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Julho de 2025 Soluções PROFESSORA: Sandra Cruz dos Santos CONTATO sandra.quimica01@gmail.com Universidade Federal de Pelotas Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos Disciplina de Química Geral MISTURAS Mistura homogênea 1fase SOLUÇÕES são misturas de duas ou mais substâncias que estão em apenas uma fase de agregação (sólido, líquido ou gasoso) e apresentam um aspecto uniforme e homogêneo. As soluções simples têm dois componentes: Soluto É o componente que é dissolvido ou o menos abundante na solução. Fase dispersa. Solvente É o agente de dissolução ou o componente mais abundante na solução. Fase dispersante. A água é um solvente universal. Estará na maioria das vezes nas soluções como solvente (solução aquosa). SOLUÇÕES Soluto Solvente Água Sal Água +sal Mistura homogênea: 1fase Água + excesso de sal Mistura heterogênea: 2 fases SOLUÇÕES Sal É a quantidade máxima de soluto que pode ser dissolvida em um volume específico de solvente a uma dada temperatura. Solubilidade do NaCl em H2O a 25 °C 36 g /100 mL de H2O SOLUBILIDADE Adição de 20 g de NaCl Adição de 36 g de NaCl Adição de 46 g de NaCl Mistura homogênea ou heterogênea? SOLUBILIDADE Solubilidade do NaCl em H2O a 25 °C 36 g /100 mL de H2O Adição de 20 g de NaCl Adição de 36 g de NaCl SOLUBILIDADE Quantidade de NaCl MENOR ou IGUAL que a referência (mesmo volume e temperatura) Mistura homogênea Solubilidade do NaCl em H2O a 25 °C 36 g /100 mL de H2O Adição de 46 g de NaCl SOLUBILIDADE Quantidade de NaCl MAIOR que a referência (mesmo volume e temperatura). Sobram 10 g de NaCl no fundo do recipiente (sólido) Solubilidade do NaCl em H2O a 25 °C 36 g /100 mL de H2O Solubilidade do soluto em H2O a 25 °C 25 g /100 mL de H2O Volume de H2O =250 mL, a 25 °C x =62,5 g de soluto SOLUBILIDADE ? Solubilidade do soluto em H2O a 25 °C 25 g /100 mL de H2O Volume de H2O =250 mL, a 25 °C x =62,5 g de soluto SOLUBILIDADE Regra de 3 Considerando a T =25 °C Massa Volume 25 g = 100 mL x g = 250 mL x =62,5 g de soluto Quantidade máxima de soluto solúvel em 250 mL de água a 25 °C Solubilidade do soluto em H2O a 25 °C XX g /100 mL de H2O Referência CLASSIFICAÇÃO QUANTO À SOLUBILIDADE DAS MISTURAS • INSATURADA • SATURADA SOLUBILIDADE Massa de soluto MENOR que a referência Massa de soluto IGUAL ou MAIOR que a referência Solubilidade do soluto em H2O a 25 °C 25 g /100 mL de H2O Adição de 30 g de soluto Volume de H2O =250 mL, a 25 °C 62,5 g =quantidade máxima de soluto solúvel em 250 mL de água a 25 °C Adição de 62,5 g de soluto Soluções homogêneas INSATURADA SATURADA SOLUBILIDADE Solubilidade do soluto em H2O a 25 °C 25 g /100 mL de H2O Volume de H2O =250 mL, a 25 °C 62,5 g =quantidade máxima de soluto