soluções - Anjo Albuquerque

SOLUÇÕES
Mistura: material formado por duas ou mais
substâncias, sendo cada uma destas denominada
componente.
Fase: numa mistura, é cada uma das porções que
apresenta aspecto homogéneo ou uniforme.
CLASSIFICAÇÃO DAS MISTURAS
Mistura homogénea: toda mistura que apresenta uma
única fase.
Mistura heterogénea: toda mistura que apresenta pelo
menos duas fases.
EXEMPLOS
Água (H2O) + açúcar
dissolvido (C12H22O11)
Aspecto visual contínuo
uma única fase
Óleo (CxHy) + água (H2O)
Água gaseificada
Aspecto visual descontínuo
Aspecto visual
descontínuo
duas fases
duas fases
Misturas homogéneas
Constituídas por uma só fase
Nome
Amálgama
Vinagre
Latão
Bronze
Aço
Álcool hidratado
Componentes principais
Mercúrio (Hg) + Prata (Ag) + Estanho
(Sn)
Água (H2O) + ácido acético (CH3COOH)
Cobre (Cu) + zinco (Zn)
Cobre (Cu) + estanho (Sn)
Ferro (Fe) + carbono (C)
Etanol (CH3OH) + água (H2O)
O leite é considerado uma mistura homogénea?
A olho nu sim, mas na realidade se observarmos o leite ao microscópico
vemos que tem, pequenas gotículas de gordura. Na realidade é
considerado uma mistura coloidal.
Aspecto homogéneo
a olho nu
Aspecto heterogéneo
ao microscópio
Líquido
branco com
gotículas de
gordura
Copo de leite
Soluções
verdadeiras
Dimensão média
das partículas
Inferiores a 1 nm
Soluções
coloidais
De 1 nm a 1 µm
Suspensões
Superiores a 1 µm
Solução: É uma mistura homogénea composta de dois
ou mais componentes designados…
Solvente - é o componente que estiver no mesmo
estado físico da solução ou o que estiver em maior
quantidade. Se tiverem o mesmo estado físico e
estiverem em igual quantidade considera-se o solvente
o componente mais volátil. Quando o solvente é a água
as soluções chamam-se soluções aquosas.
Soluto – é a substância que se dispersa/dissemina no
seio do solvente. É a substância que se dissolve no
solvente. É o componente que se apresenta em menor
quantidade.
Solução
Sólida
Líquida
Gasosa
Soluto
Solvente
Exemplo
Sólido
Sólido
Liga metálica Cu – Ni
Líquido
Sólido
Hg em Cu (amálgama de cobre)
Gasoso
Sólido
H 2 dissolvido em Ni
Sólido
Líquido
NaCl em H 2O
Líquido
líquido
Álcool em H 2O
Gasoso
Líquido
CO2 dissolvido em H 2O
Sólido
Gasoso
Poeira no ar atmosférico
Líquido
Gasoso
Água no ar atmosférico
Gasoso
Gasoso
Ar atmosférico
Quanto à natureza do soluto as soluções são
classificadas em …
Soluções iónicas (eletrolíticas)
São aquelas em que o soluto é um composto iónico.
Ex: água + sal de cozinha.
Soluções moleculares (não eletrolíticas)
São aquelas em que o soluto é um composto molecular.
Ex: água + açúcar.
Nota: os ácidos são compostos moleculares, que em água,
originam uma solução eletrolítica.
Quanto à quantidade de soluto que é possível dissolver as
soluções podem classificar-se em …
Soluções insaturadas – são as que apresentam uma
quantidade inferior à quantidade máxima de soluto que é
possível dissolver numa dada quantidade de solvente, a uma
dada pressão e temperatura.
Soluções saturadas – são as que apresentam a quantidade
máxima de soluto que é possível dissolver numa dada
quantidade de solvente, a uma dada pressão e temperatura.
Soluções sobressaturadas – são soluções em que a
concentração de soluto em solução é superior à sua
solubilidade a uma dada pressão e temperatura.
Solubilidade de uma substância é …
A máxima quantidade em gramas que é possível
dissolver a uma dada temperatura.
Curvas de
solubilidade
Qual é o produto de
solubilidade do KBr a
10 ºC?
Qual é a massa
máxima de KNO3 que
é possível dissolver
em 200 g de água a
50 ºC?
SOLUÇÕES
A concentração de saturação do cloreto de sódio a 0ºC é …
Cs = 35,7 g/100g de H2O
A concentração de saturação do cloreto de sódio a 25ºC é….
CS = 42,0 g/100g de H2O
200 g de NaCl
357 g de NaCl
400 g de NaCl
1L de água
a 0°C
1L de água
a 0°C
1L de água
a 0°C
Insaturada
Saturada
Saturada com
corpo de fundo
SOLUÇÃO
SOBRESSATURADA
400 g de NaCl
1L de água
a 0°C
1L de água
a 25°C
1L de água
a 0°C
Sobressaturada
• A concentração na solução final está
acima do Ks do NaCl a 0°C.
Características de uma solução:
Mistura homogénea de 2 ou mais substâncias;
Composição variável;
Soluto pode ser molecular ou iónico;
Pode ser colorida ou transparente;
O soluto permanece distribuído uniformemente na
solução e não sedimenta com o tempo.
