Tópico 05-Soluções

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Concentração Concentração de de SoluçõesSoluções
Unidades de Concentração, Solubilidade, 
Eletrólitos
Definições
Em Química, solução é o nome dado a dispersões cujo 
tamanho das moléculas dispersas é menor que 1 nanômetro. 
A solução ainda pode ser caracterizada por formar um 
sistema homogêneo (a olho nu e ao microscópio), por ser 
impossível separar o disperso do dispersante por processos 
físicos.
Definições
Solução: É uma mistura homogênea composta de
dois ou mais componentes que consiste de:
Solvente: É o componente da solução que se
apresenta em maior quantidade
Soluto: Este é o componente que se
apresenta em menor quantidade.
1. Quanto ao estado físico
Soluções sólidas
Soluções líquidas
Soluções gasosas
Classificação das Soluções
2. Quanto a natureza do soluto
Soluções Iônicas (eletrolíticas)
São aquelas em que o soluto é um composto iônico.
Exemplo: água + sal de cozinha.
Soluções Moleculares (não eletrolíticas)
São aquelas em que o soluto é um composto molecular.
Exemplo: água + açúcar.
Obs.:os ácidos são compostos moleculares, que em água, 
originam uma solução eletrolítica. 
3. Quanto a relação soluto solvente
Soluções insaturadas
Soluções saturadas
Soluções supersaturadas
Classificação das Soluções
Propriedade Gerais das Soluções
 As propriedades de uma solução podem não está
relacionada simplesmente com aquelas de seus
componentes individuais.
Ex: o ponto de congelamento da água salgada
 Nas soluções o ponto de fusão não é uma temperatura
definida e sim um intervalo de fusão.
Tipos de Soluções Exemplo
Gás
Gás dissolvido em gás Oxigênio dissolvido em N
Líquido dissolvido em gás CCl3 dissolvido em N (vaporizado)
Sólido dissolvido em gás Gelo seco dissolvido em N (sublimado)
Líquido
Gás dissolvido em líquido CO2 dissolvido em água
Líquido dissolvido em líquido Etanol dissolvido em água
Sólido dissolvido em líquido Açúcar dissolvido em água
Sólido
Gás dissolvido em sólido Hidrogênio dissolvido em paládio
Líquido dissolvido em sólido Mercúrio dissolvido em ouro
Sólido dissolvido em sólido Cobre dissolvido em níquel
Nome Componentes principaisComponentes principais
Amálgama Mercúrio (Hg) + Prata (Ag) + Estanho (Sn)
Vinagre Água (H2O) + ácido acético (CH3COOH)
Latão Cobre (Cu) + zinco (Zn)
Bronze Cobre (Cu) + estanho (Sn)
Aço Ferro (Fe) + carbono (C)
Álcool hidratado Etanol (CH3OH) + água (H2O)
Misturas homogêneas
Processo de Dissolução
Considere a dissolução do NaCl
- As ligações de hidrogênio da água tem de ser quebradas
- O NaCl se ioniza em Na+ e Cl-;
- Formam–se forças íon-dipolo: Na+.....-OH2 e Cl-...+H2O.
- Se água é o solvente, os íons são hidratados ou solvatados;
- A solvatação é mais intensa em íons de menor raio e maior
carga.
Processo de Dissolução
Considere a dissolução do NaCl
- As ligações de hidrogênio da água tem de ser quebradas
- O NaCl se ioniza em Na+ e Cl-;
- Formam–se forças íon-dipolo: Na+.....-OH2 e Cl-...+H2O.
- Se água é o solvente, os íons são hidratados ou solvatados;
- A solvatação é mais intensa em íons de menor raio e maior
carga.
Processo de Dissolução
Processo de Dissolução
Solvatação
Energética do Processo de Dissolução
Existem três fases de energia na formação de uma solução:
- A separação das moléculas do soluto (H1)
- A separação das moléculas do solvente (H2)
- A formação das interações soluto-solvente (H3)
ΔHdissol= ΔH1+ ΔH2+ ΔH3
O ΔHdissol pode tanto ser positivo como negativo, 
dependendo das forças intermoleculares.
Energética do Processo de Dissolução
SOLUBILIDADE
É a massa do soluto que pode ser dissolvida numa 
certa quantidade de solvente em uma dada 
temperatura.
É expressa em gramas de soluto por 100 mL (100 cm3) 
ou por 100 g de solvente numa dada temperatura.
Regra da Semelhança
Polar dissolve polar
Apolar dissolve Apolar
-NaCl em gasolina: as forças íon-dipolo são fracas, uma vez que a
gasolina é apolar. Consequentemente, as forças íon-dipolo não são
compensadas pela separação de íons.
-Água em octano: a água tem ligações de hidrogênio fortes. Não há
forças atrativas entre a água e o octano para compensar as ligações
de hidrogênio.
