem, neblina,
Sprays.
Aerossol sólido
Exemplos: fumaça, pó
em suspensão.
Líquido
Espuma líquida
Exemplo: espuma
de sabão.
Emulsão
Exemplos: leite , maionese,
cremes, sangue.
Sol
Exemplo: tintas, vidros
coloridos, detergente em
água.
Sólido
Espuma sólida
Exemplo: pedrapomes.
Gel
Exemplos: gelatina, queijo,
geleia.
Sol sólido
Exemplo: cristal de rubi,
cristal de safira , ligas
metálicas.
1.2.2 Estabilidade dos coloides
A estabilidade dos coloides é diretamente relacionada com a fase dispersa, principalmente se esta é
liofílica (do grego fílico, “gostar”) ou liofóbica (do grego fóbico, “ter medo”). O termo lio refere-se ao
meio dispersante.
Essa classificação serve para indicar se as partículas dispersas têm uma afinidade fraca (liofóbica) ou
forte (liofílica) com o meio dispersante e assim determinarmos algumas de suas propriedades. Os coloides
liofílicos, de um modo geral, são bastante fáceis de serem preparados, muito estáveis e razoavelmente
simples de serem reconstruídos. Já os coloides liofóbicos, geralmente, são menos estáveis e difíceis de
serem reconstruídos. Como exemplo de coloide liofílico, podemos citar o sabão disperso na água, e o óleo
suspenso na água seria um coloide liofóbico típico.
1.3 Soluções
As soluções são sistemas que apresentam partículas dispersas menores que 1 nm. Temos aqui, pela
primeira vez, a formação de um sistema homogêneo, visto que as suspensões e os coloides são classificados
como sistemas heterogêneos.
Na solução, temos também uma denominação especial para dispersante e disperso. Aqui, dizemos
que o dispersante equivale ao solvente, da solução, e o disperso, ao soluto.
Devido ao grande número de aplicações, estudaremos as soluções mais profundamente.
1.3.1 Classificação de soluções
1.3.1.1 Quanto ao estado físico
Vimos anteriormente que as soluções são constituídas por soluto e solvente. Esses
componentes podem apresentar-se em todos os estados físicos da matéria, sendo que, de
uma forma geral, o estado físico do solvente determinará o estado físico da solução. O
soro fisiológico é uma mistura de água (solvente líquido) e de cloreto de sódio (soluto
sólido), e se constitui em uma solução líquida.
Agora, se tivermos o solvente no estado sólido, a solução será
sólida, independentemente do estado físico do soluto (podemos
ter o soluto no estado sólido, líquido ou gasoso). As soluções
sólidas mais importantes são as ligas metálicas.
Agora, se tivermos o solvente no estado gasoso, a solução será
gasosa.
gasosa Um exemplo de solução gasosa é o ar atmosférico.
Química
8
Estudo das dispersões
1.3.1.2 Quanto à proporção soluto — solvente
Molécula de
açúcar aquosa
Na+
Sal
sólido Cl
Sal
aquoso
Na+
Cl-
Açúcar
cristal
(sólido)
Disponível em : <www.ucs.br>. Acesso em: 31 mar. 2009.
2
Cr
2
K
KN
O
3
O
7
AgN
O
Kl
3
É possível classificar uma solução, inicialmente, em diluída ou em concentrada de acordo com as
quantidades de soluto e de solvente.
Quando a razão entre soluto e solvente é baixa, temos uma solução diluída. O soro fisiológico, por
exemplo, é constituído por 9 g de NaCl dissolvidos em 1 litro (1 000 g) de água, sendo assim considerado
uma solução diluída.
Mas, se forem acrescentadas 100 g de NaCl em 1 L de água, obteremos uma relação alta entre soluto
e solvente e, então, a solução será concentrada.
Outro critério de classificação para as soluções é utilizarmos o seu coeficiente de solubilidade, grandeza
que indica a quantidade do soluto que pode ser dissolvida em uma massa fixa de solvente (geralmente 100
gramas de solvente) a uma determinada temperatura. Veja o gráfico a seguir.
O gráfico mostra-nos curvas de solubilidade de
Coeficiente de solubilidade (g/100 g de H2O)
vários sais, dentre eles o nitrato de potássio (KNO3).
