Classificação e Tipos de Misturas

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SOLUÇÕES Sistemas Materiais Substância Pura Mistura Simples Composta Homogênea Heterogênea Mistura: é formada por duas, ou mais, substâncias, sendo cada uma destas denominada componente. CLASSIFICAÇÃO DAS MISTURAS Fase: em uma mistura, é cada uma das porções que apresenta aspecto homogêneo ou uniforme. Mistura homogênea: toda mistura que apresenta uma única fase. Mistura heterogênea: toda mistura que apresenta pelo menos duas fases.Mistura heterogênea Duas fases que não se misturam. As fases podem ser observadas com microscópico eletrônico. 200 100 50 A Granite, a heterogeneous B Human a mixture heterogeneous mixture Dispersões Uma dispersão consiste num sistema no qual uma substância (disperso) encontra-se disseminada, na forma de pequenas partículas no interior de outra (dispersante). Dependendo do tamanho da partícula que constitui o disperso, a dispersão assume características diversas, sendo classificada em três tipos : soluções, colóides e suspensões. A classificação acima é feita de acordo com o diâmetro médio das partículas dos disperso. Tipo de dispersão Tamanho da partícula dispersa Solução verdadeira entre 0 e 10-9 m (1 nanometro) Colóide entre e 10-6 m (1 à nanometro) Suspensão acima de 10-6 m (acima de nanometro)Tipos de soluções - Soluções sólido-sólido: (ex. ligas metálicas: ouro-prata, bronze (cobre-estanho), latão (cobre-zinco); - Soluções sólido-líquido: (ex. sal e água, açúcar e água); - Soluções líquido-líquido: (ex.álcool - etanol - e água); - Soluções gás-líquido: (ex. gás carbônico nos refrigerantes); - Soluções gás-gás: (ex. ar atmosférico). Solução È uma mistura homogênea de duas ou mais substâncias (majoritário = solvente, minoritário = soluto) Soluto = substância dissolvida Solvente = Substância em que o solvente é dissolvidoCoeficiente de solubilidade H É definido como a máxima quantidade H de soluto que é possível dissolver em uma quantidade fixa de solvente e a H H H uma determinada temperatura. A H Na cr Na+ H cr unidade geralmente utilizada é Na cr H g (soluto)/100mL(solvente) H H Borda parte da H do cristal de em contato CI com água H H Solubilidade de compostos Solvatação interação solvente-soluto H 28 H H H H HSolubilidade Solução saturada: Quando o solvente já dissolveu toda a quantidade possível de soluto, ou seja, toda a quantidade indicada no coeficiente de solubilidade. A partir deste ponto, toda a quantidade de soluto adicionada não será dissolvida e ficará no fundo do recipiente formando uma solução saturada com corpo de fundo. Solução insaturada (não saturada): Quando a quantidade de soluto usado não atinge o limite de solubilidade, ou seja, a quantidade adicionada é inferior ao coeficiente de solubilidade. Solução supersaturada: contém, numa dada temperatura, uma quantidade de soluto dissolvido maior que a sua solubilidade nesta temperatura (solução metaestável). Uma solução supersaturada pode ser obtida por aquecimento de uma solução saturada com corpo de fundo, seguido por resfriamento lento para evitar a precipitação do excesso de soluto. Efeito da temperatura na solubilidade de sais. 250 KNO3 Comportamento 6 200 100 útil para - cristalização 150 fracionada 100 KBr KCI 50 0 20 40 60 80 100 Temperatura / °CEfeito da temperatura na solubilidade de gases. CH4 2.0 O2 CO 1.0 He 0 10 20 30 40 50 Temperatura Exercícios (módulo 6) 1) A uma determinada temperatura, o Cs do iodeto de sódio é de 180 g / 100 g. Calcule a massa de água necessária para preparar uma solução saturada que contenha 12,6 g desse sal na temperatura considerada. a) 4,5 g b) 7,0 g c) 11,5 d) 16,0 e) 22,7 gExercícios (módulo 6) 