Buscar

Continue navegando


Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS E ENGENHARIA DE MATERIAIS
QUIMICA DE MATERIAIS A
MONYSE ALMEIDA FELIX SANTOS
POLARIDADE MOLECULAR E SOLUBILIDADE
11 de dezembro, 2019
São Cristóvão/SE
1- Introdução
Polaridade molecular:
Ao submeter uma molécula a um campo elétrico (polos positivo e negativo) e ocorrer uma atração devido às cargas, essa molécula é considerada polar. Quando não há orientação em direção ao campo elétrico, trata-se de uma molécula apolar. De maneira geral, dois fatores influenciam a polaridade das moléculas: a eletronegatividade dos átomos e a geometria molecular.
Eletronegatividade: 
A capacidade de um átomo atrair para si os elétrons compartilhados com outro átomo em uma ligação covalente é chamada de eletronegatividade. Ex: A molécula de HCl (ácido clorídrico) é polar, porque se forma um polo negativo no cloro devido ao acúmulo de carga negativa e, consequentemente, o lado do hidrogênio tende a ficar com carga positiva acumulada, formando um polo positivo.
Moléculas apolares: 
Quando uma molécula é formada por apenas um tipo de elemento químico, não há diferença de eletronegatividade, sendo assim, não se formam polos e a molécula é classificada como apolar, independente de sua geometria. 
Momento dipolar:
Os polos de uma molécula referem-se à carga parcial, representada por , visto que os elétrons são compartilhados e não transferidos de um átomo para outro. Ex: O CO2 tem duas ligações polares, pois o oxigênio é mais eletronegativo que o carbono. Logo, trata-se de uma molécula polar.
Ponto de fusão:
O ponto de fusão representa a temperatura que a substância muda de estado, em uma dada pressão. No caso do ponto de fusão a substância muda do estado sólido para o líquido. Quando recebe calor no estado sólido ocorre um aumento no grau de agitação de suas moléculas. Consequentemente sua temperatura também aumenta. Ao atingir uma determinada temperatura (ponto de fusão), a agitação das moléculas é tal que rompe as ligações internas entre os átomos e moléculas. Nesse ponto, a substância começa a mudar seu estado e passará para o estado líquido se continuar recebendo calor. Durante a fusão sua temperatura se mantém constante, pois o calor recebido é usado unicamente para a mudança de estado. 
Os compostos iônicos são constituídos por íons positivos e negativos, dispostos de maneira regular formando um reticulo cristalino. Para que ocorra a fusão do retículo precisamos de uma considerável ebulição, geralmente são sólidos e muito duros.
Quanto mais fortes forem as interações intermoleculares, maior o ponto de fusão. Compostos contendo moléculas polares possui ponto de fusão mais alto que molécula apolares.
Condução e corrente elétrica:
Para ter corrente elétrica é necessário ter a presença de elétrons livres com mobilidade. Os eletrólitos se diferenciam uns dos outros de acordo com sua capacidade de conduzir eletricidade. Eletrólitos fortes são os que existem em solução completamente, ou quase completamente na forma de íons . Todos os compostos solúveis em água, como o NaCl, e alguns compostos moleculares como o HCl, são eletrólitos fortes. Já os eletrólitos fracos são solutos que existem em solução principalmente na fórmula de moléculas neutras, com apenas uma pequena proporção na forma de íons. Portanto, os compostos iônicos não conduzem corrente na fase sólida (quando os elétrons estão firmamente ligados uns aos outros), mas conduzem na fase líquida ou em solução aquosa, quando adquirem mobilidade.
· Solubilidade
Coeficiente de solubilidade e solvatação dos sais:
Quando falarmos em sal não estaremos nos referindo exclusivamente ao cloreto de sódio, o mais famoso dos sais, velho conhecido em nossas cozinhas ou na água do mar. Talvez por nossa associação quase despercebida de sal com o cloreto de sódio (NaCl), afirmamos que os sais são solúveis em água. Isto não é verdade em alguns aspectos: nem todos os sais são solúveis em água e nem tudo que é solúvel em água é um sal. Nosso conhecimento também nos diz que não é possível dissolver qualquer quantidade de um sal em água, que se colocarmos muito, sobrará uma parcela no fundo do recipiente que não se dissolve.
Coeficiente de solubilidade:
Adicionando 10 g de sal de cozinha (cloreto de sódio - NaCl) em um copo com 100 g de água a 20ºC. Depois de misturar, o sal dissolveu-se completamente, por isso resolve adicionar ainda mais sal. Em um determinado ponto, não será possível mais dissolver o sal naquela quantidade de água, e todo sal adicionado descerá para o fundo do copo, não importa o quanto tente misturar.