Nele, observamos que, a 20 °C, podemos dissolver 150
aproximadamente 34,6 gramas de KNO3,em uma 140
NaNO3
quantidade de água equivalente a 100 gramas. 130
3
NO
a
Afirmamos, então, que o coeficiente de solubilidade 120
N
do nitrato de potássio, a 20 °C, é igual a 34,6 g/100 g 110
r
de H2O.
100
KB
Tendo em mãos o coeficiente de solubilidade, 90
podemos classificar as soluções em insaturadas, 80
saturadas ou supersaturadas.
l
70 aC 2
As soluções insaturadas são aquelas nas quais 60 C
a quantidade de soluto não atingiu o coeficiente de
50
Na2SO4
solubilidade. Tomando por base o exemplo anterior, uma
NaCl
40
Ca(S H O )
solução com 20 gramas de KNO3 em 100 gramas de água,
2 3 2 2
30
3
a 20 °C, é insaturada. Agora, se tivermos uma solução na
O
l
20
KC
qual a quantidade de soluto dissolvida é exatamente igual
10
à quantidade definida pelo coeficiente de solubilidade,
0
teremos uma solução saturada. Tendo a solução atingido
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90100 110 120
Temperatura (°C)
a saturação, qualquer quantidade a mais de soluto que for
Evolução
da
solubilidade
de
alguns
composto
em função
adicionada não conseguirá ficar dissolvida, formando o da temperatura.
que chamados de corpo de fundo ou precipitado.
Agora, se conseguirmos manter dissolvida uma quantidade de soluto maior que aquela definida pelo
coeficiente de solubilidade, teremos uma solução supersaturada. Para que isso seja possível, devemos pegar
uma solução saturada com corpo de fundo e aquecê-la até a completa dissolução do sólido (é importante
ressaltar que a solubilidade de uma substância, na maioria das vezes, aumenta com a temperatura). Depois,
devemos realizar um resfriamento lento e cuidadoso.
Química
9
Estudo das dispersões
Fazendo esse processo, conseguiremos manter dissolvida uma quantidade maior de sal do que aquela
definida pelo coeficiente de solubilidade, formando o que classificamos como solução supersaturada,
que é instável. Uma simples perturbação ou adição de um cristal do sal nesse sistema pode ocasionar a
precipitação do excesso de soluto dissolvido e, assim, volta-se à solução saturada com corpo de fundo.
Saiba mais
O MEL É UM EXEMPLO DE SOLUÇÃO SUPERSATURADA
Disponível em: <www.sxc.hu>.
Acesso em: 31 mar. 2009.
Quando se deixa em repouso um pote de mel, cujo principal soluto
é a glicose, esta se cristaliza. Quando isso acontece, muitas
pessoas pensam que o mel se transformou em açúcar comum
(sacarose). No entanto, se aquecermos esse mel em banhomaria, o aumento da temperatura fará com que a glicose
cristalizada se dissolva, regenerando a solução supersaturada
inicial. Melado feito de cana-de-açúcar, xarope de milho (Karo)
obtido de glicose e geleias são outros exemplos de soluções
supersaturadas usadas em nosso dia a dia.
Como foi dito anteriormente, de um modo geral,
o aumento da temperatura favorece a solubilidade
do soluto. Quando isso ocorre, dizemos tratar-se de
uma solubilidade endotérmica. Nos outros casos,
nos quais a solubilidade diminui com o aumento da
temperatura, dizemos tratar-se de uma solubilidade
exotérmica.
Coeficiente solubilidade
(g/100 de água)
1.3.1.4 Solubilidade de gases
Coeficiente de solubilidade
(g/100 g de H2O)
1.3.1.3 Solubilidade endotérmica e exotérmica
KNO3
140
120
100
80
60
40
20
K2CrO4
NaCl
Ce2(SO4)3
20
40
60
80
temperatura (°C)
O Ce2(SO4)3 tem dissolução exotérmica, e os demais
sais, dissolução endotérmica.
T(°C)
Pode-se afirmar que a solubilidade de um gás é diretamente proporcional
à pressão, ou seja, quanto maior for a pressão, maior será a solubilidade do
gás em um líquido.
