Apostila de Soluções

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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO - UFERSA
CAMPUS CARAÚBAS
DISCIPLINA: Química Geral
SOLUÇÕES
Caraúbas - RN
SOLUÇÕES
Todos os dias entramos em contato com soluções: soluções aquosas de sais iônicos, a gasolina com os aditivos para melhorar suas propriedades e os líquidos de limpeza doméstica, como a amônia na água. Propositadamente preparamos soluções: adicionando-se açúcar, agentes de sabor e, algumas vezes, CO2 à água, são produzidas bebidas e refrigerantes palatáveis. Os atletas ingerem bebidas com sais dissolvidos para igualar precisamente as concentrações de sais nos líquidos do organismo, permitindo assim que o líquido seja absorvido mais rapidamente. Na medicina, as soluções salinas (solução aquosa com NaCl e outros sais solúveis) são injetadas no organismo para substituir líquidos perdidos.
Frequentemente, as substâncias químicas (elementos e compostos) encontram-se misturadas umas às outras. O sangue, a água do mar, o solo e o próprio ar são exemplos de misturas. As misturas podem ser heterogêneas ou homogêneas.
	As misturas heterogêneas são constituídas de duas ou mais fases. Uma fase de uma mistura é identificada por possuir um aspecto visual uniforme, mesmo ao microscópio mais potente. As propriedades organolépticas e algumas propriedades físicas são constantes ao longo de uma fase. As misturas heterogêneas são também chamadas de DISPERSÕES. 
As misturas homogêneas são misturas que apresentam uma única fase, são também chamadas de SOLUÇÕES. As soluções são formadas por um constituinte, geralmente em maior quantidade de matéria chamada de SOLVENTE e um ou mais constituintes em menor quantidade chamados de SOLUTOS.
As soluções podem ser sólidas, líquidas ou gasosas. A fase de agregação do solvente é quem determina a fase de agregação da solução. 
Soluções sólidas: latão, bronze, ouro, aço;
Soluções líquidas: água do mar, gasolina, soro fisiológico;
Soluções gasosas: ar, gás de cozinha;
Uma solução, no sentido mais amplo, é uma dispersão homogênea de duas ou mais substâncias moleculares ou iônicas. No âmbito mais restrito, as dispersões que apresentam as partículas do disperso (soluto) com um diâmetro inferior a 10 Å, são denominadas soluções. Quando este diâmetro situa-se entre, 10 e 1000 Å ou entre 1 a 100 nm (sendo 1nm = 10-9 m) temos dispersões coloidais. 
As dispersões coloidais são misturas heterogêneas (ainda que possa parecer às vezes uma mistura homogênea). As partículas dispersas não se sedimentam, nem podem ser filtradas por filtração comum, tais partículas são chamadas de colóides.
Sistemas coloidais estão presentes no cotidiano desde as primeiras horas do dia, na higiene pessoal (sabonete, xampu, pasta de dente e espuma ou creme de barbear), maquiagem, cosméticos, e no café da manhã (leite, café, manteiga, cremes vegetais e geléias de frutas). No caminho para o trabalho podemos enfrentar neblina, poluição do ar ou ainda apreciar a cor azul do céu. No almoço, temperos, cremes e maionese para saladas. No entardecer, ao saborear cerveja, refrigerante ou sorvete estamos ingerindo colóides. Os colóides ainda estão presentes em diversos processos de produção de bens de consumo, incluindo o da água potável, os processos de separação nas indústrias, de biotecnologia e de ambiente. São também muito importantes os colóides biológicos, tais como o sangue.
CONCENTRAÇÃO DAS SOLUÇÕES
Podemos expressar concentração das soluções relacionando a quantidade de soluto existente em certa quantidade padrão de solução ou de solvente. Dependendo das grandezas utilizadas para expressar as quantidades de soluto e de solvente teremos diferentes expressões de concentração.
a) Título em massa (τ): o titulo em massa indica o número de unidades de massa de soluto existente em 100 unidades de massa da solução.
 
 Onde:		
O título em massa pode ser igualmente expresso em termos percentuais, nesse caso, é denominado de porcentagem em massa do soluto.
Ex:
Uma solução de KCl 10% possui 10 g de soluto em 100 g de solução ou 90 g de água.
Uma solução de KCl 30% possui 30 g de soluto em 100 g de solução ou 70 g de água.
b) Título em volume (τv): o titulo em volume indica o número de unidades de volume de soluto existente em 100 unidades de volume da solução.
Onde:			
O título em volume pode ser igualmente expresso em termos percentuais, nesse caso, é denominado de porcentagem em volume do soluto.
c) Concentração em massa (C): a concentração em massa indica a massa de soluto (msoluto) em gramas que se encontra dissolvida em um volume padrão de solução (Vsolução) em litros.
Geralmente a concentração do soluto é expressa em g/L, porém, pode ser expressa eventualmente em g/mL, kg/L, mg/dL, etc.
d) Concentração em partes por milhão (ppm): as soluções de ocorrência natural são freqüente muito diluídas. Os químicos ambientais, os biólogos, os geólogos, os oceanógrafos e outros com freqüência usam a unidade partes por milhão (ppm). Essa unidade refere-se a quantias relativas em massa; 1,0 ppm representa 1,0 g de substância em uma amostra com uma massa total de 1,0 milhão de gramas. Como a água a 25°C tem densidade de 1,0 g/mL, uma concentração de 1,0 mg/L é equivalente a 1,0 mg de soluto em 1.000 g de água ou a 1,0 g de soluto em 1.000.000 g de água; isto é, as unidades em ppm e mg/L são aproximadamente equivalentes.
1 ppm= 1 parte do soluto / 106 partes de solução
e) Concentração em partes por bilhão (ppb): a concentração em partes por bilhão indica quantas partes do soluto existem em um bilhão de partes da solução (em volume ou em massa).
1 ppb= 1 parte do soluto / 109 partes de solução
f) Densidade (d): a densidade de uma solução é a razão entre a massa e o volume dessa solução. A densidade de uma solução varia de acordo com a quantidade de soluto dissolvida em uma dada quantidade padrão de solução. Assim, a densidade pode ser usada como uma unidade de concentração. Geralmente, se expressa à densidade em g/mL, porém outras unidades podem ser usadas.
g) Fração em quantidade de matéria (X): a fração em quantidade de matéria de um soluto em uma solução é a razão entre a quantidade de matéria do soluto e a quantidade total de matéria da solução.
Analogamente temos:		
Onde:		
h) Concentração em quantidade de matéria ou concentração molar ou molaridade (M): é a razão entre a quantidade de matéria de um soluto e o volume da solução em litros.
		onde, 		
Portanto:	
A concentração em quantidade de matéria é a unidade de concentração recomendada pela IUPAC. Informalmente é chamada de molaridade.
i) Molalidade (w): unidade de concentração química que expressa a quantidade de matéria dissolvida numa massa de 1 quilograma de solvente.
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