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2ª Aula Físico-Química: 19/05/2017 Becker TQI Soluções Aquosas: Prof° Ricardo 1) Conceito de soluto e solvente Conceito: soluções são misturas homogêneas que podem ser encontradas nos estados de agregação sólido, líquido e gasoso. Para que se formem deve-se dissolver totalmente o soluto no solvente. Diz-se que o solvente dissolve o soluto. Soluções formadas por dois componentes: numa solução, o componente que se encontra em menor quantidade, o disperso chama-se soluto. E o que se encontra em maior quantidade, o dispersante chama-se solvente. Neste caso as partículas do soluto não podem ser separadas por centrifugação ou por filtração. O principal solvente conhecido é a água, conhecida como solvente universal, formando as soluções aquosas. Exemplos: Soluto Solvente cloreto de sódio açúcar álcool água água gasolina Outros exemplos de soluções vitais: ar atmosférico, a água potável, a água mineral, dos rios, dos lagos. Exemplos de soluções sólidas: as ligas metálicas (prédios, carros), utensílios domésticos (aço inox/ferro-cromo, duralumínio/alumínio-cobre), o bronze (mistura de cobre e estanho), o latão (mistura de cobre e zinco), a solda (pode ser uma mistura de chumbo e estanho). E ainda ouro 18 e 12 quilates (mistura de ouro e prata ou ouro e cobre)! exemplo de soluções caseiras: cafezinho, suco artificial. O açúcar acrescentado é o soluto. Preparação de solução: Através de 3 beckers acrescentar em cada um quantidades diferentes de sal de cozinha (NaCl). 2) Soluções diluídas e concentradas Solução diluída: a quantidade de soluto é muito pequena em relação ao solvente e encontra-se completamente dissolvida no solvente usado. Solução concentrada: é quando a quantidade de soluto é muito grande em relação a quantidade de solvente, ou seja não se encontra totalmente dissolvida no momento. 3) Solução Saturada É a quantidade máxima de soluto que é possível dissolver numa quantidade de solvente naquela temperatura, sem corpo de fundo, isto é sem resíduos de soluto não dissolvido no recipiente. 4) Solução Insaturada É quando a solução contém uma quantidade menor de soluto do que seria possível dissolver numa quantidade de solvente naquela temperatura. 5) Solução supersaturada Essa solução possui uma quantidade maior de soluto dissolvido no solvente do que seria possível naquela temperatura. É muito difícil obter uma solução supersaturada e, quando se consegue, ela é extremamente instável, ou seja, com a mínima perturbação no sistema transforma-a em solução saturada com presença de corpo de fundo, isto é, com resíduos de soluto não dissolvido no recipiente. 6) Coeficiente de solubilidade ou Grau de Solubilidade O coeficiente de solubilidade (CS) é uma medida da capacidade que um soluto possui de se dissolver numa quantidade-padrão de solvente, em determinadas condições de temperatura e pressão. Como trabalhamos geralmente com soluções líquidas sob pressão ambiente (atmosférica), o fator de maior influência determinando a quantidade de soluto que queremos dissolver em determinada quantidade de solvente é a temperatura. A tabela abaixo mostra a quantidade máxima de NaCl em massa que é possível dissolver em 100g de água (quantidade-padrão), a cada temperatura. T (°C) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 g de NaCl/ 100g de H2O 35,7 35,8 36,0 36,3 36,6 37,0 37,3 37,8 38,4 39,0 39,84 Através desse gráfico, muitas informações podem ser obtidas: Soluções saturadas: todos os pontos da curva de solubilidade indicam soluções saturadas, ou seja, soluções que contém a quantidade máxima de soluto que é possível dissolver em 100 g de solvente sem presença de corpo de fundo. Soluções supersaturadas: todos os pontos do gráfico que estão acima da curva de solubilidade indicam soluções supersaturadas. Soluções insaturadas: todos os pontos do gráfico que estão abaixo da curva de solubilidade indicam soluções insaturadas. 7) Solubilidade e temperatura Tendência com o aumento da temperatura: para os sais KNO3, K2CrO4 e de NaCl ocorre um aumento de solubilidade com a elevação da temperatura percebida pela inclinação positiva da curvas que os representam. Já para o sulfato de césio, Ce2(SO4)3 nota-se uma diminuição da solubilidade com o aumento da temperatura da solução. 8) Processos Endotérmicos e Exotérmicos T A dissolução endotérmica ocorre com absorção de energia e é favorecida pelo aumento da temperatura. Se fizermos um gráfico do coeficiente de solubilidade do KNO3(s) nitrato de potássio em água iremos obter uma curva ascendente, característica de dissolução endotérmica. A dissolução exotérmica ocorre com liberação de energia e, por isso, é inibida pelo fornecimento externo de energia térmica. Por exemplo, a dissolução do Ca(OH)2, hidróxido de cálcio em água é prejudicada pelo aumento da temperatura. Nesse gráfico iremos obter uma curva descendente, característica de dissolução exotérmica. Dissolução de compostos hidratados: dizemos que um composto é hidratado quando possui moléculas de água como parte integrante de seu arranjo cristalino. Exemplo: Na2SO4 . 10 H2O Neste caso ocorre a desidratação do sal, ocorrendo uma mudança na sua estrutura cristalina. Esse sal tem o ponto de inflexão a 32,4°C. Visualmente percebemos uma mudança brusca na inclinação da curva de solubilidade. 1 Na2SO4 . 10 H2O 32,4°C 1 Na2SO4 (aq) + 10 H2O (l) 9) Exercícios : Gráficos de solubilidade em função da temperatura T Gabarito: 04: D; 5: E; 06: FVFVV Referências: 1) Química II- Hodja, Utimara, Matsui. Ed. Marco Editorial (1983) 2) Coleção Química, meio ambiente, cidadania e tecnologia, Vol. 2, M. Reis, Ed. FTD,(2014) 3) Química, realidade e contexto; Lembo; Ed. Ática, (2004) 4)Química, Ser Protagonista, Ensino Médio, vol. 2; J. Lisboa; Ed. SM, 2010 5)http://www.educacional.com.br/escolas/arquivos/59870001/publicacao/202092/SOLUCOES.pdf 6) www.agamenonquimica.com/docs/teoria/fisico/solucoes.pdf