Coeficiente solubilidade
(g/100 de água)
Quando, numa solução líquida, o soluto for gasoso, deve-se observar
a Lei de Henry, que relaciona a solubilidade dos gases à pressão e à
temperatura. Segundo a Lei de Henry, a solubilidade de um gás decresce
com o aumento da temperatura, como é possível observar no gráfico ao
lado.
P (atm)
Por isso, um refrigerante gelado tem um sabor mais gostoso do que se estivesse à temperatura ambiente,
pois contém mais CO2(g) dissolvido. Mas, quando o lacre é aberto, tem-se a diminuição da pressão interna
da garrafa, ocasionando uma diminuição da solubilidade do CO2 (fato evidenciado pela formação de bolhas).
Química
10
Estudo das dispersões
Exercícios de sala
1
O refrigerante é uma solução que tem como solvente a água, e um dos solutos é o gás carbônico (CO2).
Comparando o que acontece quando abrimos uma garrafa de refrigerante à temperatura ambiente e
quando abrimos uma garrafa que estava na geladeira, explique como varia a solubilidade desse gás em
relação à temperatura.
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
1.3.1.5 Quanto à natureza do soluto
Para melhor visualização desse item, sugerimos a montagem
do esquema ilustrado ao lado constituído por uma lâmpada,
dois eletrodos, fios de cobre e um béquer.
Se fizermos duas soluções, uma de sal de cozinha (NaCl)
e outra de açúcar (C6H12O6) e utilizarmos o teste citado,
notaremos um comportamento diferente da lâmpada. Na
solução de sal de cozinha, ela acenderá e na de açúcar não.
A explicação para esse fato encontra-se no tipo
de ligação de cada substância. No sal de cozinha, encontramos ligações predominantemente iônicas.
Quando o colocamos em água, ocorre um processo denominado dissociação, que irá liberar os íons Na+
e Cl- contidos no retículo cristalino do NaCl, e são exatamente esses íons que permitirão a condução de
corrente elétrica pela solução, formando o que chamaremos de solução eletrolítica.
Já o açúcar, por apresentar predominantemente ligações covalentes, não liberará íons em água, fazendo
com que a lâmpada continue apagada. A essas soluções damos o nome de soluções não eletrolíticas ou
soluções moleculares.
O uso do aplicativo “soluções de sal e açúcar” poderá auxiliar no entendimento
do conteúdo.
http://cnec.lk/002q
Saiba mais
Os avanços tecnológicos afetam drasticamente o modo como vivemos e a
forma como lidamos com os objetos e as pessoas à nossa volta. Esses avanços
precisam ser incorporados rapidamente pelos diversos setores e atividades
humanas, inclusive na educação. Hoje em dia, por meio dos avanços nas
Tecnologias de Informação e Comunicação, o processo de ensino-aprendizagem
tornou-se muito mais interativo e dinâmico. Nesse sentido, o material de química
da Rede de Ensino CNEC trouxe uma nova ferramenta tecnológica adaptada a
essas novas tendências. É o Código QR ou QR Code.
O que é o QR Code? O QR Code (Quick Response Code ou Código de Resposta
Rápida), assim como um código de barras, é uma imagem gerada por processos
automatizados e informatizados, que possuem informações em seu interior. Essas
QR Code. Acesse por meio
do seu celular, tablet ou PC e
descubra qual a informação
embutida nesse código.
Química
Estudo das dispersões
informações podem ser acessadas por meio de um aplicativo que realiza a leitura e decodificação do código através
da câmera do celular (iPhone, Android, Blackberry, Symbian etc.), do tablet ou do PC. A partir da leitura desse código,
poderá ser acessado um link de endereço eletrônico, ou um SMS, ou um texto contido dentro do código. Contudo, é
fundamental que o dispositivo utilizado para realizar a leitura do código esteja conectado à Internet, pois, na maioria
das vezes, necessitará da web para acessar o conteúdo.
Inicialmente, criado pela empresa japonesa Denso-Wave, em 1994, para identificar peças na indústria
automobilística, desde 2003, os códigos QR estão sendo usados em muitas revistas, campanhas publicitárias
e até em jogos. No Brasil, por exemplo, o Metrô de São Paulo adotou o uso desses códigos para disponibilizar
aos seus usuários o acesso mais rápido ao conteúdo do site do Metrô na sua versão mobile.
