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Soluções CENTRO UNIVERSITÁRIO CESUMAR Juliana Cogo Capriolli Soluções CENTRO UNIVERSITÁRIO CESUMAR Juliana Cogo Capriolli O que é uma solução? Soluto + solvente � Solução Menor Maior Forma uma Dissolução Menor quantidade Maior quantidade as moléculas ou íons do soluto separam permanecendo dispersas no solvente Forma uma mistura homogênea O que é uma solução? Solução Solvente universal ? Forma uma as moléculas ou íons do soluto separam-se permanecendo dispersas no solvente Forma uma mistura homogênea Soluções no cotidiano Café forte ou fraco? Mais ou menos doce? Mais ou menos Soluções moleculares � soluto são moléculas Soluções iônicas � soluto são íons Soluções no cotidiano doce? menos sal? soluto são moléculas soluto são íons Soluções no cotidiano GASOSA SÓLIDA LÍQUIDA 75% de ouro, 12,5% de prata e 12,5% de cobre Soluções no cotidiano - tipos GASOSA Soluções Classificação das soluções � Solução insaturada � Solução saturada � Está em equilíbrio Solução supersaturada� Solução supersaturada Coeficiente de solubilidade do NaCl é: 36g NaCl/100 g de água a 20ºC Solução Classificação das soluções Soluto + solvente Dissolução Cristalização 14 g de corpo de fundo 3 g do sal A CS(A) = 5g/100 g H Soluções Solução insaturada 3 g do sal A CS(A) = 5g/100 g H2O T = 25 ºC 200 g de H2O Solução insaturada 10 g do sal A CS(A) = 5g/100 g H Soluções Solução Saturada 10 g do sal A CS(A) = 5g/100 g H2O T = 25 ºC 200 g de H2O Solução Saturada 10 g do sal A CS(A) = 5g/100 g H + 5 g de sal A Soluções + 5 g de sal A Solução saturada com corpo de fundo 10 g do sal A CS(A) = 5g/100 g H2O T = 25 ºC 200 g de H2O Solução saturada com corpo de fundo 10 g do sal A CS(A) = 5g/100 g H + 5 g de sal A Soluções + 5 g de sal A Solução Supersaturada 10 g do sal A CS(A) = 5g/100 g H2O T = 25 ºC 200 g de H2O Solução Supersaturada - Instável Coeficiente de solubilidade (Cs) � Desloca o equilíbrio do sistema Cs x Temperatura � Desloca o equilíbrio do sistema Coeficiente de solubilidade (Cs) Coeficiente de solubilidade (Cs) É a quantidade máxima de um soluto totalmente numa quantidade padrão de solvente L) a uma determinada temperatura Cs� 36g NaCl/100 g de água a 20ºC Saturada insaturada 1L de água a 20°C 1L de água a 20°C 360 g de NaCl300 g de NaCl Cs� 36g NaCl/100 g de água a 20ºC Coeficiente de solubilidade (Cs) quantidade máxima de um soluto capaz de se dissolver quantidade padrão de solvente (100g, 1000g ou 1 L) a uma determinada temperatura /100 g de água a 20ºC Saturada Saturada com corpo de fundo 1L de água 1L de água a 20°C 400 g de NaCl Concentração acima do Cs /100 g de água a 20ºC Coeficiente de solubilidade (Cs) 360 g de NaCl300 g de NaCl Cs� 36g NaCl/100 g de água a 20ºC Saturada insaturada 1L de água a 20°C 1L de água a 20°C [ soluto ] menor que o Cs [ soluto ] igual ao Cs Coeficiente de solubilidade (Cs) 400 g de NaCl /100 g de água a 20ºC Saturada Saturada com corpo de fundo 1L de água 1L de água a 20°C Concentração acima do Cs [ soluto ] igual [ soluto ] maior que o Cs Formação das soluções Um soluto irá se solubilizar somente se as interações forem tão estáveis (ou mais) que as interações antes existentes entre soluto-soluto e Formação das soluções Um soluto irá se solubilizar somente se as interações soluto- forem tão estáveis (ou mais) que as interações antes existentes entre Soluções – mudança de energia Estrutura cristalina NaCl Água separação das moléculas de soluto (∆H1) é sempre endotérmica separação das moléculas de solvente (∆H2) é sempre endotérmica Entalpia de dissolução ���� mudança de energia Forças íon-dipolo Solução Íons de Na+ e Cl- hidratados separação das moléculas formação das interações soluto- solvente (∆H3) é sempre exotérmica ∆HDissol = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3 Se ∆Hd = (∆H1 + ∆H2) < ∆H3 Reação exotérmica Soluções Se ∆Hd = (∆H1 + ∆H2) > ∆H3 Reação endotérmica Entalpia de dissolução Também chamada de calor de dissolução Corresponde ao calor liberado ou absorvido na dissolução substância, numa quantidade de água suficiente para se obter uma solução diluída, no estado padrão Se o ∆Hd é demasiadamente