Introdução às Soluções Químicas

Prévia do material em texto

Soluções 
1. Introdução
Frequentemente as substâncias químicas (elementos e compostos) encontram-se misturadas umas às outras. 
Uma solução é uma mistura homogénea de soluto e solvente (são componentes da solução).
As propriedades de uma mistura são uma combinação das propriedades individuais de seus componentes.
Em contraste, as propriedades de uma mistura homogénea, uma solução, podem não estar relacionadas simplesmente com aquelas dos seus componentes individuais
2. Soluções
Solução é uma mistura homogénea constituída por duas ou mais substâncias numa só fase. As soluções são formadas por um solvente (geralmente o componente em maior quantidade) e um ou mais solutos (geralmente componente em menor quantidade).
2.1 Classificação das soluções
2.1.1 O estado de agregação da solução
Sólida - ligas metálicas de bronze (cobre e estanho), latão (cobre e zinco).
Líquida - água do mar constituída principalmente de cloreto de sódio (NaCl), gasolina e soro fisiológico.
Gasosa – ar, gás de cozinha.
2.1.2 A proporção entre soluto e solvente
Diluída: apresenta uma baixa relação soluto/solvente, ou seja, a quantidade de soluto dissolvida na solução está bem abaixo da solubilidade desse soluto.
Concentrada: apresenta uma alta relação soluto/solvente, ou seja, a quantidade do soluto dissolvida na solução está bem próxima a solubilidade desse soluto.
2.1.3 A natureza do soluto
Molecular: o soluto é uma substância molecular (exemplo: açúcar e água);
Iónica: o soluto é uma substância iónica (exemplo: sal e água).
 2.1.4 A solubilidade
A maioria das substâncias dissolve-se, em certo volume de solvente, em quantidade limitada.
Solubilidade é a quantidade máxima de um soluto que pode ser dissolvida em um determinado volume de solvente, a uma dada temperatura, formando um sistema estável. 
2.1.4.1 Quanto à solubilidade as soluções podem ser classificadas em:
Saturada: solução que contém uma quantidade de soluto igual à solubilidade a uma dada temperatura
Insaturada: solução que contém uma quantidade de soluto inferior à solubilidade a uma dada temperatura.
Super saturada: solução que contém uma quantidade de soluto superior a solubilidade a uma dada temperatura.
2.1.5 A condução da corrente eléctrica
Soluções não electrolíticas: são também chamadas de soluções moleculares, pois as partículas do soluto são moléculas neutras. Essas soluções não conduzem corrente eléctrica.
Exemplo: solução de sacarose em água, solução de etanol em água.
Cont.
Soluções electrolíticas: são também chamadas de soluções iónicas, nessas soluções as partículas do soluto são íons. Essas soluções conduzem corrente eléctrica.
Exemplo: cloreto de sódio em água, solução de hidróxido de sódio e sulfato de sódio.
2.2 Concentração das soluções
Podemos expressar concentração das soluções relacionando a quantidade de soluto existente em certa quantidade padrão de solução ou de solvente.
Dependendo das grandezas utilizadas para expressar as quantidades de soluto e de solvente teremos diferentes expressões de concentração. 
2.3 Expressões físicas de concentração
As expressões físicas de concentração são aquelas que não dependem da massa molar do soluto.
Título em massa (τ): o título em massa indica o número de unidades de massa de soluto existente em 100 unidades de massa da solução
Cont.
Título em volume (τV): o título em volume indica o número de unidades de volume de soluto existente em 100 unidades de volume da solução.
Cont.
Concentração em massa (C): a concentração em massa indica a massa de soluto (m soluto) que se encontra dissolvida em um volume padrão de solução (V solução).
Cont. 
Densidade (d): a densidade de uma solução é a razão entre a massa e o volume dessa solução.
A densidade de uma solução varia de acordo com a quantidade de soluto dissolvida em uma dada quantidade padrão de solução. 
2.4 Expressões químicas de concentração
As expressões químicas de concentração são aquelas que dependem da massa molar (MM) do soluto.
a massa molar expressa à massa em gramas de um mol dessa substância.
A quantidade de matéria (n) pode ser calculada dividindo-se a massa de uma substância por sua massa molar:
Cont.
Molalidade (w): unidade de concentração química que expressa a quantidade de matéria dissolvida numa massa de 1 quilograma de solvente.
A molalidade é útil quando grande rigor é exigido na medida da concentração e trabalha-se em condições não isotérmicas.
Normalidade (N): a normalidade é a relação entre o número de equivalente-grama do soluto (ne) e o volume da solução em litros (V).
