Prática -Ensaio de Solubilidade (1)

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Prática 1: Ensaio de Solubilidade
SENAI CIMATEC
Curso de Engenharia Química
Química Inorgânica Prática
SALVADOR – BA
14 DE SETEMBRO DE 2020
1 – Introdução
Solubilidade é uma propriedade molecular que desempenha um papel fundamental no comportamento das substâncias químicas. O processo de solubilização de uma substância química resulta da interação entre a espécie que se deseja solubilizar (soluto) e a substância que a dissolve (solvente), e pode ser definida como a quantidade de soluto que dissolve em uma determinada quantidade de solvente, em condições de equilíbrio [2].
A solubilidade de uma substância está diretamente relacionada com a estrutura molecular, especialmente com a polaridade das ligações, onde os compostos apolares ou fracamente polares são solúveis em solventes apolares ou de baixa polaridade, enquanto que compostos de alta polaridade são solúveis em solventes também polares, o que está de acordo com a regra empírica de grande utilidade: “polar dissolve polar, apolar dissolve apolar” ou “o semelhante dissolve o semelhante”. Quanto mais fortes forem as atrações intermoleculares entre as moléculas do soluto e solvente maior será a solubilidade [2].
O coeficiente de solubilidade representa a quantidade máxima do soluto que pode ser dissolvida em dado solvente. É uma propriedade que depende de alguns fatores importantes como interação Soluto-Solvente, pressão e temperatura. A fórmula para calcular o coeficiente de solubilidade é:
 (1)
Onde o Cs é o coeficiente de solubilidade, m1 é a massa do soluto e m2 é a massa do solvente.
A variação da capacidade de solubilidade, em função da temperatura, é conhecida por curva de solubilidade [3].
Figura 1. Curvas de solubilidade.
Fonte: CARLOS A. Físico-Química.
Ao observar a Figura 1 acima, pode-se perceber que, geralmente, a solubilidade aumenta proporcionalmente com a temperatura. Isso ocorre quando o soluto se dissolve com a absorção de calor (dissolução endotérmica).
Além disso, ao analisar a Figura 2 abaixo, podemos identificar que a região I corresponde a soluções insaturadas, ou seja, a massa dissolvida é menor que o coeficiente de solubilidade. A região II corresponde a soluções supersaturadas , ou seja, qualquer ponto dessa região indica que a massa dissolvida é maior que o coeficiente de solubilidade. Tratam-se de soluções instáveis as quais podem formar precipitados. Já a curva de solubilidade é a fronteira entre a região I e II, e qualquer ponto acima da curva indica que a massa dissolvida é igual ao coeficiente de solubilidade [2].
Figura 2. Curva de solubilidade de determinada substância.
Fonte: CARLOS A. Físico-Química.
2 - Objetivos
O objetivo do experimento é explorar o comportamento de solutos e solventes em diversas soluções químicas, a partir da preparação de diferentes soluções químicas, observando suas fases e diferenciando misturas homogêneas e heterogêneas.
3 - Material e Métodos
Materiais: 
02 Béquer 50mL;
01 Vidro de relógio;
01 Pissete 500mL;
12 Tubos de ensaio 50mL;
02 Estantes de tubos de ensaio;
01 Solução de C3CH4OH 0,1 mol/L
01 Solução de C6H14 1M
01 Recipiente contendo NaCl em pó;
Método de procedimento: 
Para o desenvolvimento da prática, inicialmente é necessário se ter cuidado com todos os EPIs indispensáveis para o manuseio de substâncias químicas dentro de ambiente laboratorial. Posteriormente, é utilizada uma capela laboratorial para o trabalho das soluções com maior segurança. Ao decorrer do experimento, todas as misturas realizadas são feitas em tubos de ensaios diferentes e as considerações acerca de suas propriedades são aferidas após um período de observação após a mistura. 
4 - Resultados e Discussão
	A partir do desenvolvimento da prática, foram observados aspectos a respeito da solubilidade de uma substância em outra, avaliando a miscibilidade e a formação de diferentes fases entre elas. A Tabela 1 a seguir, expõe as características observadas em cada tubo de ensaio após a mistura das substâncias (água, hexano, etanol, óleo e NaCl). 
Tabela 1. Características das misturas. 
	Tubo
	Mistura
	Fases
	Miscíveis
	1
	Água + Etanol
	1
	Sim
	2
	Água + Hexano
	2
	Não
	3
	Água + Óleo
	2
	Não
	4
	Água + NaCl
	1
	Sim
	5
	Etanol + Hexano
	1
	Sim
	6
	Etanol + Óleo
	2
	Não
	7
	Etanol + NaCl
	2
	Não
	8
	Hexano + Óleo
	1
	Sim
	9
	Hexano + NaCl
	2
	Não
 
