SOLUÇÕES - dracena.unesp.br · ESTUDO DAS SUBSTÂNCIAS E MISTURAS SUBSTÂNCIA: forma particular...
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SOLUÇÕESSOLUÇÕES
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ESTRUTURA DA MATÉRIA
A matéria é formada por moléculas, que por
O termo matéria refere-se a todos os materiaisou coisas que compõem o universo.
sua vez são formadas por partículasminúsculas chamadas de átomos.
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Elementos QuímicosÁtomos
Nome Símbolo Natureza
Ferro Fe Fe3O4Ferro Fe Fe3O4
Cálcio Ca CaCO3
Prata Ag (Argentum) Ag
Oxigênio O O2
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Átomos & Moléculas
H + H H H
H H
H + H + O O
Átomos Moléculas
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ESTUDO DAS SUBSTÂNCIAS E MISTURAS
SUBSTÂNCIA: forma particular de matéria,apresentando composição fixa, definida.
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Substância Fórmula Representação
Gás hidrogênio
H2
Substância simples: é constituída de uma moléculaformada por átomos do mesmo elemento químico(mesmo tipo de átomo).
hidrogênio
Gás oxigênio O2
Gás ozônio O3
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Substância composta: é constituída por umamolécula formada por mais de um elementoquímico.
Substância Fórmula Representação
Água H2OÁgua H2O
Sal de cozinha NaCl
Açúcar C12H22O11
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Substâncias Puras
SIMPLES COMPOSTA
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Mistura: material formado por duas ou maissubstâncias, sendo cada uma destas denominadacomponente.
CLASSIFICAÇÃO DAS MISTURAS
Fase: em uma mistura, é cada uma das porções queapresenta aspecto homogêneo ou uniforme.
Mistura homogênea: toda mistura que apresenta umaúnica fase.
Mistura heterogênea: toda mistura que apresenta pelomenos duas fases.
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MISTURAS
ÁGUA + AREIAAR
HETEROGÊNEAHOMOGÊNEA
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EXEMPLO:
Água (H2O) + açúcar dissolvido (C12H22O11)
Aspecto visual contínuo: uma única fase
Óleo(CxHy) + água (H2O)
Aspecto visual descontínuo: duas
fases
Água gaseificada
Aspecto visual descontínuo: duas fases
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Nome Componentes principais
Amálgama Mercúrio (Hg) + Prata (Ag) +Estanho (Sn)
Vinagre Água (H2O) + ácido acético(CH3COOH)
Latão Cobre (Cu) + zinco (Zn)
Misturas homogêneas
Latão Cobre (Cu) + zinco (Zn)
Bronze Cobre (Cu) + estanho (Sn)
Aço Ferro (Fe) + carbono (C)
Álcoolhidratado
Etanol (CH3CH2OH) + água (H2O)
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Aspecto homogêneo a olho nu
Aspecto heterogêneo ao microscópio
Líquido
O leite é considerado uma mistura heterogênea.
Copo de leite
Líquido branco com
gotículas de gordura
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Solução: É uma mistura homogênea composta dedois ou mais componentes que consiste de:
Solvente: É o componente da solução que seapresenta em maior quantidade. Freqüentemente,mas não necessariamente, ele é a água, o quecaracteriza uma solução aquosa.caracteriza uma solução aquosa.
Soluto: Este é o componente que seapresenta em menor quantidade. É a substância quese dissolve no solvente.
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Exemplo: ouro 18 quilates, aço, latão, bronze
Conforme o critério adotado, as soluções admitemdiferentes classificações:
Quanto ao estado físico as soluções são classificadas em:
Exemplo: soro fisiológico, álcool comercial, vinagre
Exemplo: ar atmosférico, a mistura O2 e He
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Solução Soluto Solvente Exemplo
Sólida
Sólido Sólido Liga metálica Cu – Ni
Líquido Sólido Hg em Cu (amálgama de cobre)
Gasoso Sólido H2 dissolvido em Ni
Líquida
Sólido Líquido NaCl em H2O
Líquido LíquidoÁlcool em H2O
Líquida
Gasoso Líquido CO2 dissolvido em H2O
Gasosa
Sólido Gasoso Poeira no ar atmosférico
Líquido Gasoso Água no ar atmosférico
Gasoso Gasoso Ar atmosférico
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Quanto à natureza do soluto as soluções são classificadas em:
São aquelas em que o soluto é um composto iônico.
Exemplo: água + sal de cozinha (NaCl)
São aquelas em que o soluto é um composto molecular.
Exemplo: água + açúcar (C12H22O11)
Obs.:os ácidos são compostos moleculares, que em água, originam uma solução eletrolítica.
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Por ser polar, a água aproxima-se dos íons que formam um compostoiônico (sólido) pelo pólo de sinal contrário à carga de cada íon,conseguindo assim anular suas cargas e desprendê-las do resto dosólido. Uma vez separado do sólido, os íons são rodeados pormoléculas de água, evitando que eles regressem ao sólido (ex. NaCl).
Solubilidade de compostos iônicos em àgua
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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 deoxigênio (-) da água. Esta é a maneira como as substâncias sólidasiônicas se dissolvem na água, e este processo é chamado de hidratação.Quando o solvente é outro que não a água, o processo é denominado desolvatação.