Alguns aparelhos já possuem o aplicativo instalado para realizar a leitura do códigos. Caso seu celular ou
tablet não o tenha, faça o download de algum dos aplicativos disponíveis para dispositivos móveis de acordo
com o Sistema Operacional. No caso do uso de PCs, é necessário fazer o download do aplicativo QReader
que possui versões tanto para Windows quanto para Mac.
Para realizar a leitura dos códigos QR, com o aplicativo instalado, clique sobre o ícone para abrir o aplicativo
e enquadre o código no centro da câmera. É possível que demore alguns segundos para focar. Depois de
alguns segundos, de forma automática, o dispositivo móvel ou o PC acessará as informações contidas no
código. Siga o passo a passo a seguir.
1) Selecione o tipo de plataforma e
baixe o aplicativo leitor de QR Code no
seu smartphone ou tablet.
2) Abra o leitor de QR Code, posicione a
imagem à frente da câmera e fotografe
o código.
3) Aproveite o que preparamos para
você.
Agora você está pronto para acessar os códigos QR ao longo do Mateiral Didático do Siatema de Ensino
CNEC. Aproveite esse recurso!
Exercícios de sala
2
A curva de solubilidade de um dado sal é apresentada a seguir.
60
50
40
30
20
10
Solubilidade
g/100g H2O
10
20
30
40
Temperatura (°C)
Considerando a solubilidade desse sal a 30 °C, qual seria a quantidade máxima (aproximada) de
soluto cristalizada, quando a temperatura da solução saturada (e em agitação) fosse diminuída para
20°C?
a) 5 g.
b) 10 g.
c) 15 g.
d) 20 g.
e) 30 g.
11
Química
12
Estudo das dispersões
3
4
A 10 °C, a solubilidade do nitrato de potássio é
de 20,0 g/100 g H2O. Uma solução contendo
18,0 g de nitrato de potássio, em 50,0 g de água,
a 25 °C, é resfriada a 10 °C. Quantos gramas
do sal permanecem dissolvidos na água?
a) 1,00
b) 5,00
c) 9,00
d) 10,0
e) 18,0
6
C (g/100 mL)
100
5
0
20
40
60
40
60
80
100
T (°C)
A partir da análise do gráfico, marque para
as alternativas abaixo (V) Verdadeira, (F) Falsa
ou (SO) Sem Opção.
( ) O aumento da temperatura não interfere
na solubilidade do clorato de potássio.
( ) À temperatura de aproximadamente 25ºC,
a solubilidade do cloreto de cálcio é igual à
solubilidade do nitrito de sódio.
( ) As curvas de solubilidade indicam
que quanto maior a temperatura, maior a
solubilidade dos sais em água.
( ) A solubilidade do sal que sofre maior efeito
com o aumento da temperatura é a do cloreto
de sódio.
50 T ºC
7
(PAIES) Sobre o assunto solubilidade, considere
as informações apresentadas e marque para as
alternativas a seguir (V) Verdadeira, (F) Falsa ou
(SO) Sem Opção. O coeficiente de solubilidade
do cloreto de potássio na água é igual a 32,0 g
de KCl/100 g de H2O, à temperatura de 20 ºC,
e pressão de 1 atm.
( ) A 40 ºC, uma solução com 32,0 g de
KCl/100 g de H2O é insaturada.
( ) O coeficiente de solubilidade cresce com o
aumento da pressão.
( ) Adicionando-se 50,0 g de KCl a 100 g de
H2O, a 20 ºC, obtém-se um sistema bifásico.
( ) O coeficiente de solubilidade estabelece
uma relação máxima entre as quantidades de
soluto e de solvente, portanto esse coeficiente
é, também, igual a 160 g de KCl/500 g de H2O.
Solubilidade do
KCl (g/100g H2O)
27,6
34,0
40,0
45,5
Em 200 g de água a 20 °C, adicionaram-se
80,0 g de KCl. Conhecida a tabela anterior,
após forte agitação, observa-se a formação de
uma:
a) solução saturada, sem corpo de fundo.
b) solução saturada, contendo 68,0 g de KCl
dissolvidos, em equilíbrio com 12,0 g de KCl
sólido.
c) solução insaturada, com corpo de fundo.
d) solução extremamente diluída.
e) solução supersaturada.