endotérmico, não haverá a formação de uma solução + = Benzeno + tetracloreto de carbono Solução ideal Entalpia de dissolução - ∆Hd calor de dissolução calor liberado ou absorvido na dissolução de 1 mol de substância, numa quantidade de água suficiente para se obter uma solução diluída, no estado padrão é demasiadamente endotérmico, não haverá a formação de uma solução ∆Hsol = 0 kJ/mol Fatores que afetam a solubilidade � Interação soluto-solvente � Forças intramoleculares e intermoleculares � Semelhante dissolve semelhante� Semelhante dissolve semelhante Substância POLAR tende a se dissolver em outra substância Substância APOLAR tende a se dissolver em outra substância Fatores que afetam a solubilidade solvente Forças intramoleculares e intermoleculares Semelhante dissolve semelhanteSemelhante dissolve semelhante tende a se dissolver em outra substância POLAR tende a se dissolver em outra substância APOLAR Fatores que afetam a solubilidade � Interação soluto-solvente � Exemplo � Mistura de octano e água: insolúvel � Forças intermoleculares distintas � O sistema optará pelas interações mais fortes Fatores que afetam a solubilidade solvente Mistura de octano e água: insolúvel Forças intermoleculares distintas O sistema optará pelas interações mais fortes � Interação soluto-solvente Fatores que afetam a solubilidade solvente Fatores que afetam a solubilidade Pressão Fatores que afetam a solubilidade Líquidos + sólidos � pouca influência da pressão Gases � solubilidade é muito influenciada pela pressão ↑↑ Pressão � ↑↑ a solubilidade Fatores que afetam a solubilidade pouca influência da pressão solubilidade é muito influenciada pela pressão “Doença das bolhas” a solubilidade � Temperatura Fatores que afetam a solubilidadeFatores que afetam a solubilidade ↑ solubilidade Pouca interferência ↓ solubilidade 200 Coeficiente de solubilidade gramas do sal/100 g H2O Soluções 20 40 60 80 100 132,2 88,4 64,3 40,7 Temperatura em Zona de Supersaturação Curva de saturação 20 40 60 80 100 Temperatura em °°°°C saturação Zona de Insaturação Concentração das soluções � Concentração comum (C) � É a relação entre a massa de soluto e o volume da solução Expressa a massa de soluto presente num certo volume de solução. Concentração das soluções É a relação entre a massa de soluto e o volume da solução A solução preparada contém 80 g de soluto dissolvidos em 1,0 L de solução. NaOH (aq) C = 80 g/L Expressa a massa de soluto presente num certo volume de solução. = 80 g/L Concentração das soluções � Densidade de solução versus Densidade: inclui a massainclui a massa da solução. Concentração das soluções versus concentração comum Concentração comum: inclui apenasinclui apenas a massa do soluto. Concentração das soluções � Concentração molar (molaridade) � Expressa a quantidade de mols de soluto � Solução a 1 molar (M) = 1 mol de soluto/L Concentração das soluções Concentração molar (molaridade) mols de soluto por litro de solvente) = 1 mol de soluto/L M(g/mol) massa(g) nsoluto = Para a realização de experimentos laboratoriais, preparou se uma solução de NaOH em água, utilizando 80 gramas de NaOH para 1L de solução, determine a concentração Concentração Molar: Exercício de fixação de NaOH para 1L de solução, determine a concentração molar desta solução. Dados de massa atômica: Na: 23; O: 16; H:1 Para a realização de experimentos laboratoriais, preparou- se uma solução de NaOH em água, utilizando 80 gramas de NaOH para 1L de solução, determine a concentração Exercício de fixação de NaOH para 1L de solução, determine a concentração Dados de massa atômica: Na: 23; O: 16; H:1 Para realizar um procedimento laboratorial, precisamos de 350 mL de uma solução de NaOH a 0,4 M. quantos Concentração Molar: Exercício de fixação 350 mL de uma solução de NaOH a 0,4 M. quantos gramas de NaOH iremos utilizar? Para realizar um procedimento laboratorial, precisamos de 350 mL de uma solução de NaOH a 0,4 M. quantos Exercício de fixação 350 mL de uma solução de NaOH a 0,4 M. quantos gramas de NaOH iremos utilizar? Título em Massa: Concentração das soluções Expressa a relação entre a massa de soluto e a massa de solução O soro (solução fisiológica) que é injetada em um paciente por via intravenosa contem cloreto de sódio (NaCl) na concentração de 0,9% soluto + solvente Concentração das soluções Porcentagem em massa Expressa a relação entre a massa de soluto e a massa de solução O soro (solução fisiológica) que é injetada em um paciente por via intravenosa contem cloreto de sódio (NaCl) na concentração de 0,9% T . 