Regra da Semelhança
Regra da Semelhança
BaSO4 solubilidade muito baixa em água
Etanol solúvel em água – 1,70 D
Cloreto de etila pouco solúvel em água – 2,05 D
Constante dielétrica: é a medida da polarizabilidade de suas moléculas,
isto é, sua capacidade de se orientar de tal modo a neutralizar uma
determinada carga
Fatores que Afetam a Solubilidade
1. Temperatura 
Fatores que Afetam a Solubilidade
2. Interação Soluto-Solvente 
Fatores que Afetam a Solubilidade
Álcool Solubilidade em 
H2O a
Solubilidade 
em C6H14
CH3OH ∞ 0,12
CH3CH2OH ∞ ∞
CH3CH2CH2OH ∞ ∞
CH3CH2CH2CH2OH 0,11 ∞
CH3CH2CH2CH2CH2OH 0,030 ∞
CH3CH2CH2CH2CH2CH2OH 0,0058 ∞
CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2OH 0,0008 ∞
a Expresso em mol de álcool / 100 g de solvente a 20 oC. O símbolo de infinito indica que 
o álcool é completamente miscível em solvente.
Solubilidade de alguns alcoóis em água e hexano
Fatores que Afetam a Solubilidade
- Solução insaturada: contém menos soluto que o limite de solubilidade.
- Solução saturada: contém soluto na quantidade limite de solubilidade.
- Solução saturada com corpo de fundo: contém mais soluto que o limite
de solubilidade, ocasionando a formação de corpo de fundo (precipitado).
- Solução supersaturada: contém mais soluto que o limite de solubilidade,
porém o sistema mantém-se cineticamente homogêneos em condições
especiais.
3. Concentração da Solução 
Fatores que Afetam a Solubilidade
3. Concentração da Solução 
Fatores que Afetam a Solubilidade
1L de água 
a 0°C
1L de água 
a 0°C
1L de água 
a 0°C
357 g de NaCl
• CS do NaCl a 0°C = 35,7 g / 100g de H2O
• CS do NaCl a 25°C = 42,0 g / 100g de H2O
200 g de NaCl
400 g de NaCl
Saturada Saturada com 
corpo de fundo
insaturada 
Cs= coeficiente de solubilidade A concentração na solução final está acima do CS do NaCl a 0°C.
Fatores que Afetam a Solubilidade
Fatores que Afetam a Solubilidade
- A solubilidade de um gás em um líquido é uma função da pressão do
gás.
- Quanto maior a pressão, mais próximas as moléculas de gás estarão do
solvente e maior a chance da molécula de atingir a superfície e entrar na
solução.
- Quanto maior for a pressão maior a solubilidade.
- Quanto menor a pressão, menor a solubilidade.
4. Pressão 
Unidades de Concentração
 A concentração de uma solução expressa a quantidade de 
soluto presente numa dada quantidade de solvente ou de 
solução.
 As relações entre quantidade de soluto dissolvida em 
uma quantidade de solvente, ou seja, a proporção em 
que se encontram misturados os componentes da solução, 
é descrita por parâmetros/expressões que quantificam os 
sistemas em solução de diferentes formas.
Unidades de Concentração 
Quantidade de componente de interesse
Concentração =
Quantidade de material total
ou seja,
Quantidade de soluto
Concentração de solução =
Quantidade de solução
(soluto + solvente)
Expressões de concentração
A concentração das soluções pode ser expressa de diversas formas.O
que se entende simplesmente por concentração é a quantidade de
soluto (em massa) existente em relação ao volume da solução.
Concentração Comum 
29500 mL 500 mL
Adicionar 
água 
destilada
É o quociente entre a massa do soluto e o volume da solução
solução
soluto
V
m
C 
Ex.: Preparar uma solução aquosa 5 g/L de cloreto de sódio (NaCl)
Tampar
500 mL
5,00 g
NaCl
500 mL
Agitar
Concentração ComumEx.: Qual a massa de cloreto de alumínio (AlCl3) necessária para preparar 
150 mL de uma solução aquosa de concentração igual a 50 g/L.
solução
soluto
V
m
C 
soluçãosoluto V.Cm 
g5,7L15,0.
L
g
50msoluto 
Molaridade ou Concentração Molar
É o quociente entre o número de moles do soluto e o volume da 
solução em litros (M = mol/L ou mol L-1)
)litros(V.PM
m
M
soluçãosoluto
soluto
como
PM
m
n 
)litros(V
n
M
solução
soluto
Molaridade ou Concentração Molar
Ex.: Preparar 1 litro de uma solução 0,5 M de NaOH
)litros(V.PM
m
M
soluçãosoluto
soluto
M = 0,5 M
PMsoluto = 40 g/mol
Vsolução = 1 litro
Na = 23; O = 16; H = 1
M).litros(V.PMm soluçãosolutosoluto 
g20
L
mol
5,0.L1.
mol
g
40msoluto 
Ex 2: Como voce prepararia 0,150 L de uma solução 0,500 M de
NaOH, a partir de NaOH sólido e água.