Quando isso acontece, dizemos que a solução está saturada e que se atingiu o coeficiente de solubilidade. Portanto, podemos definir o coeficiente de solubilidade da seguinte maneira:
O coeficiente de solubilidade do sal na água, por exemplo, é igual a 36 g de NaCl/ 100 g de água a 20ºC. Não é possível dissolver nenhum grama a mais de sal nessa quantidade de água e nessa temperatura, pois o coeficiente de solubilidade é específico para cada substância. Se trocarmos o soluto, por exemplo, substituindo o sal de cozinha pelo NH4Cl, este tem coeficiente de solubilidade igual a 37,2 g em 100 g de água a 20ºC.
Além disso, uma mesma substância possui diferentes solubilidades em diferentes solventes. Enquanto o sal é solúvel na água, ele é praticamente insolúvel na acetona ou no acetato de etila.
Outro ponto é que sempre que se menciona o coeficiente de solubilidade de um soluto em determinada quantidade de solvente, é preciso indicar também a temperatura, pois esse é um fator que interfere. Por exemplo, se pegarmos 100 g de água a 20ºC e adicionarmos 40 g de sal, 36 g solubilizar-se 4 g formarão o precipitado. Mas se levarmos essa solução para o aquecimento, veremos que os 4 g dissolverão conforme a elevação da temperatura.
Isso nos mostra que um mesmo soluto dissolvido em uma mesma quantidade de solvente possui diferentes coeficientes de solubilidade conforme o aumento da temperatura. Exemplo abaixo:
Coeficiente de solubilidade do NH4Cl em relação à temperatura
Observe que, nesse caso, o coeficiente de solubilidade do NH4Cl aumenta com o aumento da temperatura. Isso acontece com a maioria dos sais em água. Porém, existem situações em que o coeficiente de solubilidade diminui com o aumento da temperatura, como é o caso do Ce2(SO4)3. Existem também casos em que não há uma variabilidade tão acentuada no coeficiente de solubilidade, como ocorre com o sal de cozinha.
Pode ser que consigamos também, em determinadas situações específicas, dissolver uma quantidade de soluto no solvente maior que o seu coeficiente de solubilidade, obtendo assim a chamada solução supersaturada. Por exemplo, imagine que uma solução formada com 100 g de água, a 20ºC, e 40 g de sal de cozinha (com 36 g dissolvidos e 4 g precipitados), seja levada para aquecimento até atingir uma temperatura em que todo o soluto solubilize-se. Em seguida, essa solução é deixada em repouso para que ela esfrie até atingir a temperatura ambiente, que é próximo de 20ºC.
Se não houver nenhuma perturbação na solução, o soluto a mais permanecerá dissolvido, constituindo, então, uma solução supersaturada. No entanto, esse tipo de solução é muito instável, e qualquer movimento brusco pode fazer com que a quantidade acima do coeficiente de solubilidade para aquela temperatura cristalize-se. Desse modo, a solução que era supersaturada passará a ser saturada com corpo de fundo.
Um último caso é a solução insaturada, que é quando a quantidade de soluto dissolvida é menor que o valor do coeficiente de solubilidade. Um exemplo é a dissolução de 10 g de NaCl em 100 g de água a 20ºC.
Solubilidade dos sais em água:
Nem todos os sais são solúveis em água. Embora muitos deles sejam solúveis em água existem exceções. Segue algumas regras de solubilidade:
Fatores que influenciam na solubilidade dos sais
· A força de interação entre as moléculas de água e as do soluto antes da dissolução;(Interalçao soluto - solvente).
· A força de interaçãoentre as moléculas de água e asdo soluto depois da dissolução; (interação soluto - solvente).
2- Procedimento experimental:
A) Procedimento em campo Experimental:
1- Monte 3 buretasem suportes, colocando sob cada uma delas um béquer de 100ml.
2- Encha a primeira bureta com água, a segunda com álcool e a terceira com benzeno.
3- Atrite o bastão de plástico (ou vidro) contra o cabelo ou contra o papel secante.
Resultados e discussões:
1° Foi utilizado um bastão de vidro e foi feito atrito contra o papel toalha por alguns segundos, logo em seguida foi colocado ao lado vazão de água para observar o que ocorria.
· A água sofre desvio no sentido de atração, as partículas estão se atraindo e traz o feixe de água para