Prévia do material em texto
Disciplina: Química Soluções Bragança Paulista - 2020 Instituto Federal de São Paulo Campus Bragança Paulista Prof. Josias Falararo Pagotto SOLUÇÕES Soluções São MISTURAS HOMOGÊNEAS!!! SOLVENTE: é a substância que está em MAIOR quantidade na solução. SOLUÇÃO = SOLVENTE + SOLUTO SOLUTO: é a substância que está em MENOR quantidade na solução. Classificação das Soluções São classificadas pelo ESTADO FÍSICO FINAL da mistura!!! ➢ SOLUÇÃO SÓLIDA: estado físico final é sólido. ➢ SOLUÇÃO LÍQUIDA: estado físico final é líquido. ➢ SOLUÇÃO GASOSA: estado físico final é gasoso. Classificação das Soluções ➢ SOLUÇÃO SÓLIDA: estado físico final é sólido. Exemplos: ligas metálicas: bronze = cobre + estanho; latão: cobre + zinco; ouro 18 quilates = ouro + prata ou ouro + cobre 1. https://www.solucoesindustriais.com.br/empresa/metais-e-artefatos/brassluna/produtos/metais/bronze-liga-metalica 2. http://www.dpcmetais.com.br/page_5.html 3. https://lista.mercadolivre.com.br/par-de-alianca-em-ouro-18-quilates_NoIndex_True 1 2 3 BRONZE LATÃO OURO 18 QUILATES Classificação das Soluções ➢ SOLUÇÃO LÍQUIDA: estado físico final é líquido. Exemplos: - água + álcool; - água + acetona; - água + sal; - água + açúcar Classificação das Soluções ➢ SOLUÇÃO GASOSA: estado físico final é gasoso. Exemplos: o ar (qualquer mistura gasosa é uma solução) 1 AR 1. https://www.elo7.com.br/painel-ceu-g-frete-gratis/dp/A7FB95 Tente responder... ➢ Por que álcool e água são solúveis, mas água e gasolina são insolúveis? ➢ Como é o mecanismo de dissolução do sal na água? 1. QUÍMICA, R. Feltre, v. 2, 6ª ed., 2004, p. 5 1 2 2. QUÍMICA, R. Feltre, v. 2, 6ª ed., 2004, p. 5 3 3. QUÍMICA, R. Feltre, v. 2, 6ª ed., 2004, p. 5 Tente responder... ➢ Como é o mecanismo de dissolução do sal na água? 1. QUÍMICA, R. Feltre, v. 2, 6ª ed., 2004, p. 5 1 COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE Coeficiente de Solubilidade ➢ O que acontece quando misturamos um pouco de sal na água? 1. QUÍMICA, R. Feltre, v. 2, 6ª ed., 2004, p. 2 1 TODO O SAL SE DISSOLVE!!! ➢ O que acontece quando misturamos muito sal na água? 2 2. QUÍMICA, R. Feltre, v. 2, 6ª ed., 2004, p. 7 PARTE DO SAL NÃO SE DISSOLVE!!! Coeficiente de Solubilidade A quantidade máxima de soluto que pode ser dissolvida em uma certa quantidade de solvente é chamada COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE!!! ➢ O coeficiente de solubilidade varia com a temperatura ➢ Mistura de sólidos em líquidos: o coeficiente de solubilidade aumenta com a temperatura!!! ➢ Mistura de gases em líquidos: o coeficiente de solubilidade diminui com a temperatura!!! ➢ Leia o problema, e como estudante de química, tente sanar a dúvida que surgiu: Tente responder... Uma empresa química despejava um determinado líquido nas águas de um rio. Após pouco tempo, muitos peixes apareceram mortos na região onde o líquido era despejado. Certo de que a empresa estava despejando resíduos químicos, analistas ambientais coletaram amostras da água e as analisaram em laboratório. Porém, descobriram que se tratava somente de água pura!!! O único detalhe é que esta água era despejada quente. O que estava provocando a morte dos peixes? ➢ Um estudante misturou água e sal. Após agitar a mistura, ele percebeu que parte do sal não se dissolveu na mistura: Tente responder... O que ele poderia fazer para que todo o sal se solubilize na mistura? 