2) coeficiente de solubilidade de um sal, numa determinada temperatura, é de 68 g / Calcule a massa de uma solução saturada que contenha 17 g desse sal na temperatura considerada. a) 17 g b) 25 g c) 42 g d) Exercícios (módulo 6) 6) o coeficiente de solubilidade do nitrato de bário varia com a temperatura segundo os dados abaixo: Cs = = - Determine a massa de nitrato de bário necessária para preparar 500 g de uma solução aquosa saturada a a) 206 g b) 300 g c) 350 g d) 400 g e) 500 gpreparo de uma solução aquosa em laboratório Solução aquosa de NaOH Traço de calibração mL o soluto é transferido para o frasco e, em seguida, adiciona-se um pouco de água destilada e agita-se até que todo o sólido se dissolva. Água destilada Finalmente, acrescenta--se água com auxílio de uma pisseta até atingir a marca de 1.000 Massa do soluto = 80 g Massa do soluto = 80 g M(NaOH) = Volume da solução = 1L Cálculos envolvendo soluções Soluto/solvente Quantidade Quantidade da Fórmula Unidade dos soluto solução Concentração Massa Volume da g/L comum solução V solução C Molaridade Mol Volume da nsoluto mol/L M solução V solução Título (% em Massa Massa da x 100 % massa) solução + (m/m) T Fração molar mol total de mol nsoluto X da solução nsolvente + %Concentração comum Relação entre massa de soluto e volume de sua solução NaOH (aq) C = C = 80 g/L V solução A solução preparada contém 80 g de soluto dissolvidos em 1,0 L de solução. Densidade de solução versus concentração comum Densidade: d = inclui a massa da solução. V solução Concentração comum: inclui apenas C = a massa do soluto. V soluçãoConcentração Comum ou Concentração Representa a razão entre a massa do soluto (em gramas) e o volume de solução final (em litros). m ( Unidades: gramas/litro ) Exemplo 1. Calcule a concentração de uma solução contendo 2g de bicarbonato de sódio em meio litro de água. Concentração em Massa ou Título em Massa ou Título Expressa a relação entre a massa de soluto e a massa de solução. m Expressa a relação entre o volume de soluto e a volume de solução. soluto V soluçãoConcentração em Massa ou Título em Massa ou Título Representa a razão entre a massa do soluto (gramas) e a massa da solução (gramas). m m T= ( não tem unidades = adimensional) m Exemplo: Qual a massa de cloreto de cálcio que deve ser dissolvida em 400 gramas de água para produzir uma solução de título 20%? Título em volume Quando o título em volume é expresso em porcentagem, tem-se a porcentagem em ÁLCOOL HIDRATADO volume do soluto na solução. Exemplo: Calcule a porcentagem em volume de etanol em uma solução preparada pela dissolução de 80 g de etanol em 1L de água destilada. Considere a densidade do etanol 96% VOL. CONTÉM como sendo igual a 0,8 g/mL e a densidade da solução resultante como sendo igual a 0,998 g/mL. A densidade da água é igual a 1 °GL = % g/mL.Concentração em Massa ou Título em Massa ou Título Exemplo: A solução aquosa de cloreto de sódio, vendida no comércio e usada como colírio ou para limpar lentes de contato, apresenta Título igual a 0,9 % (m/m). Qual a massa de NaCl contida em 1,0 litro dessa solução ? Concentração molar ou Molaridade Concentração em mols por litro ou molaridade (M) da solução é a quantidade, em mol, do soluto existente em 1 litro de solução. mol do soluto = nsoluto V = volume da solução V Unidade: mol/L soluçãoConcentração molar ou Molaridade Exercício. o rótulo de uma água mineral de 1L distribuída para o consumo informa que ela contém principalmente 672mg de bicarbonato de sódio além de outros componentes. Qual a concentração molar do bicarbonato de sódio, expressa em mol/L dessa água mineral? MM (NaHCO3) = 84 g/mol. Exercício. Calcule a concentração molar dos íons do eletrólito (Conc. Molar do mol/L) Relação entre concentração, densidade e título Concentração Densidade (g/L) d = (g/mL) Título (m/m) - C = msolução TExercício: Relação entre concentração, densidade e título ácido sulfúrico para acumuladores (baterias) de automóveis tem 32% em massa de ácido; o resto é água. A densidade dessa solução é 1,2 g/mL. Qual a concentração e molaridade de ácido sulfúrico na solução ? Lendo as unidades Exemplo 3. 