Analisando os resultados da Tabela 1, compreende-se que para o tubo 1, o par de substância é miscível, pois durante a mistura, a molécula da água interage com a parte polar do etanol (-OH) formando ligações de hidrogênio. 
Para o tubo 2, o par de substância é imiscível, pois as forças de ligação da água (ligações de hidrogênio) são significativamente mais fortes que as forças de ligação do hexano (Van der Waals). Desse modo, as ligações de hidrogênio da água não serão rompidas para formar uma nova ligação entre a água e o hexano. Observando o tubo 3, o par é imiscível, pois a água interage fortemente entre si, deixando pouco espaço para interação com o óleo, que tem menor força atrativa comparado a água.
Para o tubo 4, o par é miscível, pois o NaCl quando misturado em água, se dissocia, formando íons Cl- e Na+ que atraem a parte positiva e negativa da molécula de água, respectivamente. Nessa mistura, a força intermolecular atuante é a Íon-Dipolo. Durante a dissolução existem três fases de energia para a formação dessa solução, para definir a variação de entalpia no processo pode-se apresentar através da equação . A primeira etapa compreende a separação das moléculas do soluto e a segunda etapa compreende como a separação das moléculas do solvente, nessas duas primeiras etapas ocorre a quebra das forças intermoleculares, sendo um processo endotérmico, devido a absorção de energia e a terceira etapa compreende como a formação de forças intermoleculares atrativas entre soluto-solvente , sendo um processo exotérmico, devido a liberação de energia para a etapa de hidratação com o íons Cl- e Na+ e as moléculas da . Esse processo se torna possível devido às interações atrativas entre os íons e as moléculas polares de superar a energia de rede de NaCl, suficiente para puxar os íons de suas posições no retículo cristalino. 
Analisando o tubo 5, o par de substâncias é miscível, devido a uma deformação na nuvem eletrônica da molécula de hexano, na qual cria um polo positivo que é atraído pelo polo negativo da molécula do etanol. Nessa mistura, a força intermolecular atuante é a dispersão de London. 
No tubo 6, o par é imiscível, onde o etanol é parcialmente polar e possibilita interação do tipo ligação de hidrogênio entre suas moléculas, enquanto o óleo é apolar e apresenta interações do tipo dipolo induzido entre suas moléculas. A presença de duas fases se dá pela alta intensidade das forças de atração entre as moléculas do próprio soluto e do próprio solvente, não permitindo a atração da molécula de uma substância pela outra. No tubo 7, o par é imiscível, pois apesar de ambas as substâncias apresentarem uma parte polar, a polaridade do etanol é insuficiente para que ocorra completo rompimento de sua molécula e, consequentemente, a formação de uma nova ligação com o NaCl. Dessa forma, o NaCl é pouco solúvel neste solvente, deixando partículas sólidas depositadas no fundo do tubo.
No tubo 8, o par é miscível. Considera-se que o óleo é miscível em muitos solventes orgânicos apolares, devido aos parâmetros de solubilidade de Hansen de um solvente serem semelhantes à de um óleo vegetal, como é o caso do referido par. Assim, para o hexano, o parâmetro de solubilidade apolar é 14,9, e para o óleo, o parâmetro de solubilidade apolar é 15,33, comprovando a proximidade entre os valores e, consequentemente, sua miscibilidade. 
Analisando o tubo 9, percebe-se que o par é imiscível, devido ao fato do hexano ser apolar, não rompendo as ligações do cloreto de sódio, visto que o NaCl necessita de um composto polar para ocorrer sua dissociação. Dessa forma, o NaCl não é solúvel neste solvente, deixando partículassólidas depositadas no fundo do tubo. A Tabela 2 a seguir, expõe a solubilidade das substâncias trabalhadas nesse experimento.
5 - Conclusão
A partir dos dados analisados e dos resultados obtidos, as teorias envolvidas com a solubilidade dos materiais pode ser vista ao analisar o comportamento de cada substância nas misturas. A relação entre a polaridade, ligações das moléculas e parâmetros de solubilidade de Hansen puderam ser vistos para que ocorresse miscibilidade ou não. Concomitantemente, foi visto as três fases de energia envoltas a para a formação da solução no tubo 4 e a sua influência no processo. Por fim, todos os fenômenos foram analisados e as correlações com a solubilidade foram estabelecidas e compreendidas em sua particularidade e os objetivos dessa práticas foram atingidos.
6 - Referências
¹HANSEN, C. M. Hansen Solubility Parameter – A User’s Handbook. New York. Boca Raton, P. 208, 2000.
²WALDMAN, W.R; Interações Intermoleculares e suas relações com solubilidade. Disponível em: <http://web.ccead.pucrio.br/condigital/mvsl/Sala%20de%20Leitura/conteudos/SL_interacoe s_intermoleculares.pdf>. Acesso em 15/09/2020.
³CARLOS A. Físico-Química: Propriedades da Matéria, Composição e Transformações. Saraiva Educação S.A.
7 - Anexos
1. As substâncias são miscíveis entre si?
As misturas miscíveis são: Água + Etanol, Água + NaCl, Etanol + Hexano, Hexano + Óleo. 
2. Após promover a mistura no tubo de ensaio, é possível distingui-las? 
Sim. 
3. É possível observar a formação de duas fases entre elas?
As misturas contendo duas fases são: Água + Hexano, Água + Óleo, Etanol + Óleo, Etanol + NaCl, Hexano + NaCl.
SALVADOR – BA
14 DE SETEMBRO DE 2020
SENAI CIMATEC
 
