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1 Universidade Federal de Minas Gerais Instituto de Ciências Exatas Departamento de Química Soluções: Formas de expressar a concentração Prof. Gilson de Freitas Silva 2 Soluções Solução: é um sistema homogêneo que contém mais de um componente. O soluto (menor quantidade) e o solvente (maior quantidade) são os componentes de uma solução. Normalmente, o solvente determina o estado físico da solução. Estado da solução Estado do solvente Estado do soluto Exemplo Gás Gás Gás Ar Líquido Líquido Gás O2 na água Líquido Líquido Líquido Álcool na água Líquido Líquido Sólido NaCl na água Sólido Sólido Gás H2 no paládio Sólido Sólido Líquido Hg em prata Sólido Sólido Sólido Ag no ouro 3 Distribuição homogênea das partículas em solução. Os componentes de uma solução não se separam em repouso. É possível se preparar soluções com muitas concentrações diferentes. Uma solução não pode ser separada em seus componentes por filtração. As soluções podem ser separadas em seus componentes puros (destilação, cromatografia). Características das Soluções 4 Alguns fatores devem ser avaliados: Interações soluto-soluto. Interações solvente-solvente. Interações soluto-solvente. Avaliação da variação de energia do processo. Por que uma solução é formada? A discussão destes fatores será feita em outro momento do curso! 5 Soluções e Solubilidade Solubilidade pode ser definida como a capacidade de uma substância de se dissolver em outra. Classificação: insaturada, saturada e supersaturada. 6 Curvas de solubilidade 7 Concentração de Soluções Os químicos precisam especificar quantitativamente a composição das misturas. Concentração em quantidade de máteria (mol L-1) Concentração comum (g L-1) Título ou título percentual Molalidade (mol kg-1) (independe da temperatura!) Fração em quantidade de matéria 8 Trabalhando com concentração de soluções Exercício 1. Uma solução foi preparada pela dissolução de 0,500 g de cloreto de potássio (MM = 74,6 g mol-1), 0,500 g de sulfeto de potássio (110 g mol-1) e 0,500 g de fosfato de potássio (212 g mol-1) em 500 mL de água. Qual é a concentração em quantidade de matéria dos íons K+ em solução? Exercício 2. Uma solução aquosa de ácido clorídrico (MM = 36,46 g mol-1) concentrado contém 37,50% em massa e tem densidade de 1,205 g cm3. Determine a concentração em quantidade de matéria, a molalidade e a fração em quantidade de matéria do soluto na solução. Exercício 3. Considerando a solução de ácido clorídrico do item anterior, calcule o volume de solução necessário para preparar 10,00 L de solução de concentração 0,7436 mol L-1. 9 Trabalhando com concentração de soluções Exercício 4. A dissolução de 15,00 g de ácido cítrico (C6H8O7, MM = 192,1 g mol-1) em 35,00 g de água (MM = 18,02 g mol-1) produz uma solução cuja densidade é igual a 1,13 g mL-1. Calcule a concentração em quantidade de matéria, a molalidade, a porcentagem em massa e a fração em quantidade de matéria do soluto na solução. Exercício 5. Uma solução é preparada a partir da dissolução de 15,00 mL de H3COH (MM = 32,04 g mol -1 e d = 0,790 g mL-1) em 90,00 mL de H3CCN (MM = 41,05 g mol-1, d = 0,786 g mL-1). Calcule a concentração em quantidade de matéria, a molalidade, a porcentagem em massa e a fração em quantidade de matéria do metanol na solução. Considere os volumes são aditivos. 10 Trabalhando com concentração de soluções Exercício 6. Um químico dissolveu 0,0330 g de sulfato de cobre pentaidratado (MM = 249,69 g mol-1) em água e diluiu a solução obtida para um volume de 250,0 mL. Uma amostra de 2,00 mL desta solução foi transferida para um balão volumétrico de 250,0 mL e o volume completado com água. Calcule a concentração em quantidade de matéria da solução final. Calcule a massa de reagente que deveria ser medida para preparar a solução final. Exercício 7. Uma solução aquosa de nitrato de sódio (MM = 84,99 g mol-1) tem concentração de 0,3630 mol kg-1 e densidade de 1,019 g mL-1. Calcule a concentração em quantidade de matéria da solução. Calcule a concentração percentual (m/m) e a fração em quantidade de matéria do soluto na solução.
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