solúvel em 250 mL de água a 25 °C INSATURADA SATURADA SOLUBILIDADE Adição de 82,5 g de soluto Solução heterogênea SATURADA COM CORPO DE FUNDO Sobram 20 g de soluto no fundo do recipiente (sólido) Referência 100 g /100 mL de H2O Solubilidade do NaBr em H2O a 30 °C SOLUBILIDADE Contém mais soluto que o solvente poderia solubilizar naquela temperatura e, mesmo assim, a mistura é homogênea. SOLUÇÃO SUPERSATURADA 30 g /100 mL de H2O Solubilidade do soluto em H2O a 40 °C Adição de 35 g de soluto AQUECER E RESFRIAR LENTAMENTE RESFRIAMENTO LENTO SOLUÇÃO HOMOGÊNEA SOLUÇÃO SUPERSATURADA SOLUBILIDADE 𝑪 = 𝒎𝟏 𝑽 Onde: C =Concentração comum (g/L); m1 =Massa do soluto (g); V =Volume da solução (L). É a relação da massa do soluto e o volume de solução em litros. EXPRESSÃO DAS CONCENTRAÇÕES CONCENTRAÇÃO COMUM (C) CONCENTRAÇÃO DAS SOLUÇÕES EXEMPLO: Uma solução foi preparada pela mistura de 40 g de NaOH e 100 mL de H2O. Qual a concentração comum da base na solução obtida? EXPRESSÃO DAS CONCENTRAÇÕES CONCENTRAÇÃO COMUM (C) CONCENTRAÇÃO DAS SOLUÇÕES EXEMPLO: Uma solução foi preparada pela mistura de 40 g de NaOH e 100 mL de H2O. Qual a concentração comum da base na solução obtida? EXPRESSÃO DAS CONCENTRAÇÕES 𝒎𝟏 𝑪 = 𝑪 = 𝑽 𝟒𝟎 𝒈 𝟎,𝟏 𝑳 1L ------- 1000 mL x L ----- 100 mL x =0,1 L 𝑪 = 𝟒𝟎𝟎 𝒈/𝑳 CONCENTRAÇÃO COMUM (C) EXPRESSÃO DAS CONCENTRAÇÕES MOLARIDADE (M) Mol =6,0221421 x 1023 Número de Avogadro É a concentração em quantidade de matéria, ou seja, mols de soluto por litro de solução. Se soubermos a concentração em quantidade de matéria e o volume da solução, podemos calcular a quantidade de matéria (e a massa) do soluto. 𝑴 = 𝒎𝟏 𝑴𝑴.𝑽 𝑴 = 𝒏 𝑽 Onde: M =Concentração molar (mol/L); m =Massa do soluto; MM =Massa molar; V =Volume da solução (L). Ou... CONCENTRAÇÃO DAS SOLUÇÕES EXEMPLO: Uma solução foi preparada pela mistura de 40 g de NaOH e 100 mL de H2O. Qual a molaridade da base na solução obtida? MM(NaOH) =40 g/mol EXPRESSÃO DAS CONCENTRAÇÕES MOLARIDADE (M) CONCENTRAÇÃO DAS SOLUÇÕES EXEMPLO: Uma solução foi preparada pela mistura de 40 g de NaOH e 100 mL de H2O. Qual a molaridade da base na solução obtida? MM(NaOH) =40 g/mol EXPRESSÃO DAS CONCENTRAÇÕES 𝑴 = 𝒎𝟏 𝑴𝑴.𝑽 𝑴 = 𝟒𝟎 𝒈 .𝟎,𝟏 𝑳 𝑴 = 𝟏𝟎𝒎𝒐𝒍/𝑳 𝟒𝟎 𝒈 𝒎𝒐𝒍 MOLARIDADE (M) EXPRESSÃO DAS CONCENTRAÇÕES Percentual (%) 𝒎 𝒎𝟏 % = × 𝟏𝟎𝟎 Onde: m =Massa da solução; m1 =Massa do soluto; V1 =Volume do soluto; V =Volume da solução. Percentual massa/volume (%m/v) 𝑽 𝒎𝟏 % = × 𝟏𝟎𝟎 Percentual massa/massa ou peso/peso (%m/m; %p/p) Percentual volume/volume (%v/v) % = 𝑽𝟏 𝑽 × 𝟏𝟎𝟎 Partes por milhão (ppm) 2 ppm: 2 partes em 1000 000 partes (ou 106 partes) CONCENTRAÇÃO DAS SOLUÇÕES EXEMPLO: Uma amostra com 2 mg/kg de cádmio, sua concentração em ppm é: 2 𝒎𝒈 2 𝒎𝒈 = = 2 𝒑𝒑𝒎 𝟏 𝒌𝒈 𝟏𝟎𝟔 𝒎𝒈 1kg =103 g =106 