Curso de Engenharia Química
 
Química Inorgânica Prática
 
 
SALVADOR 
–
 
BA
 
14
 
DE 
SETEMBRO 
DE 20
20
 
Prática 1: 
Ensaio de Solubilidade
 
 
 
 
1 
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Introdução
 
 
Solubilidade é uma propriedade molecular que desempenha 
um papel fundamental no comportamento das substâncias 
químicas. O processo de solubilização de uma substância 
química resulta da interação entre a espécie que se deseja 
solubilizar (soluto) e a substâ
ncia que a dissolve (solvente), 
e pode ser definida como a quantidade de soluto que dissolve 
em uma determinada quantidade de solvente, em condições 
de equilíbrio [2].
 
A solubilidade de uma substância está diretamente 
relacionada com a estrutura molecular,
 
especialmente com a 
polaridade das ligações, onde os compostos apolares ou 
fracamente polares são solúveis em solventes apolares ou de 
baixa polaridade, enquanto que compostos de alta polaridade 
são solúveis em solventes também polares, o que está de 
acor
do com a regra empírica de grande utilidade: “polar 
dissolve polar, apolar dissolve apolar” ou “o semelhante 
dissolve o semelhante”. Quanto mais fortes forem as atrações 
intermoleculares entre as moléculas do soluto e solvente 
maior será a solubilidade [2]
.
 
O coeficiente de solubilidade representa a quantidade 
máxima do soluto que pode ser dissolvida em dado solvente. 
É uma propriedade que depende de alguns fatores 
importantes como interação Soluto
-
Solvente, pressão e 
temperatura. A fórmula para calcular o 
coeficiente de 
solubilidade é:
 
????
=
100
×
??
1
??
2
 
(1)
 
 
Onde o Cs é o coeficiente de solubilidade, m1 é a massa do 
soluto e m2 é a massa do solvente.
 