80g de nitrato de potássio (KNO3) são dissolvidos em meio litro de água. Calcule a concentração comum, o título e a molaridade dessa solução. Admita que o volume total da solução seja igual a 500 mL. = 101 g/mol)Cálculos envolvendo soluções Expressando a concentração com %, ppm, ppb e ppt 102 Parte por cem (%) quantidade do soluto 106 Parte por milhão (ppm) X quantidade da solução Parte por bilhão (ppb) Parte por trilhão (ppt) ppm = 1 parte de substância em um milhão de partes de solução aquosa: 1/1000.000 ppb = 1 parte de substância em um bilhão de partes de solução aquosa: 1/1000.000.000 ppt = 1 parte de substância em um trilhão de partes de solução aquosa: 1/1000.000.000.000 Exemplo: (Porcentagem) Encontre a concentração em % de uma solução com 6,8 g de NaCl que foi dissolvida para preparar uma solução com volume de 85mL (densidade da solução 1g/mL). Respostas 6,8 g NaCl = = X 100 = 80% NaCl msolução 85 g soluçãoExemplo: Encontre a concentração em ppm de uma solução com 0,0059 g de NaCl que foi dissolvida para preparar uma solução com volume de 750 mL. Respostas 0,0059 g NaCl ppm (m/m) = = = 750 g solução 7,9 ppm NaCl Exemplo: Encontre a concentração em ppb de uma solução com 9,6x 10-6 g de NaCl que foi dissolvida para preparar uma solução com volume de 2L. Respostas ppb (m/m) = = NaCl 109 g = 2000 g solução 4,8 ppb NaClFração em quantidade de matéria Razão entre a quantidade de matéria de um dos componentes da solução e a de matéria total na solução: sendo Xsoluto a fração em quantidade de matéria do soluto e a fração em quantidade de matéria do solvente. = Xsolvente = + + Fração em quantidade de matéria Exercício: A porcentagem em massa do seco, ao nível do mar, é aproximadamente 75,5% (m/m) de 23,2% (m/m) de e 1,3% (m/m) de Ar. Qual é a fração em quantidade de matéria de cada? MM 32g/mol; MM = 28g/mol e MM (Ar) = 40 g/mol.Diluição de soluções Adição de solvente a uma solução I II pó dissolvido Acrescenta-se em água. mais água: diluição. Muito concentrado Menos concentrado ou mais diluído Diluição de pó em solvente água Diluição e Misturas de Soluções 1) Diluição: diluir uma solução consiste em adicionar solvente, sem modificar a quantidade de soluto. + Solução inicial Solução final V,C + U UDiluição e Misturas de Soluções Como a massa do soluto é a mesma, conclui-se que: De modo semelhante, pode ser demonstrado que: Diluição e Misturas de Soluções Como a massa do soluto é a mesma, conclui-se que: Exemplo. Que volume de água, em mL, deve ser adicionado a 80 mL de solução aquosa 0,1 M de uréia, para que a solução resultante seja 0,08 M ?Mistura de soluções de mesmo soluto Na mistura de soluções do mesmo soluto não há reação entre as soluções (1) (2) (3) + Solução 1 + Solução 2 = Solução final U U U C.V A massa de soluto na solução final é a soma das massas nas soluções 1 e 2, portanto: logo: C.V + De modo semelhante pode ser demonstrado que:Exercício Calcule a concentração de uma solução de sacarose obtida pela mistura de 200 de uma solução 0,2 mol/L de sacarose com 600 mL de outra solução 0,6 mol/L de sacarose. Exercício Qual é o volume de uma solução de hidróxido de sódio 1,5 mol/L que deve ser misturado a 300 mL de uma solução 2 mol/L da mesma base, a fim de torná-la solução 1,8 mol/L.