Aula 03-SOLUÇOES-laís

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
INSTITUTO DE QUÍMICA
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA INORGÂNICA
COMPLEMENTOS DE QUÍMICA -IQG116
Profª Laís Ferreira de Castro
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Contatos
 E-mail pessoal: 
laisfcastro@gmail.com
laisferreiradecastro@hotmail.com
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 Química Geral / John B. Russell2.ed.volume 1, São Paulo: Makron Books, 1994.
Capítulo 11- Soluções
Bibliografia recomendada
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Tópicos abordados na aula
Conceitos importantes
Tipos de soluções
O processo de dissolução 
Curvas de solubilidade
Unidades de concentração
Condutibilidade das soluções: eletrólitos
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Conceitos importantes
 MISTURA: material formado por duas ou mais substâncias (componentes).
 FASE: em uma mistura, é cada uma das porções que apresenta aspecto homogêneo ou uniforme.
 Classificação das misturas:
 Mistura homogênea: toda mistura que apresenta uma única fase. Ex: ar.
 Mistura heterogênea: toda mistura que apresenta pelo menos duas fases. Ex: água e areia.
		
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 Exemplo:
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 Solvente: É o componente da solução que se apresenta em maior quantidade..
 Soluto: Este é o componente que se apresenta em menor quantidade. É a substância que se dissolve no solvente. 
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Tipos de soluções
Podem ser classificadas de acordo com diferentes critérios:
Quanto ao estado físico:
Sólidas
Líquidas
Gasosas
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Quanto ao estado de agregação dos componentes:
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Quanto à condutividade elétrica ou natureza do soluto
Iônicas ou eletrolíticas: as partículas dispersas são íons. Conduz corrente elétrica por conter íons com movimentação livre e intensa. Estas soluções são consideradas eletrólitos.Exs:soluções de sal de cozinha e água; de ácido clorídrico, soda cáustica.
Moleculares ou não-eletrolíticas: as partículas dispersas são moléculas. Não conduz eletricidade por não formar íons livres na solução. Ex: solução aquosa de açúcar.
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Quanto a proporção soluto/solvente:
Solução insaturada: que apresentam uma quantidade inferior de soluto em relação ao máximo que poderia se dissolver;
Solução saturada: aquelas que contêm a quantidade máxima de soluto em dada quantidade de solvente, em determinadas temperatura e pressão;
Solução supersaturada: aquelas que contêm maior quantidade de soluto do que a solução saturada correspondente. São soluções instáveis e só se mantêm em condições particulares..
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Solução Supersaturada
Solução Saturada
Solução Insaturada
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 Conseguem-se soluções supersaturadas fazendo-se acréscimo de soluto acima da saturação com aquecimento e processando-se um resfriamento sem perturbação do sistema.
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O processo de dissolução 
Quando um soluto sólido é adicionado a um solvente líquido, a estrutura do sólido começa a desintegrar-se, e pouco a pouco, as moléculas do solvente atacam a superfície do retículo cristalino. Ex: NaCl.
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O lado da molécula da água que contém os átomos de hidrogênio (+) atrairá os íons Cl-, e os íons Na+ serão atraídos pelo lado do átomo de oxigênio (-) da água. Esta é a maneira como as substâncias sólidas iônicas se dissolvem na água, e este processo é chamado de hidratação. Quando o solvente é outro que não a água, o processo é denominado de solvatação.
Íon Na+ hidratado
Íon Cl- hidratado
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A facilidade com que tudo isso acontece depende das intensidades relativas de três forças:
Forças soluto-soluto;
Forças solvente-solvente;
Forças soluto-solvente.
Generalização: “Semelhante dissolve semelhante”
Significa que um solvente dissolverá um soluto se tiverem propriedades semelhantes;
Solventes polares: tendem a dissolver solutos iônicos e polares;
Solventes apolares tendem a dissolver solutos apolares.
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A quantidade necessária do soluto que forma, com uma quantidade padrão de solvente, uma solução saturada em determinadas condições de pressão e temperatura recebe o nome de coeficiente de solubilidade (CS) do referido soluto.
Coeficiente ou grau de solubilidade (CS) é a quantidade de um soluto (em geral, em gramas) necessária para saturar uma quantidade padrão (em geral 100g, 1000 g ou 1L) de solvente, em determinadas condições físicas de temperatura e pressão. 
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Quando o CS é praticamente nulo, dizemos que a substância é insolúvel naquele solvente. Ex: CSAgCl = 0,014 g/L).
 