Cálculo do número de moles de NaOH requeridos.:
Nº mol NaOH necessários = 0,150 L x
= 0,0750 mol NaOH
Massa de NaOH requerida = 0,075 mol x
R: você deveria pesar 3,00 g de NaOH e dissolver em suficiente
água para fazer 150 mL (0,150 L) de solução.
L 1
NaOH mol 0,500
g 3,00 
mol 1
g 40,0

solução
soluto
V
m
C 
soluçãosoluto V.Cm 
solutoPM.MC 
Igualando
)litros(V.PM
m
M
soluçãosoluto
soluto
)litros(V.PM.Mm soluçãosolutosoluto 
Relação entre C e M
Molalidade
A molalidade, m, se define como o número de moles de
soluto por quilograma de solvente.
)(KgV
nm
solução
soluto
Porcentagem em massa por volume 
EXEMPLO: uma solução a 5 % (m/v) de dextrose usada para
alimentação endovenosa contém 5 g de dextrose (glicose) para 100 mL.
Porcentagem em massa por volume (m/v) gramas de soluto
mililitros de solução
= x 100 %
Dextrose a 5 % (m/v) 5 g de dextrose
100 mL de solução
= x 100 %
Porcentagem em massa
EXEMPLO: Uma solução de ácido nítrico a 70 % (m/m) contém 70 g
de HNO3 em cada 100 g de solução.
Massa por cento (m/m) gramas de soluto
gramas de solução
= x 100 %
HNO3 a 70 % (m/m) 70 g de HNO3
100 g de solução
= x 100 %
Porcentagem em volume
EXEMPLO: Uma solução de álcool etílico a 70 % (v/v) usada como
antisséptica e dessinfetante consiste de 70 mL de álcool etílico cujo
volume total é de 100 mL.
Porcentagem em volume a volume (v/v) mililitros de soluto
mililitros de solução
= x 100 %
Álcool a 70 % (v/v) 70 mL de álcool
100 mL de solução
= x 100 %
Partes por milhão (ppm)
Porcentagem: significa partes por cem
5 %: 5 partes em 100
5 ppm: 5 partes em um milhão ( ou 106 partes)
EXEMPLO: Se a quantidade de mercúrio em amostra for 5 mg, sua
concentração em ppm é
( Note que 1 kg = 103 g = 106 mg e que mg/kg é portanto o mesmo que ppm.)
5 mg
1 kg
=
106 mg
5 mg = 5 ppm
Partes por Milhão e Correlatos
Partes por Milhão e Correlatos
ppm = 610 x 
amostra peso
 soluto peso
910 x 
amostra peso
 soluto peso
1210 x 
amostra peso
 soluto peso
ppb = 
ppt = 
Uma solução a 25 ppm contém 25
mg de soluto em 1 L de solução.
(L) solução volume
(mg) soluto peso
Diluição de Soluções
 Cálculos de diluição estão baseados no fato que o
número de moles do soluto retirados da solução original
e o número de moles da solução diluída são os mesmos.
Soluções dadas em molaridade:
moles de soluto
litros de solução
(iniciais) x litros de solução (iniciais) =
moles de soluto
litros de solução
(finais) x litros de solução (finais) 
Diluição de Solução
M1 x V1 = M2 x V2 
Devido a que M x V = (moles/L) x (L) = MOLES esta
equação simplesmente estabelece que os moles de
soluto em ambas soluções são iguais. A diluição acontece
porque o volume muda.
M1 x V1 = M2 x V2
EXEMPLO:
Considere a diluição de ácido clorídrico, HCl, que é
disponível sob forma de uma solução aquosa 12 M. Ache o
volume desta solução original necessário para preparar
2,00 L de HCl 0,50 M.
M1 x V1 = M2 x V2
12 M x V1 = 0,50 M x 2,00 L
V1=
0,50 M x 2,00 L
12 M
83 mL=
Diluição de Soluções
Exercícios
1) Uma garrafa de coca-cola (0,473 L) contém 36,9 g de
sacarose, C12H22O11. Qual é a molaridade desta solução?
R = 0,228 M
2) Que massa de nitrato de prata, AgNO3 é necessária para 
preparar 500 mL de uma solução a 0,40 % (m/v)?
R = 2,0 g de AgNO3
3) Que massa de cloreto de amônio, NH4Cl, é necessária
para preparar 750 mL de uma solução 0,333 M?
R = 13,4 g de NH4Cl
Considerações Finais
Segundo as mais recentes tendências 
sobre ensino de química, a absorção 
do conhecimento deixou de depender 
primordialmente do empenho em 
ensinar para depender primordialmente 
do empenho em aprender.