1. QUÍMICA, R. Feltre, v. 2, 6ª ed., 2004, p. 7 1 Significa que: Em 100mL de H2O, eu consigo dissolver no máximo 35,7g de NaCl. Coeficiente de Solubilidade Exemplo: ➢ O Coeficiente de Solubilidade do NaCl (a 25ºC) é: Cs = 35,7g de NaCl / 100mL de H2O Significa que: Em 100mL de H2O, eu consigo dissolver no máximo 122g de AgNO3. ➢ O Coeficiente de Solubilidade do AgNO3 (a 25ºC) é: Cs = 122g de AgNO3 / 100mL de H2O Significa que: Em 1 L (1000mL) de H2O, eu consigo dissolver no máximo 2g de CaSO4. Coeficiente de Solubilidade Exemplo: ➢ O Coeficiente de Solubilidade do CaSO4 (a 25ºC) é: Cs = 2g de CaSO4 / L de H2O ➢ Dado o valor do Coeficiente de Solubilidade do NaCl, o que acontecerá nas seguintes situações: Cs = 35,7g de NaCl / 100mL de H2O 1º) Se adicionarmos 20g de NaCl em 100mL de H2O? 1 TODO O SAL SE DISSOLVE!!! 2º) Se adicionarmos 35,7g de NaCl em 100mL de H2O? 1 TODO O SAL SE DISSOLVE!!! 3º) Se adicionarmos 40g de NaCl em 100mL de H2O? - 4,3g DO SAL NÃO SE DISSOLVE!!! 2. QUÍMICA, R. Feltre, v. 2, 6ª ed., 2004, p. 7,2 2 - 35,7g SE DISSOLVE Assim, as soluções podem ser classificadas em: ➢ SOLUÇÃO INSATURADAS ➢ SOLUÇÃO SATURADAS Coeficiente de Solubilidade - Sem Corpo de Chão (ou Corpo de Fundo) - Com Corpo de Chão (ou Corpo de Fundo) ➢ SOLUÇÃO INSATURADA: a quantidade de soluto dissolvido é MENOR que o Coeficiente de Solubilidade. Solução Insaturada ➢ SOLUÇÃO SATURADA: a quantidade de soluto dissolvido é IGUAL ao Coeficiente de Solubilidade. - SOLUÇÃO SATURADA SEM Corpo de Chão: a quantidade de soluto dissolvido é IGUAL ao Coeficiente de Solubilidade, e não sobra soluto sem se dissolver! - SOLUÇÃO SATURADA COM Corpo de Chão: a quantidade de soluto dissolvido é IGUAL ao Coeficiente de Solubilidade, e ainda sobra soluto sem se dissolver! Solução Saturada 1. QUÍMICA, R. Feltre, v. 2, 6ª ed., 2004, p. 2 1º) Adicionar 25g de NaCl em 100mL de H2O. Como se classifica a solução resultante? Exemplo: (Cs = 35,7g de NaCl / 100mL de H2O) 1 Quantidade de soluto adicionado: 25g - 25g se dissolveram - A quantidade de soluto dissolvido é MENOR que Coeficiente de Solubilidade (Cs): SOLUÇÃO INSATURADA Solução Insaturada Solução Saturada Sem Corpo de Chão 1. QUÍMICA, R. Feltre, v. 2, 6ª ed., 2004, p. 2 2º) Adicionar 35,7g de NaCl em 100mL de H2O. Como se classifica a solução resultante? Exemplo: 1 Quantidade de soluto adicionado: 35,7g - 35,7g se dissolveram - A quantidade de soluto dissolvido é IGUAL ao Coeficiente de Solubilidade: SOLUÇÃO SATURADA - Não sobrou nenhum soluto sem se dissolver. Portanto, temos uma: SOLUÇÃO SATURADA Sem Corpo de Chão ou SOLUÇÃO SATURADA Sem Corpo de Fundo ou SOLUÇÃO SATURADA Sem Precipitado (Cs = 35,7g de NaCl / 100mL de H2O) Corpo de Chão ou Corpo de Fundo ou Precipitado