NaCl
20
Considere a tabela a seguir sobre a solubilidade
do cloreto de potássio:
Temperatura °C
KClO3
20
20
um sistema homogêneo.
um sistema heterogêneo.
apenas uma solução insaturada.
apenas uma solução saturada.
uma solução supersaturada.
KCl
40
40
a)
b)
c)
d)
e)
NaNO2
60
Solub. g/100g H2O
30
CaCl2
80
A curva de solubilidade do KNO3 em função
da temperatura é dada a seguir. Se a 20 °C
misturarmos 50 g de KNO3 com 100 g de água,
quando for atingido o equilíbrio, teremos:
10
(PAIES) O diagrama a seguir representa a
curva de solubilidade de alguns sais em água.
Exercícios propostos
8
(UNB) Examine a tabela seguinte, com dados
sobre a solubilidade da sacarose (C12H22O11),
do sulfato de sódio (Na2SO4) e do clorato de
potássio (KClO3) em água a duas temperaturas
diferentes e julgue os itens seguintes, marcando
(C) para os Corretos e (E) para os Errados.
Química
13
Estudo das dispersões
Solubilidade em água (g/L)
Substância
40 °C
60 °C
C12H22O11
2381
2873
Na2SO4
488
453
KClO3
12
22
1) ( ) A solubilidade de uma substância em determinado solvente independe da temperatura.
2) ( ) A uma dada temperatura, a quantidade limite de um soluto que se dissolve em determinado volume
de solvente é conhecida como solubilidade.
3) ( ) Nem todas as substâncias são mais solúveis a quente.
9
(UFRGS) A solubilidade da soda cáustica (NaOH) em água, em função da temperatura, é dada na tabela
a seguir:
a)
b)
c)
d)
e)
Temperatura (°C)
20
30
40
50
Solubilidade
(g/100g de H2O)
109
119
129 145
Considerando soluções de NaOH em 100 g de água, é correto afirmar que:
a 20 °C, uma solução com 120 g de NaOH é saturada.
a 20 °C, uma solução com 80 g de NaOH é diluída.
a 30 °C, uma solução com 11,9 g de NaOH é concentrada.
a 30 °C, uma solução com 119 g de NaOH é supersaturada.
a 40 °C, uma solução com 129 g de NaOH é saturada.
10 (CESGRANRIO) Considere o quadro a seguir:
Propriedades
Dispersão A
Dispersão B
Dispersão C
Natureza das moléculas
Átomos, íons ou
pequenas moléculas
Macromoléculas ou
grupos de moléculas
Partículas visíveis a
olho nu
Efeito da gravidade
Não sedimenta
Não sedimenta
Sedimenta rapidamente
Uniformidade
Homogênea
Não tão homogênea
Heterogênea
Separabilidade
Não pode ser separada
por filtração
Pode ser separada
somente por
membranas especiais
Pode ser separada por
papel de filtro
a)
b)
c)
d)
e)
Logo, podemos afirmar que:
A = solução verdadeira; B = suspensão; C = solução coloidal.
A = suspensão; B = solução coloidal; C = solução verdadeira.
A = solução coloidal; B = solução verdadeira; C = suspensão.
A = solução coloidal; B = suspensão; C = solução verdadeira.
A = solução verdadeira; B = solução coloidal; C = suspensão.
Química
14
A concentração das soluções
2. A
CONCENTRAÇÃO DAS SOLUÇÕES
Você já leu o rótulo de um frasco de soro fisiológico 0,9% p/v ou soro glicosado 5%, em massa, e se
perguntou o significado das informações contidas nele?
O comportamento das soluções não depende somente da natureza do soluto, mas também da sua
quantidade em relação ao solvente. Um medicamento administrado por via oral, intramuscular ou endovenosa
deve ter uma concentração de solutos específica, caso contrário, pode até causar distúrbios graves.
Assim, os químicos expressam a relação entre os componentes dessas soluções em diferentes formas
de concentração das soluções.