mg, então mg/kg é, portanto, o mesmo que ppm. EXPRESSÃO DAS CONCENTRAÇÕES Partes por bilhão (ppm) 2 ppb: 2 partes em 1000 000 000 partes (ou 109 partes) CONCENTRAÇÃO DAS SOLUÇÕES EXEMPLO: Uma amostra com 2 µg/kg de cádmio, sua concentração em ppb é: 2 µg 2 μ𝒈 = = 2 𝒑𝒑b 𝟏 𝒌𝒈 𝟏𝟎9 μ𝒈 1kg =103 g =106 mg = 109 μg, então μg/kg é, portanto, o mesmo que ppb. EXPRESSÃO DAS CONCENTRAÇÕES M1 =1 mol/L V1 =100 mL M1 . V1 =M2 . V2 M2 =? mol/L V2 =1000 mL Diluições EXPRESSÃO DAS CONCENTRAÇÕES Água foi adicionada M1 =1 mol/L V1 =100 mL M1 . V1 =M2 . V2 M2 =? mol/L V2 =1000 mL 1 mol/L . 100 mL =M2 . 1000 mL M2 =0,1 mol/L Diluições EXPRESSÃO DAS CONCENTRAÇÕES Água foi adicionada M1 =3 mol/L V1 =200 mL M1 . V1 =M2 . V2 DILUIÇÕES CASO 2: Adição de solvente M2 =0,75 mol/L V2 = ? Qual o volume de H2O adicionado? Diluições EXPRESSÃO DAS CONCENTRAÇÕES M1 =3 mol/L V1 =200 mL M1 . V1 =M2 . V2 DILUIÇÕES CASO 2: Adição de solvente M2 =0,75 mol/L V2 = ? 3 mol/L . 200 mL =0,75 mol/L . V2 Qual o volume de H2O adicionado? V2 =800 mL Diluições EXPRESSÃO DAS CONCENTRAÇÕES Vad =Vf - Vi Vad =800 mL –200 mL Vad =600 mL 800 mL é o volume final, mas quanto foi adicionado? DILUIÇÕES M2 =1mol/L V2 =300 mL Mf =??? Vf =V1 +V2Mf . Vf =M1. Vi +M2 . V2 M1 =3 mol/L V1 =200 mL Diluições EXPRESSÃO DAS CONCENTRAÇÕES DILUIÇÕES M2 =1mol/L V2 =300 mL Mf . 500 mL =3 mol/L . 200 mL +1mol/L . 300 mL Mf =1,8 mol/L Mf =??? Vf =V1 +V2Mf . Vf =M1. Vi +M2 . V2 M1 =3 mol/L V1 =200 mL Diluições EXPRESSÃO DAS CONCENTRAÇÕES 1. Uma solução é preparada dissolvendo-se 17,5 g de glicose (C6H12O6) em 0,150 kg de água. Qual é a porcentagem em massa do soluto nessa solução? Exercícios 1. Uma solução é preparada dissolvendo-se 17,5 g de glicose (C6H12O6) em 0,150 kg de água. Qual é a porcentagem em massa do soluto nessa solução? Glicose (soluto) = 17,5 g Água (solvente) = 0,15 kg = 150 g 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 (𝑔) 17,5 𝑔 %(𝑚/𝑚) = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 (𝑔) × 100% = 150 𝑔 × 100% = 𝟏𝟏, 𝟔𝟕 %(𝒎/𝒎) Exercícios 2. Em uma amostra de 2,5 g de água de um poço artesiano contém 5,4 μg de Zn. Qual é a concentração de Zn em partes por milhão (ppm)? Exercícios 2. Em uma amostra de 2,5 g de águade um poço artesiano contém 5,4 μg de Zn. Qual é a concentração de Zn em partes por milhão (ppm)? Zn (soluto) = 5,4 μg= 5,4 x 10-6 g Água (solução) = 2,5 g 𝑝𝑝𝑚(𝑚/𝑚) = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 (𝑔) 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 (𝑔) × 106 = 5,4 × 10−6 𝑔 2,5 𝑔 × 106 = 𝟐,𝟏𝟔 𝒑𝒑𝒎 Exercícios 3. Uma solução foi preparada misturando-se 20 g de um sal em 200 g de água. Considerando-se que o volume da solução é igual a 200 mL, determine sua densidade em g/mL e g/L e sua concentração comum em