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Soluções IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro ATKINS, P. & JONES, L.. Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente; BROWN, T. L.; LEMAY, H. E.; BURSTEN, B. E.; BURDGE, J. R. Química: A ciência central. 9 ed. São Paulo: Pearson Education, 2005; BRADY, J. E.; SENESE, F. A.; JESPERSON, N. D. Química: A matéria e suas transformações. v.2, 5ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012 KOTZ, J. C.& JUNIOR, P. M. TREICHEL Química Geral e Reações Químicas (volume 2); RUSSEL, J. B.. Química Geral (volume 2); Bibliografia IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro 3 Misturas Formada por duas ou mais substâncias (componentes) Mistura heterogênea: apresenta pelo menos duas fases. Mistura homogênea: sistema monofásico IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro 4 Dispersão São sistemas nos quais uma substância está disseminada (dispersa), sob a forma de pequenas partículas, em uma outra substância (dispersante) IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Quanto ao tamanho das Partículas Classificação das Dispersões 5 Verdadeira Coloidal Suspenção IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Suspensão As partículas dispersas têm diâmetro maior que 1000 nm. São agregados de moléculas ou de íons. As patículas são sedimentas pela ação da gravidade ou dos centrifugadores comuns. São retidas pelo filtro comum e são detectadas a olho nu ou com o auxílio de microscópios comuns. 6 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro 7 Dispersões coloidais (coloides) As partículas dispersas têm diâmetro entre 1 e 1000 nm. São agregados de moléculas ou de íons comuns, ou macromoléculas, ou macroíons. Não se sedimentam sob a ação da gravidade, nem sob a ação dos centrifugadores comuns. Não são retidas por filtros comuns, só com ultra filtros. Não são detectadas ao microscópio comum, só com ultramicroscópio. IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro 8 Soluções verdadeiras As partículas dispersas têm diâmetro menor que 1 nm. São agregados de moléculas ou de íons. Não se sedimentam de modo comum. A separação não é possível por nenhum tipo de filtro. As partículas não são vistas por nenhum aparelho. IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Efeito Tyndall Permite distinguir uma solução verdadeira de uma dispersão coloidal Até 1 nm (nanômetro) de 1 nm a 100 nm maior que 100 nm Solução verdadeira Solução coloidal Suspenção Tamanho das partículas dispersasClassificação 10 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Soluções São misturas homogêneas de duas ou mais substâncias • Soluto – É a substância dispersa (menor quantidade) na solução; • Solvente – É a substância dispersante (maior quantidade) na solução; 11 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro 12 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro 13 REGRA DE SOLUBILIDADE Semelhante dissolve semelhante Polar com Polar Apolar com Apolar IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro 15 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Solubilização do NaCl em água (animação) IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro IFRJ – CST em Processos Químicos Química Geral I Professor: Fabio Ribeiro Hidratação e solubilidade de compostos iônicos Ex.: NaCl e CaCl2 Processo de dissolução endotérmico Processo de dissolução exotérmico +787 kJ/mol +3 kJ/mol +784 kJ/mol +2260 kJ/mol -2337 kJ/mol -77 kJ/mol IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Coeficiente de solubilidade É a relação entre a quantidade máxima de soluto dissolvida em uma quantidade fixa de solvente em uma determinada temperatura 23 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Curvas de solubilidade: dependência com a temperatura IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Responder: a) Qual é o sal mais solúvel na temperature de 200C? b) Qual é o sal menos solúvel na temperature de 500C? c) Na temperature de 300C, quais são os sais que apresentam as maiores solubilidades e qual é o seu valor? IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro ✓Classificação Quanto à proporção soluto/solvente: ➢diluída ➢concentrada ➢não-saturada ➢saturada ➢supersaturada 36 64 31,6 0,2 0,0014 NaCl Br KNO3 CaSO4 AgCl Coeficiente de solubilidade(g por 100g de água a 20º C) Substância 26 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Solução saturada: é a que contém a máxima quantidade de soluto em uma dada quantidade de solvente, a determinada temperatura 27 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Não-saturada ou insaturada: é uma solução com uma quantidade de soluto inferior ao do coeficiente de solubilidade. 28 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Solução Supersaturada: • São soluções em que a massa de soluto dissolvido é superior ao do coeficiente de solubilidade. • São preparadas com técnicas especiais e são instáveis. 29 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Aplicações: IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Unidades de Concentração 31 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Definição Notação Unidade Concentração comum C g/L Porcentagem em massa %m/m % Molaridade M Molar, mol/L Molalidade W Molal, g/kg Fração Molar F - Diluir significa adicionar solvente (geralmente água) e assim diminuir a concentração de soluto nessa solução DILUIÇÃO DE SOLUÇÕES IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Exemplo: Como você procederia para preparar 1,00 L de solução de CuSO4 0,100 mol/L, partindo de uma solução de estoque de CuSO4 2,00 mol/L? 33 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Vinicial = CfinalVfinal Cinicial = 0,100 mol/L 1,00 L 2,00 mol/L = 0, 0500 L = 𝟓𝟎, 𝟎 𝐦𝐋 Aplicações: Preparo de soluções IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Aplicações: Propriedades coligativas IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Abaixamento da Pressão de vapor 36 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Solubilidade e Pressão 37 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Exemplo: A constante da lei de Henry para O2 em água a 25 °C é igual a 1,27x10-3 M/atm, e a fração molar de O2 na atmosfera é iguala 0,21. Calcule a solubilidade do O2 na água a 25 °C em uma pressão atmosférica de 1,00 atm. 38 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro S O2 = 1,27 × 10 −3 M atm 0,21 atm = 𝟐, 𝟕 × 𝟏𝟎−𝟒 𝐌 𝑃(O2) = 0,21 1 atm = 0,21atm Abaixamento da Pressão de vapor 39 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Abaixamento da Pressão de vapor 40 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro 41 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Propriedades coligativas W W Exemplo: Qual será a temperatura de ebulição da água em uma solução contendo 1,0 mol de NaCl? Dado: Ke (água) = 0,52 °C/mol/kg 42 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro ∆T = 0,52 °C/mol/kg 1,0 mol/kg = 𝟎, 𝟓𝟐 °𝐂 𝐓𝐞 = 𝟏𝟎𝟎, 𝟓𝟐 °𝐂 Exemplo: Uma solução é preparada pela dissolução de 100 g de etilenoglicol (C2H6O2) em 200 g de água. Qual é o ponto de congelamento desta solução? Dado: Kc (água) = 1,86 °C/mol/kg 43 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro ∆T = 1,86 °C/mol/kg 8,06 mol/kg = 𝟏𝟓, 𝟎 °𝐂 W = 100 g 62,0 g mol 1 0,200 kg = 8,06 mol/kg 𝐓𝐂 = −𝟏𝟓, 𝟎 °𝐂 44 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Propriedades coligativas: osmose 45 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Propriedades coligativas: osmose 46 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro Propriedades coligativas: osmose Exemplo: Determine a concentração de uma solução de glicose (C6H12O6) que será isotônica com o sangue. Dados: πsangue = 7,7 atm a 25 °C. R = 0,0821 L.atm/K.mol) 47 IFRJ – Licenciatura em Química Química Geral II Professor: Fabio Ribeiro M = π𝑠𝑎𝑛𝑔𝑢𝑒 𝑅𝑇 = 7,7 atm 0,0821L.atm/K.mol (298 K) = 𝟎, 𝟑𝟏 𝐦𝐨𝐥/𝐋 48
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