06/03/2014
Propriedades das Soluções
Prof. Alex Fabiano C. Campos
O Processo de Dissolução
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Uma solução é uma mistura homogênea de soluto (presente em menor quantidade
de mols) e solvente (presente em maior quantidade de mols).
Os solutos e solvente são componentes da solução.
No processo da preparação de soluções com fases condensadas, as forças
intermoleculares se tornam reordenadas.
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O Processo de Dissolução
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Considere o NaCl (soluto) dissolvendo-se em água (solvente):
– as ligações de hidrogênio da água têm de ser quebradas,
– o NaCl se dissocia em Na+ e Cl- (Deve ser vencida a energia reticular)
– formam-se forças íon-dipolo: Na+ … δ-OH2 e Cl- … δ+H2O.
– Dizemos que os íons são solvatados pela água.
– Se água é o solvente, dizemos que os íons são hidratados.
– A solvatação é mais intensa em íons de menor raio e maior carga.
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O Processo de Dissolução
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Energética do Processo de Dissolução
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Há três fases de energia na formação de uma solução:
– a separação das moléculas ou íons do soluto (∆H1) ⇒ sempre endotérmica;
– o afastamento das moléculas do solvente (∆H2) ⇒ sempre endotérmica; e
– a formação das interações soluto-solvente (∆H3) ⇒ sempre exotérmica.
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Definimos a variação de entalpia no processo de dissolução como
∆Hdissol = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3
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O ∆Hdissol pode tanto ser positivo como negativo, dependendo das forças
intermoleculares envolvidas.
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Energética do Processo de Dissolução
No caso de compostos iônicos
U reticular ∝
q2
r
∆H1: separação dos íons ou moléculas do soluto.
∆H2: afastamento das moléculas do solvente.
No caso da interação íon-dipolo:
U íon − dipolo ∝
q
r2
∆H3: formação das interações entre soluto solvente.
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Energética do Processo de Dissolução
Se (∆H1 + ∆H2) < ∆H3
⇒ Dissolução exotérmica
Se (∆H1 + ∆H2) > ∆H3
⇒ Dissolução endotérmica
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Regra da Semelhança
SEMELHANTE DISSOLVE SEMELHANTE:
POLAR DISSOLVE POLAR
APOLAR DISSOLVE APOLAR
• Se o ∆Hdissol é demasiadamente endotérmico, não haverá a formação de uma
solução.
Exemplos:
• NaCl em gasolina: as forças íon-dipolo são fracas, uma vez que a gasolina é apolar.
Conseqüentemente, as forças íon-dipolo não são compensadas pela separação de
íons.
• Água em octano: a água tem ligações de hidrogênio fortes. Não há forças atrativas
entre a água e o octano para compensar as ligações de hidrogênio.
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Fatores que Afetam a
Solubilidade
1) Temperatura
dissolução endotérmica
Solubilidade
dissolução exotérmica
Temperatura
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Dissolução SólidoSólido-Líquido
Dissolução GásGás-Líquido
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Fatores que Afetam a
Solubilidade
2) Interação Soluto - Solvente
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Fatores que Afetam a
Solubilidade
3) Concentração da Solução
• Solução insaturada ⇒ contém menos soluto do que o limite de solubilidade.
• Solução saturada ⇒ contém soluto na quantidade limite de solubilidade.
• Solução saturada com corpo de fundo ⇒ contém mais soluto que o limite de solubilidade,
ocasionando a formação de um corpo de fundo (precipitado).
• Solução supersaturada ⇒ contém mais soluto que o limite de solubilidade, porém o
sistema mantém-se cineticamente homogêneo em condições especiais.
Formação do corpo de fundo
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Supersaturação
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Fatores que Afetam a Solubilidade
4) Pressão
• A solubilidade de um gás em um líquido é uma função da pressão do gás.
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Quanto maior a pressão, mais próximas as moléculas de gás estarão do solvente e
maior a chance da molécula de gás atingir a superfície e entrar na solução.
– Conseqüentemente, quanto maior for a pressão, maior a solubilidade.
– Quanto menor a pressão, menor a quantidade de moléculas de gás próximas
ao solvente e menor a solubilidade.
Se Sg é a solubilidade de um gás num líquido, k é uma constante e Pg é a pressão
parcial de um gás num líquido, então, a Lei de Henry nos fornece:
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S g = kPg
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Propriedades Coligativas
Abaixamento da pressão de vapor (Tonoscopia)
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Os solutos não voláteis reduzem a habilidade das moléculas da superfície do solvente
de escaparem do líquido.
Conseqüentemente, a pressão de vapor é reduzida.
A taxa de redução da pressão de vapor é proporcional à quantidade de soluto.
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Propriedades Coligativas
Abaixamento da pressão de vapor (Tonoscopia)
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A Lei de Raoult: P é a pressão de vapor da solução, P2° é a pressão de vapor do
solvente puro e Χ2 é a fração molar do solvente:
P = Χ 2 P20
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A solução ideal: aquela que obedece à lei de Raoult.
A lei de Raoult falha quando as forças intermoleculares solvente-solvente e
soluto-soluto são maiores do que as forças intermoleculares soluto-solvente.
No caso de uma solução ideal em que tanto o soluto quanto o solvente são
voláteis, a pressão de vapor pode ser obtida pela soma das contribuições da
pressão de vapor do solvente (Lei de Raoult) e do soluto (Lei de Henry).
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Propriedades Coligativas
Elevação do ponto de ebulição (Ebulioscopia)
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A ebulição ocorre quando a pressão de vapor do solvente iguala-se ou supera a
pressão atmosférica.
Quando da presença de um soluto não volátil, a pressão de vapor do solvente diminui.
Consequentemente, uma temperatura mais alta será necessária para que haja
ebulição.
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Propriedades Coligativas
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Diminuição do ponto de congelamento (Crioscopia).
Quando da presença de um soluto não volátil, o processo de congelamento do
solvente é dificultado. Consequentemente, uma temperatura mais baixa será
necessária para que haja congelamento.
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Propriedades Coligativas
solvente puro
Resumo
solução
soluto não volátil
• Ocorre diminuição da pressão de vapor
• Ocorre elevação da temperatura de ebulição
• Ocorre abaixamento do ponto de congelamento
A intensidade dos efeitos coligativos depende somente da concentração do soluto.
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Osmose
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Osmose: é o movimento de um solvente a partir de uma concentração baixa de
soluto para uma concentração alta de soluto.
Pressão osmótica (π): pressão a ser exercida na solução para evitar a osmose.
Quanto maior a concentração da solução, maior a pressão osmótica.
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