100 = T% Porcentagem em massa Título em Massa: Quantos gramas de H2O são necessários para preparar uma solução NaOH a 1,00% em água, utilizando 250 g de NaOH? Exercício de fixação Precisamos de quantos gramas de H Quantos mililitros são necessários, dado que a densidade da água nas CNTP é de 0,988 g/mL? O são necessários para preparar uma solução NaOH a 1,00% em água, utilizando 250 g de NaOH? Exercício de fixação Precisamos de quantos gramas de H2O? Quantos mililitros são necessários, dado que a densidade da Título em Massa: Podemos comprar o ácido clorídrico em uma farmácia como uma solução de 37% de HCl. Que massa dessa solução Exercício de fixação uma solução de 37% de HCl. Que massa dessa solução contem 7,5 g de HCl Podemos comprar o ácido clorídrico em uma farmácia como uma solução de 37% de HCl. Que massa dessa solução Exercício de fixação uma solução de 37% de HCl. Que massa dessa solução Diluição de soluções � É o processo que consiste em adicionar solvente puro a uma solução, com o objetivo de diminuir a sua concentração I O pó dissolvido em água Muito concentrado Diluição de soluções É o processo que consiste em adicionar solvente puro a uma solução, com o objetivo de diminuir a sua concentração II Acrescenta-se mais água: diluição. II água: diluição. Muito concentrado Menos concentrado ou mais diluído Diluição de soluções Solução concentrada de CuCl2 (aq) diluída pela adição de solvente resulta em nova solução quantidade de SOLUTO Diluição de soluções (aq) diluída pela adição de solvente resulta SOLUTO Diluição de soluções i iCi . Vi = dicromato de potássio Diluição de soluções Qual a concentração final f f= Cf . Vf Diluição é uma operação muito utilizada no nosso dia Considere 100 mL de uma solução de NaCl em que a Exercício de fixação Considere 100 mL de uma solução de NaCl em que a concentração do soluto seja de 0,4 mol/L. Qual o volume em mL de água, que deverá ser acrescentado para que a concentração do soluto caia para 0,04 mol/L? Diluição é uma operação muito utilizada no nosso dia-a-dia Considere 100 mL de uma solução de NaCl em que a Exercício de fixação Considere 100 mL de uma solução de NaCl em que a concentração do soluto seja de 0,4 mol/L. Qual o volume em mL de água, que deverá ser acrescentado para que a concentração do soluto caia para Titulação: Titulação de soluções Determinação da concentraçãoDeterminação da concentração quantidade e concentração As titulações são baseadas na reação entre o analito (titulado) reação entre o analito (titulado) e um reagente padrão (titulante), o qual possui concentração conhecida. 1. 1 2 . 2M1.V1 = M2 .V2 nº H+ . CA . VA = nº OH- . CB . VB Titulação de soluções concentração de uma solução a partir da concentração de uma solução a partir da quantidade e concentração de uma solução conhecida Bureta + indicador Solução padrão (concentração conhecida) Solução problema (concentração desconhecida) + indicador Titulação de soluções HCl + NaOH���� NaCl ácido + base ���� água + sal Titulação de soluções NaCl + H2O água + sal O ponto final é assinalado pela mudança de cor do indicador ácido-base Titulação de soluções Um químico tinha uma alíquota de 20 mL de NaOH de concentração desconhecida. Fazendo uso de HCl a 0,5 mol/L como agente titulante, ao realizar a titulação observou que foram necessários 30 mL de HCl para que houvesse o ponto de viragem. Qual a concentração molar da solução de NaOH 1. 1M1.V1 = M HCl + NaOH���� NaCl Titulação de soluções Um químico tinha uma alíquota de 20 mL de NaOH de concentração desconhecida. Fazendo uso de HCl a 0,5 mol/L como agente titulante, ao realizar a titulação observou que foram necessários 30 mL de HCl para que houvesse o ponto de viragem. Qual a concentração molar da solução de NaOH 2 . 2= M2 .V2 NaCl + H2O m= 0,75 mol/L