Em nosso trabalho com soluções, usaremos as seguintes legendas. Memorize-as, pois serão utilizadas
em todo este volume:
• Grandezas relacionadas ao soluto terão índice 1.
Ex: m1 = massa do soluto, v1 = volume do soluto.
• Grandezas relacionadas ao solvente terão índice 2.
Ex: m2 = massa do solvente, v2 = volume do solvente.
• Grandezas relacionadas à solução não apresentarão índice.
Ex: m = massa da solução, V = volume da solução.
2.1 A concentração comum (C) – g/L
“Porque o excesso de sal nas suas águas (Mar Morto) torna a vida praticamente impossível por ali. Com
exceção da bactéria Haloarcula marismortui, que consegue filtrar os sais e sobreviver nesse cemitério
marítimo, todos os organismos que chegam ao Mar Morto morrem rapidamente. Outra característica curiosa
é que ninguém consegue afundar nas suas águas, graças novamente à alta concentração salina, que o torna
muito mais denso do que o corpo humano. Os oceanos têm uma média de 35 gramas de sal por litro de
água, enquanto o Mar Morto tem quase 300 gramas. Isso se deve basicamente a sua localização – na divisa
entre Israel e Jordânia. A região é quente e seca, o que acelera a evaporação e impede a reposição da água
pela chuva – em um ano chove tanto quanto um dia chuvoso em São Paulo. Além disso, o Mar Morto é o local
mais baixo do planeta: alguns pontos ficam a mais de 400 metros abaixo do nível dos oceanos. Isso significa
que grande parte das partículas que se soltam dos terrenos a sua volta escoam em sua direção”
Disponível em: <http://mundoestranho.abril.com.br>. Acesso em: 27 ago. 2013.
Após a leitura do texto, podemos afirmar que, em 1 litro de água do Mar Morto, há uma quantidade
de sal equivalente a 300 gramas. Ao relacionarmos a massa do sal (soluto) presente em 1 litro de água do
Mar Morto (solução), estaremos expressando a concentração comum:
m1
massa do soluto
=
C=
volume da solução
V
Unidades
Massa do soluto
gramas
Volume da solução
litros
Concentração comum gramas/litro
Exemplo: Tem-se uma solução aquosa de soro glicosado preparada com 5,0 gramas de C6H12O6(s)
dissolvidos em água suficiente para formar 100 mL de solução. Qual é a concentração em g/L dessa solução?
Considerando que:
Massa do soluto = 5 gramas
Volume da solução = 100 mL (0,1L)
Substituindo na fórmula, tem-se:
m
C= 1
V
5g
C=
0,1 L
C= 50 g/L
Química
A concentração das soluções
Raciocinando com regra de três
Por definição, a concentração comum indica a massa de soluto (em gramas) presente em um litro de solução.
Se há 5,0 g de glicose dissolvidos em 100 ml de solução, então, em 1 litro de solução (1000 mL), haverá:
5,0 g de C6H12O6(s) ------------- 100 mL
x ––––––– 1 000 mL
A concentração da solução será 50 g/L.
Busca
Ao trabalharmos com soluções, é importante tomarmos cuidado para não confundirmos
o conceito de densidade com o de concentração comum. Quando falamos em densidade,
estamos nos referindo à razão entre a massa da solução pelo volume da solução, sendo a
fórmula d= m . Já ao falarmos em concentração, estamos nos referindo à razão da massa
v
m1
do soluto pelo volume da solução, sendo a fórmula C= V .
Exercícios de sala
1
Uma solução foi preparada adicionando-se 40 g de NaOH em água suficiente para produzir 400 mL de
solução. Calcule a concentração da solução em g/L.
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2
O ser humano adulto possui, em média, 5 litros de sangue com cloreto de sódio dissolvido na concentração
de 5,8 g/L. Qual é a massa total de cloreto de sódio (NaCl) no sangue de uma pessoa adulta?
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3
Em um balão volumétrico de 400 mL, são colocados 18 g de cloreto de potássio e água suficiente para
atingir a marca do gargalo (ou seja, completar 400 mL de solução). Qual é a concentração dessa solução,
em g/L?
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4
Colocando-se 80 g de NaOH em um recipiente com 800 mL de solução, qual é a concentração comum
da solução formada?
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