Em inumeros casos, o soluto pode ser separado do
solvente por processos físicos: destilação, evaporação…
Uma solução tem a mesma composição química, as
mesmas propriedades químicas e as mesmas propriedades
físicas em todas as suas partes.
Para caraterizar uma solução…
Não basta saber qual é o solvente e o(s) soluto(s).
É muito importante saber quanto soluto existe num
determinado volume (ou massa) de solução.
A forma mais corrente de expressar a composição
quantitativa de uma solução é a concentração em
massa, cm, isto é, a massa de soluto por unidade de
volume de solução.
A concentração de uma solução é definida como
o número de moles de soluto num litro (L) ou
num decímetro cúbico (dm3) de solução. A
unidade de concentração portanto é em mol.L-1
ou mol.dm-3 ou molaridade, abreviadamente “M”.
A designação de molaridade
está em desuso.
C – concentração da solução
ns - quantidade de matéria de soluto por unidade de volume de solução
Vs – volume de solução (volume de soluto + volume de solvente)
1 mol = 6,022 x 1023 moléculas ou átomos
6,022 x 1023 moléculas ou átomos = nº de Avogadro
x = 100 mL
ou
Cm – concentração em massa
ms - massa de soluto por unidade de volume de solução
Vs – volume de solução (volume de soluto + volume de solvente)
As diferentes formas de expressar a
concentração de uma solução
- gramas por litro (g.L-1)
- percentagem em volume (g.100mL-1);
- percentagem peso por peso (g.100 g-1);
- percentagem volume por volume (mL.100mL-1)
- partes por milhão (ppm), p.ex: mg.L-1
- partes por bilião (ppb), p. ex: µg.L-1
Concentração em percentagem
Às vezes, a concentração aparece expressa como %, mas,
nesse caso, é necessário especificar o estado físico do que se
mede. Por exemplo:
2% (m/m) ácido acético = 2 g de ácido acético em 100 g água
2% (m/v) ácido acético = 2 g de ácido acético em 100 ml água
2% (v/v) ácido acético = 2 ml de ácido acético em 100 ml água
Por convenção (m/v) ou (v/v) podem ser omitidos para soluções
aquosas abaixo de 1%.
Formas expressar a concentração de uma
solução (%)
% massa/massa
(g.100 g-1)
Em soluções gasosas multiplica-se % (V/V)
por 10 000 para obter o valor em ppm.
% volume/volume
(mL.100 mL-1)
% massa/volume
(g.100 mL-1)
Formas expressar a concentração de uma
solução: partes por milhão(ppm)
Usa-se para
expressar
concentrações
muito pequenas
partes por milhão (ppm) p. ex: mg.L-1
Formas expressar a concentração de
uma solução (ppb e ppt)
partes por bilião (ppb),
p. ex: µg.L-1
partes por trilhião (ppt),
p. ex: mg.dm-3
Formas expressar a concentração de
uma solução fração molar
Em soluções gasosas
multiplica-se xa por 100
para obter o valor em %
(V/V)
Quantidade de matéria de um componente
(um soluto ou um solvente) por unidade
de quantidade de matéria de solução
(soma das quantidades de matéria dos
vários componentes)
Não tem unidades
DILUIÇÃO
As soluções concentradas também podem ser misturadas
com solventes para torná-las diluídas.
•Numa diluição a quantidade de solvente aumenta e a
quantidade de soluto permanece constante.
•O número inicial de moles do soluto é igual ao número de
moles do soluto no final.
nº de moles antes da diluição = nº de moles após a diluição
Ci x Vi = Cf x Vf
(Equação geral da diluição)
ni = Ci x Vi
ni – número de moles inicial
nf – número de moles final
Vi – volume inicial
Vf – volume final
Prefixos
Em muitos casos, a unidade básica pode ser demasiado pequena ou
demasiado grande e, para evitar o uso de muitos zeros nas escalas, deve
ser utilizado o prefixo métrico apropriado. Os de uso mais comum estão
listados abaixo:
Fator multiplicativo
106
103
Prefixo
mega
kilo
Fator submultiplicativo
10-3
10-6
10-9
10-12
Prefixo
mili
micro
nano
pico
por exemplo: 0,001 g = 10-3 g = 1 mg = 1000 μg.
Símbolo
M
k
Símbolo
m
μ
n
p
Conversões de Unidades
 Unidade de massa
kg
g
x 103
mg
x 103
µg
x 103
 Unidade de Volume
kL
L
m3
dm3
x 103
mL
µL
cm3
x 103
mm3
x 103
http://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/concentration
EXERCÍCIO
1. Dissolveram-se 8g de NaOH em 400 mL de solução.
Calcule:
a) Concentração em g/L
b) Concentração em mol/L
(dado: MNaOH = 40 g/mol)
2. Uma solução possui concentração de 120 g/L de NaOH.
Qual sua concentração molar (mol/L)?
3. Qual a quantidade de água que deve ser adicionada a
100 mL de uma solução de NaCl 1,5 M para se obter 1
litro de solução a 0,15 M?
AL 2.1 – Preparação de soluções
a) - Preparação de uma solução a partir de um soluto sólido:
Prepare 250 mL de uma solução de permanganato de
potássio com a concentração 0,2 g/dm3.
b) - Preparação de uma solução por diluição a partir da
anterior. Prepare 100 mL de uma solução de permanganato
de potássio 0,0001 mol/dm3.
c) - Elaboração do relatório.