A variação da capacidade de solubilidade, em função da 
temperatura, é conhecida por curva de solubilidade [3].
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1
. Curvas de solubilidade.
 
 
Fonte: CARLOS A. Físico
-
Química.
 
 
Ao observar a Figura 1 acima, pode
-
se perceber que, 
geralmente, a solubilidade aumenta proporcionalmente com 
a temperatura. Isso ocorre quando o soluto se dissolve com a 
absorção de calor (dissolução endotérmica).
 
Além disso, ao analisar a Figura 2 abaixo, podemos 
identificar que a região I corresponde a soluções insaturadas, 
ou seja, a massa dissolvida é menor que o coeficiente de 
solubilidade. A região II corresponde a soluções 
supersaturadas , ou seja, qualquer p
onto dessa região indica 
que a massa dissolvida é maior que o coeficiente de 
solubilidade. Tratam
-
se de soluções instáveis as quais podem 
formar precipitados. Já a curva de solubilidade é a fronteira 
entre a região I e II, e qualquer ponto acima da curva i
ndica 
que a massa dissolvida é igual ao coeficiente de solubilidade 
[2].
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2
. Curva de solubilidade de determinada substância.
 
SENAI CIMATEC 
Curso de Engenharia Química 
Química Inorgânica Prática 
 
SALVADOR – BA 
14 DE SETEMBRO DE 2020 
Prática 1: Ensaio de Solubilidade 
 
 
 
1 – Introdução 
 
Solubilidade é uma propriedade molecular que desempenha 
um papel fundamental no comportamento das substâncias 
químicas. O processo de solubilização de uma substância 
química resulta da interação entre a espécie que se deseja 
solubilizar (soluto) e a substância que a dissolve (solvente), 
e pode ser definida como a quantidade de soluto que dissolve 
em uma determinada quantidade de solvente, em condições 
de equilíbrio [2]. 
A solubilidade de uma substância está diretamente 
relacionada com a estrutura molecular, especialmente com a 
polaridade das ligações, onde os compostos apolares ou 
fracamente polares são solúveis em solventes apolares ou de 
baixa polaridade, enquanto que compostos de alta polaridade 
são solúveis em solventes também polares, o que está de 
acordo com a regra empírica de grande utilidade: “polar 
dissolve polar, apolar dissolve apolar” ou “o semelhante 
dissolve o semelhante”. Quanto mais fortes forem as atrações 
intermoleculares entre as moléculas do soluto e solvente 
maior será a solubilidade [2]. 
O coeficiente de solubilidade representa a quantidade 
máxima do soluto que pode ser dissolvida em dado solvente. 
É uma propriedade que depende de alguns fatores 
importantes como interação Soluto-Solvente, pressão e 
temperatura. A fórmula para calcular o coeficiente de 
solubilidade é: 
????
=
100
×
??1
??2
 (1) 
 
Onde o Cs é o coeficiente de solubilidade, m1 é a massa do 
soluto e m2 é a massa do solvente. 
A variação da capacidade de solubilidade, em função da 
temperatura, é conhecida por curva de solubilidade [3]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1. Curvas de solubilidade. 
 
Fonte: CARLOS A. Físico-Química. 
 
Ao observar a Figura 1 acima, pode-se perceber que, 
geralmente, a solubilidade aumenta proporcionalmente com 
a temperatura. Isso ocorre quando o soluto se dissolve com a 
absorção de calor (dissolução endotérmica). 
Além disso, ao analisar a Figura 2 abaixo, podemos 
identificar que a região I corresponde a soluções insaturadas, 
ou seja, a massa dissolvida é menor que o coeficiente de 
solubilidade. A região II corresponde a soluções 
supersaturadas , ou seja, qualquer ponto dessa região indica 
que a massa dissolvida é maior que o coeficiente de 
solubilidade. Tratam-se de soluções instáveis as quais podem 
formar precipitados. Já a curva de solubilidade é a fronteira 
entre a região I e II, e qualquer ponto acima da curva indica 
que a massa dissolvida é igual ao coeficiente de solubilidade 
[2]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2. Curva de solubilidade de determinada substância.