Química - Soluções

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Aula 2 – Soluções e Termodinâmica
Soluções
Principais Conceitos
Solução: É uma mistura homogênea de soluto e solvente.
Solvente: Componente cujo estado físico é preservado.
Soluto: Aquilo que é dissolvido pelo solvente na mistura.
Observação: Caso todos os componentes estejam no mesmo estado físico, o solvente é aquele presente em maior quantidade.
Formas de expressar a concentração
Considerações iniciais: 
1 mol = 6,022 x 10²³ moléculas ou átomos;
6,022 x 10²³ moléculas ou átomos = nº de Avogadro.
Número de mols
n = número de mols do soluto
m = massa de soluto em gramas
MM = massa atômica do composto na tabela periódica
Concentração em quantidade de matéria
Onde c = quantidade de matéria por litro
n = quantidade de matéria do soluto
V = volume da solução em litros
Concentração
Fração em quantidade de matéria
Onde x = fração em mol
n = quantidade de matéria do soluto
nt = quantidade de matéria total (soluto + solvente)
Porcentagem em massa (Título)
Partes por milhão
Molalidade 
Onde m = molalidade
n = quantidade de matéria do soluto
m = massa do solvente em kg
Tipos de Soluções
Soluções Insaturadas: São aquelas que apresentam uma quantidade inferior de soluto em relação ao máximo que poderia se dissolver;
Soluções saturadas: São aquelas que contém a quantidade máxima de soluto em dada quantidade de solvente, em determinadas condições de temperatura e pressão;
Soluções supersaturadas: São aquelas que contem maior quantidade de soluto do que a solução saturada correspondente. São soluções instáveis e só se mantém em condições particulares. Uma simples agitação mecânica faz com que o excesso de soluto sedimente. Conseguem-se soluções supersaturadas fazendo-se acréscimo de soluto acima da saturação com aquecimento e processando-se um resfriamento sem perturbação do sistema.
Coeficiente de Solubilidade
A quantidade máxima de soluto dissolvida numa dada quantidade de solvente, a uma determinada temperatura, é denominada coeficiente de solubilidade.
Exemplo: 357g de NaCl por litro de água a 0°C (CS = 0,357) e 36g de NaCl por 100g de água a 20°C (CS = 0,36).
Diluições
A diluição ocorre quando o objetivo é preparar uma nova solução, menos concentrada, a partir de uma solução base. Para que a diluição da solução base ocorra, basta adicionar mais solvente (na maioria dos casos, a água).
Dessa forma, o volume da solução aumenta mas a quantidade do soluto, em mol, permanece a mesma. Com isso, tem-se a equação:
Onde c1 = concentração inicial em mol/L
v1 = volume inicial em litros
c2 = concentração final em mol/L
v2 = volume final em litros
Exemplo: Um volume de 500mL de uma solução aquosa de CaCl2 0,3mol/L é diluída até o volume final de 1500mL. Qual a concentração final da solução? 
Solução:
Ci . Vi = Cf . Vf 0,3mol/L . 500mL = Cf . 1500mL 
Cf = 0,1mol/L
Titulações
Uma mistura de soluções com reação química ocorre quando se mistura uma solução de um ácido com uma solução de uma base, ou uma solução de um oxidante com uma solução de um redutor, ou uma solução de dois sais que reagem entre si. Isso nos permite determinar a concentração de uma solução por meio de uma técnica conhecida como titulação.
Exemplo: Uma alíquota de 125mL de NaOH foi neutralizada totalmente quando titulada com 400mL de HCl 0,15 mol/L. Qual a concentração da solução de NaOH? 
Solução: 
NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l) 
n° mol HCl = n° mol NaOH 
C (HCl) . V (HCl) = C (NaOH) . V (NaOH)
0,15 mol/L . 400mL = C (NaOH) . 125mL
C (NaOH) = 0,48 mol/L