Tratando-se de dois líquidos dizemos que estes são imiscíveis (água e óleo). 
Substâncias totalmente miscíveis dissolvem-se em todas as proporções (água e álcool). 
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Curvas de solubilidade
As curvas de solubilidade são os gráficos que apresentam a variação dos coeficientes de solubilidade das substâncias em função da temperatura (sistema de coordenadas cartesianas onde T é colocada na abscissa e o CS na ordenada).
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Unidades de concentração
Concentração: qualquer expressão da proporção entre as quantidades de soluto e solvente, ou, então, as quantidades de soluto e de solução.
Concentrado x Diluído
Termos usados para dar uma indicação
qualitativa da concentração de um soluto 
em uma solução
Concentração relativamente
alta de soluto
Concentração relativamente
baixa de soluto
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A composição de uma solução é descrita quantitativamente especificando as concentrações de seus componentes.
Unidades de concentração normamente usadas:
Concentração comum
Concentração Molar ou Molaridade
Molalidade
Fração molar
 Percentagem molar
 Percentagem em massa
 Normalidade
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Concentração comum: é a massa de soluto pelo volume de solução.
C: concentração (g/L)
m:massa de soluto (g)
V: volume de solução (L)
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 Exemplo: No rótulo de uma caixa de leite integral, verifica-se a seguinte informação
Determine a concentração em g/L de carboidratos nesse leite.
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Concentração molar ou molaridade: é o número de mols de soluto dissolvido por litro de solução.
M: molaridade (mol/L)
n: número de mols (mol)
m:massa do soluto (g)
MM: massa molecular (g/mol)
V: volume de solução (L)
Lembrando que:
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 Exemplo:10g de ácido ascórbico (vitamina C,H2C6H6O6) são dissolvidos em água suficiente para preparar 125mL de solução. Qual é a concentração molar deste componente na solução.
Resolução:
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Molalidade: é o número de mols de soluto dissolvido por quilograma de solvente.
W: molalidade (m)
n: número de mols (mol)
msolvente:massa do solvente (kg)
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 Exemplo: Qual é a molalidade da amônia em uma solução preparada pela adição de 4,50g de NH3 em 3,30x102g de H2O?
Resolução:
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Fração molar: é razão do número de mols de um determinado componente pelo número total de mols de todos os componentes
xA: fração molar do componente A
xB: fração molar do componente B
n: número de mols (mol)
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 Exemplo: Se 28,6g de sacarose (açúcar de cana, C12H22O11) forem dissolvidos em 101,4g de água, qual é a fração molar da sacarose na solução?
Resolução:
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Percentagem molar:
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 Exemplo: Qual é a percentagem molar da sacarose na solução descrita no exemplo anterior?
Resolução:
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Percentagem em massa: ou massa percentual, é a quantidade de um componente de uma solução expressa como uma percentagem da massa total.
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 Exemplo: Qual é a percentagem em massa da sacarose na solução do exemplo anterior?
Resolução:
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Normalidade: é uma unidade de concentração análoga à molaridade, exceto que esta é definida em termos de equivalentes, preferencialmente a mols. A solução que contêm um equivalente de soluto por litro de solução é uma solução um normal (1N).
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 Exemplo: Qual é a normalidade de uma solução de H2SO4 1,4mol/L?
Resolução:
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Densidade: é a razão da massa da solução pelo volume da solução.
d: densidade(g/L, g/mL)
m:massa da solução(g, Kg)
V: volume de solução (L, mL)
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Condutibilidade das soluções: eletrólitos
Eletrólito é uma substância (soluto) que se dissocia para liberar íons quando se dissolve
Os eletrólitos podem ser classificados em:
Fortes: completamente dissociados na solução. Existem somente como íons em solução. Ex: HCl.
Fracos: menos que 100% dissociados. Existem como uma mistura de íons e moléculas não-dissociadas em solução. Ex: HF.
Soluções aquosas de NaCl e HCl apresentam uma
condutividade elétrica alta. Por outro lado, uma solução de HF na mesma concentração é pouquíssimo condutora, porém é ainda mais condutora que a água pura.
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Exercícios
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1)Conceitue solução?
2)Quais são os critérios usados para classificar os tipos de soluções?Explique.
3)Considerando a curva de solubilidade de um sal hipotético:
Qual a quantidade de água necessária para dissolver 15g do sal 20ºC?
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4) Dissolvem-se 8g de NaOH em 400 mL de solução. Pede-se:
a) Concentração em g/L (concentração comum)
b) Concentração em mol/L(molaridade).
Dado: MMNaOH = 40 g/mol
5) Qual a normalidade (concentração normal) de uma solução que contém 21,56 g de H2SO4 dissolvido em 200 cm3  solução?  Dados:   H = 1; S = 32; O = 16 
6) Quantos mols de HCl são necessários para neutralizar 25mL de NaOH 1,46mol/L?