Solução Saturada Com Corpo de Chão 3º) Adicionar 40g de NaCl em 100mL de H2O. Como se classifica a solução resultante? Exemplo: Quantidade de soluto adicionado: 40g - 35,7g se dissolveram - A quantidade de soluto dissolvido é IGUAL ao Coeficiente de Solubilidade: SOLUÇÃO SATURADA - Sobrou soluto sem se dissolver. Portanto, temos uma: SOLUÇÃO SATURADA Com Corpo de Chão ou SOLUÇÃO SATURADA Com Corpo de Fundo ou SOLUÇÃO SATURADA Com Precipitado - 4,3g não se dissolveram 1. QUÍMICA, R. Feltre, v. 2, 6ª ed., 2004, p. 7 1 (Cs = 35,7g de NaCl / 100mL de H2O) Resumindo... Cs = 35,7g de NaCl / 100mL de H2O 1º) Adicionando 25g de NaCl em 100mL de H2O - 25g se dissolveram A quantidade de soluto dissolvido é MENOR que Coeficiente de Solubilidade SOLUÇÃO INSATURADA 2º) Adicionando 35,7g de NaCl em 100mL de H2O - 35,7g se dissolveram A quantidade de soluto dissolvido é IGUAL ao Coeficiente de Solubilidade SOLUÇÃO SATURADA Sem Corpo de Chão 3º) Adicionando 40g de NaCl em 100mL de H2O - 35,7g se dissolveram A quantidade de soluto dissolvido é IGUAL ao Coeficiente de Solubilidade SOLUÇÃO SATURADA Com Corpo de Chão - 4,3g NÃO se dissolveram Exercício 1 Mantendo a temperatura constante, foi acrescentada mais uma porção de NaCl(s). Com isso, observa-se que a condutibilidade elétrica da solução sobrenadante ____________, a quantidade de corpo de fundo _________ e a concentração de íons em solução ___________. As lacunas do texto devem ser preenchidas, respectivamente, por: (A) não se altera – aumenta – aumenta (B) não se altera – não se altera – não se altera (C) não se altera – aumenta – não se altera (D) aumenta – diminui – aumenta (E) diminui – aumenta – aumenta (UNESP 2018) Sob temperatura constante, acrescentou-se cloretode sódio em água até sobrar sal sem se dissolver, como corpo de fundo. Estabeleceu-se assim o seguinte equilíbrio: NaCl(s) → Na + (aq) + Cl - (aq) Além das classificações já vistas, existe também mais uma classificação das soluções: SOLUÇÃO SUPERSATURADAS Coeficiente de Solubilidade “Um caso muito especial!!!” SOLUÇÃO SUPERSATURADAS Solução Supersaturada é aquela em que quantidade de soluto dissolvido é MAIOR do que Coeficiente de Solubilidade COMO ISSO É POSSÍVEL??? Exemplo: Cs (KNO3, à 20ºC) = 31g de KNO3 / 100g de H2O Há 170g de HNO3 dissolvido em 100mL de H2O (à 20ºC) SOLUÇÃO SUPERSATURADA FONTE: https://www.canstockphoto.pt/shrug-d%C3%BAvida-homem-17789748.html 1º Passo: Adicionar 170g de KNO3 em 100mL de H2O, à T = 20ºC 1º PASSO T = 20ºC Cs (20ºC) = 31g de KNO3 / 100g de H2O - 31g ficará dissolvida - 139g não se dissolverá (corpo de chão) SOLUÇÃO SATURADA COM PRECIPITADO SOLUÇÃO SUPERSATURADAS SOLUÇÃO SUPERSATURADAS 2º Passo: Aquecer à temperatura de 90ºC, até a completa dissolução do sal. 1º PASSO T = 20ºC Cs (90ºC) = 200g de KNO3 / 100g de H2O 2º PASSO T = 90ºC SOLUÇÃO SATURADA COM PRECIPITADO SOLUÇÃO INSATURADA OBS.: aumentando a temperatura, aumenta-se a solubilidade do soluto AQUECER SOLUÇÃO SUPERSATURADAS 3º Passo: Deixar resfriar lentamente e sem nenhuma perturbação, até à temperatura inicial (20ºC). SOLUÇÃO SATURADA COM PRECIPITADO 1º PASSO T = 20ºC Cs (20ºC) = 31g de KNO3 / 100g de H2O 2º PASSO T = 90ºC SOLUÇÃO INSATURADA T = 20ºC SOLUÇÃO SUPERSATURADA 3º PASSO AQUECER RESFRIAR Características das Soluções Supersaturadas ➢ Somente podem ser obtidas pelo procedimento descrito; ➢ A quantidade de soluto dissolvido é maior do que o seu Coeficiente de Solubilidade para aquela temperatura ➢ São soluções INSTÁVEIS: qualquer perturbação ou adição de uma pequena quantidade do soluto, fará com que o excesso de soluto dissolvido se precipite de uma só vez! ➢ A quantidade de soluto em excesso se precipitará novamente!!! Características das Soluções Supersaturadas SOLUÇÃO SUPERSATURADA INSTÁVEL SOLUÇÃO SATURADA com corpo de chão Adicionando de uma pequena quantidade de soluto (gérmen de cristalização) em uma solução supersaturada: Tipos de soluções QUÍMICA, R. Feltre, v. 2, 6ª ed., 2004, p. 8 SOLUÇÃO INSATURADA SOLUÇÃO SATURADA com PRECIPITADO SOLUÇÃO SUPERSATURADA É um gráfico que mostra o Coeficiente de Solubilidade de um soluto em diferentes temperaturas! Curvas de Solubilidade Curvas de Solubilidade QUÍMICA, R. Feltre, v. 2, 6ª ed., 2004, p. 8 ➢Sólidos em Líquidos: Solubilidade A solubilidade aumenta com temperatura!!! (Ex.: NaCl em água, açúcar em água) ➢Gases em Líquidos: A solubilidade diminui com a temperatura!!! (Ex.: O2 em água) QUÍMICA, R. Feltre, v. 2, 6ª ed., 2004, p. 9 (UNICAMP 2020) A atividade humana tem grande impacto na biosfera; um exemplo é o que vem ocorrendo na água dos oceanos nas últimas décadas. Assinale a alternativa que corretamente evidencia a influência da atividade humana no pH da água dos oceanos e como ela se acentua em função da região do planeta. Exercício 2 A) Essa influência se acentua na região dos polos, em razão da temperatura da água do mar. B) Essa influência se acentua na região dos trópicos, em razão da temperatura da água do mar. C) Essa influência se acentua na região dos polos, em razão da temperatura da água do mar. D) Essa influência se acentua na região dos trópicos, em razão da temperatura da água do mar. (UNESP 2019) A água é o principal fator para a instalação de uma truticultura. Para a truta arco-íris, entre as principais características da água, estão: 1. Temperatura: os valores compreendidos entre 10 ºC e 20 ºC são indicados para o cultivo, sendo 0 ºC e 25 ºC os limites de sobrevivência. 2. Teor de oxigênio dissolvido (OD): o teor de OD na água deve ser o de saturação. A solubilidade do oxigênio na água varia com a temperatura e a pressão atmosférica, conforme a tabela. Exercício 3 Solubilidade do oxigênio na água (mg/L) Temperatura (ºC) Pressão atmosférica (mmHg) 680 700 720 740 760 10 9,8 10,0 10,5 10,5 11,0 12 9,4 9,6 9,9 10,0 10,5 14 8,9 9,2 9,5 9,7 10,0 16 8,6 8,8 9,1 9,3 9,6 18 8,2 8,5 8,7 8,9 9,2 20 7,9 8,1 8,4 8,8 8,8 a) O que acontece com o teor de OD em uma dada estação de truticultura à medida que a temperatura da água aumenta? Mantida a temperatura constante, o que acontece com o teor de OD à medida que a altitude em que as trutas são criadas aumenta?