O equivalente-grama (E) de uma substância equivale à massa em gramas dessa substância que reage movimentando 1,0 mol de elétrons.
No cálculo teórico do equivalente-grama (E) dividimos a massa molar da substância (MM) pela valência (k) da mesma.
Cont.
O valor de k é determinado de forma diferente segundo o tipo de substância em questão:
Ácidos → k é igual ao número de hidrogénios ionizáveis; 
Hidróxidos → k equivale ao número de hidroxilas; 
Sais → k equivale à carga total dos catiões ou dos aniões tomada em módulo; 
Oxidantes e redutores → k equivale ao número de electrões trocados durante a reacção de oxidação ou redução
O número de equivalente-grama (ne) contidos em uma massa qualquer de substância é calculado como a razão entre a massa da substância e o seu equivalente-grama:
Dividindo o número de equivalente-grama do soluto pelo volume da solução em litros obtemos a normalidade de uma solução:
2.5 Mistura de soluções
2.5.1 Mistura de soluções de mesmo soluto
Quando duas soluções de um mesmo soluto e mesmo solvente, porém, de concentrações diferentes, são misturadas, obtemos uma solução de concentração intermediária entre as duas soluções misturadas.
A quantidade de soluto presente na solução resultante será igual à soma das quantidades de soluto existentes nas soluções originais.
2.5.2 Mistura de soluções de solutos diferentes sem reacção química
Na mistura de duas soluções de mesmo solvente, contendo solutos diferentes que não reagem entre si, podemos tratar cada soluto isoladamente como se ocorresse uma diluição.
2.5.3 Mistura de soluções de solutos diferentes com reacção química
Quando misturamos soluções de solutos diferentes que reagem entre si, a concentração das espécies presentes na solução resultante dependerá da quantidade de reagentes consumidos e da quantidade de produtos formados na reacção.
Deve ser considerando as quantidades de matéria inicialmente presentes segundo o consumido e o gerado de cada espécie pela reacção.
2.7 Curvas de solubilidade
Quando se adiciona o soluto ao solvente, as soluções obtidas passam de diluídas a super saturadas. 
A quantidade (em geral, em gramas) necessária do soluto que forma com uma quantidade padrão (em geral, em litros) do solvente uma solução saturada em determinadas condições de pressão e temperatura recebe o nome de quociente de solubilidade (Cs) do referido soluto.
Cont.
Exemplos: CsNaCl = 357g/l a 0oC: isto quer dizer que são necessários 357g de NaCl em 1l de agua para formar uma solução saturada a 0oC.
Percebe-se através do quociente de solubilidade, que existem substancias bastante solúveis num certo solvente, enquanto que outras são pouco solúveis e ainda outras não apresentam um quociente de solubilidade tão baixo que são praticamente insolúveis.
	Sais 	Solubilidade 	Excepções 
	Nitratos	Solúveis	
	Cloretos	Solúveis	AgCl, PbCl2, HgCl2
	Sulfetos	Insolúveis	Alcalinos: Li, Na, K, Rb, Cs, 
Alcalinos terrosos: Ca, Sr, Ba, 
Amónio: (NH4)2S
	Carbonatos	Insolúveis	Alcalinos: Li, Na, K, Rb, Cs,
Amónio: (NH4)2CO3
	Fosfatos	Insolúveis	Alcalinos: Li, Na, K, Rb, Cs, 
Amónio: (NH4)2PO4
	Sulfatos 	Solúveis	Alcalinos terrosos: Ca, Sr, Ba, 
Chumbo: Pb
3. Conclusão 
Solução é uma mistura homogénea constituída por duas ou mais substâncias numa só fase. As soluções são formadas por um solvente que geralmente aparece em maior quantidade e um ou maissolutos geralmente aparece em menor quantidade.
As propriedades físicas e químicas de uma mesma solução são constantes em toda sua extensão, todavia dependem da composição, que pode variar de solução para solução
Cont.
As soluções são classificadas de acordo com o estado de agregação da solução e podem ser sólida, líquida e por último gasosa como por exemplo o ar.
Quanto à solubilidade as soluções podem ser classificadas em saturada quando a solução contém uma quantidade de soluto igual à solubilidade a uma dada temperatura.
4. Bibliografia
COSTA, Ana Paula Oliveira, Disciplina de Química Geral: Propriedades das soluções.
GLINKA N. Problemas e Exercícios geral. Portugal, Edição actualizada e aumentada, 1987.
RUSSEL John. Química Geral, 2ª Edição, volume 1.
Melina Chsmbsl 
Obrigada