g/mL e g/L: Exercícios 3. Uma solução foi preparada misturando-se 20 g de um sal em 200 g de água. Considerando-se que o volume da solução é igual a 200 mL, determine sua densidade em g/mL e g/L e sua concentração comum em g/mL e g/L: 𝑑 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 + 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 = = 220 𝑔 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 200 𝑚𝐿 = 1,1 𝑔/𝑚𝐿 𝑑 = = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 + 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 = 220 𝑔 0,2 𝐿 = 1100 𝑔/𝑚𝐿 𝐶 = = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 20 𝑔 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 200 𝑚𝐿 = 0,1 𝑔/𝑚𝐿 𝐶 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 20 𝑔 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 0,2 𝐿 = = 100 𝑔/𝐿 Exercícios 4. A água do mar contém, normalmente, 2,7 g de sal NaCl por 100 mL de água. Qual a molaridade do NaCl? Massa molar de NaCl = 58,44 g/mol Exercícios 4. A água do mar contém, normalmente, 2,7 g de sal NaCl por 100 mL de água. Qual a molaridade do NaCl? Massa molar de NaCl = 58,44 g/mol 𝑀 = = 𝑚 2,7 𝑔 𝑀𝑀 × 𝑉 (58,44𝑔/𝑚𝑜𝑙) × (0,1𝐿) = 𝟎,𝟒𝟔𝒎𝒐𝒍/𝑳 Exercícios 5. O oceano possui uma concentração de cloreto de magnésio (MgCl2) de 0,054 mol/L. Quantos gramas de MgCl2 estão presentes em 25 mL de água? Massa molar de MgCl2 = 95,21 g/mol Exercícios 5. O oceano possui uma concentração de cloreto de magnésio (MgCl2) de 0,054 mol/L. Quantos gramas de MgCl2 estão presentes em 25 mL de água? Massa molar de MgCl2 = 95,21 g/mol 𝑚 𝑀𝑀 × 𝑉 𝑀 = = 0,054𝑚𝑜𝑙/𝐿 = 𝑚 95,21𝑔/𝑚𝑜𝑙 × 0,025𝐿 →𝒎 = 𝟎,𝟏𝟑 𝒈 Exercícios 6. Foram pipetados 2,0 mL de uma solução 0,5 mol/L de HCl, que foi transferido para um balão volumétrico que teve seu volume final aferido a 50,0 mL. Qual é a concentração dessa solução após a diluição? Exercícios 6. Foram pipetados 2,0 mL de uma solução 0,5 mol/L de HCl, que foi transferido para um balão volumétrico que teve seu volume final aferido a 50,0 mL. Qual é a concentração dessa solução após a diluição? M(1). 𝑉(1) = M (2).𝑉(2) (0,5 𝑚𝑜𝑙/𝐿) × (2,0𝑚𝐿) = 𝐶 𝑑𝑖𝑙 × (50,0𝑚𝐿) 𝑪 𝒅𝒊𝒍 = 𝟎,𝟎𝟐𝒎𝒐𝒍/𝑳 Exercícios 7. Qual o volume é necessário pipetar de uma solução contendo 250,0 ppm de Ca para preparar 10,0 mL de uma solução de 5,0 ppm desse mesmo analito? Exercícios 7. Qual o volume é necessário pipetar de uma solução contendo 250,0 ppm de Ca para preparar 10,0 mL de uma solução de 5,0 ppm desse mesmo analito? 𝐶(𝑐𝑜𝑛𝑐). 𝑉(𝑐𝑜𝑛𝑐) = 𝐶(𝑑𝑖𝑙).𝑉(𝑑𝑖𝑙) (250 𝑝𝑝𝑚) × 𝑉 𝑐𝑜𝑛𝑐 = (5 𝑝𝑝𝑚) × (10,0𝑚𝐿) 𝑽(𝒄𝒐𝒏𝒄) = 𝟎,𝟐𝒎𝑳 Exercícios UNIDADES MASSA: • 1ton = 1000 kg • 1kg = 1000 g • 1g = 1000 mg • 1mg = 1000 µg • 1µg = 1000 ng • 1ng = 1000 pg VOLUME: • 1m3 = 1000 L • 1cm3 = 1mL • 1L = 1000 mL EXPRESSÃO DAS CONCENTRAÇÕES