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Solubilidade de compostos orgânicos em água
Substâncias polares como a uréia são dissolvidas porque suas moléculas formampontes de hidrogênio com as moléculas de água circundantes.
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Fatores que afetam a solubilidade de compostos orgânicos
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Quanto à relação entre soluto e solvente as soluções são classificadas em:
São aquelas que apresentam uma quantidade inferior de soluto emrelação ao máximo que poderia se dissolver.
São aquelas que contem a quantidade máxima de soluto em dadaSão aquelas que contem a quantidade máxima de soluto em dadaquantidade de solvente, em determinada temperatura e pressão.
São aquelas que contem maior quantidade de soluto do que a solução saturadacorrespondente. São soluções instáveis e só se mantém em condições particulares. Umasimples agitação mecânica faz com que o excesso de soluto sedimente.
Conseguem-se soluções supersaturadas fazendo-se acréscimo de soluto acima dasaturação com aquecimento e processando-se um resfriamento sem perturbação dosistema.
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357 g de "aCl
SOLUÇÕES
• CS do NaCl a 0°C = 35,7g / 100g de H2O
• CS do NaCl a 25°C = 42,0g / 100g de H2O
200 g de "aCl 400 g de "aCl
1L de água
a 0°C
1L de água
a 0°C
1L de água
a 0°C
357 g de "aCl200 g de "aCl 400 g de "aCl
Saturada Saturada com corpo de fundo
insaturada
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SOLUÇÃO SUPERSATURADA
400 g de "aCl
1L de água
a 0°C
1L de água
a 25°C
1L de água
a 0°C
Supersaturada
•A concentração na solução final está acima do CS do "aCl a 0°C.
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Características de uma solução:
- Mistura homogênea de duas ou mais substâncias.
- Composição variável.
- O soluto pode ser de natureza molecular ou iônica.
- Pode ser colorida mas comumente é transparente.
- O soluto permanece distribuído uniformemente na solução e- O soluto permanece distribuído uniformemente na solução enão sedimenta com o tempo.
- Em inúmeros casos, o soluto pode ser separado do solventepor métodos físicos. Ex.: destilação, evaporação.
- Uma solução tem a mesma composição química, as mesmaspropriedades químicas e as mesmas propriedades físicas emtodas as suas partes.
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É a quantidade de soluto que é dissolvido em um solvente. Indica umarelação entre duas quantidades (soluto e solvente ou solução).
Em situações domésticas usamos as palavras “forte” e “fraca” paradescrever a concentração, por exemplo, de uma xícara de chá ou decafé.
CONCENTRAÇÃO
Em química, são utilizados os termos:
“CONCENTRADO” ou “DILUÍDO” para falar a respeito da quantidade desoluto presente na solução.
Diluído significa que apenas uma pequena quantidade de soluto édissolvida e concentrado significa que uma porção grande de solutoestá presente na solução.
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Contêm muito soluto em relação ao solvente.
Exemplo: 300g de sal para 1L de água.
Contêm pouco soluto em relação ao solvente.
Exemplo: 10g de sal para 1L de água.
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CONCENTRAÇÃO
Quantidade de componente de interesseConcentração =
Quantidade de material total
ou seja,ou seja,
Quantidade de solutoConcentração de solução =
Quantidade de solução(soluto + solvente)
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Expressão de concentrações em:
- gramas por litro (g.L-1)
- porcentagem (%): Peso por volume (g.100mL-1); peso por
CONCENTRAÇÃO
- porcentagem (%): Peso por volume (g.100mL ); peso porpeso (g.100 g-1); volume por volume (mL.100mL-1)
- partes por milhão (ppm), p.ex: mg.L-1
- partes por bilhão (ppb), p. ex: µg.L-1
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Prefixos Em muitos casos, a unidade básica pode ser demasiado pequenaou demasiado grande e, para evitar o uso de muitos zeros nasescalas, deve ser utilizado o prefixo métrico apropriado. Os deuso mais comum estão listados abaixo:
Fator multiplicativo Prefixo Símbolo106 mega M103 kilo k10 kilo k
Fator submultiplicativo Prefixo Símbolo10-3 mili m10-6 micro µ10-9 nano n10-12 pico p
por exemplo: 0,001 g = 10-3 g = 1 mg = 1000 µg.
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Concentração em percentagem
Às vezes, a concentração aparece expressa como %, mas, nesse caso, énecessário especificar o estado físico do que se mede. Por exemplo:
2% (p/p) ácido acético = 2 g ácido acético em 100 g água2% (p/v) ácido acético = 2 g ácido acético em 100 ml água2% (v/v) ácido acético = 2 ml ácido acético em 100 ml água2% (v/v) ácido acético = 2 ml ácido acético em 100 ml água
Por convenção (p/v) ou (v/v) podem ser omitidos para soluções aquosasabaixo de 1%.
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Transformação de Unidades
kg g mg µg
X 103 X 103 X 103
� Unidade de massa
kL L mL µL
X 103 X 103 X 103
m3 dm3 cm3 mm3
� Unidade de Volume
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A expressão de concentração pelo sistema internacional é em número demols, ou seja, a concentração de uma solução é definida como o númerode mols de soluto em um litro (L) ou em decímetro cúbico (dm3) desolução. A unidade de concentração portanto é em mol.L-1 ou mol.dm-3 oumolaridade, abreviadamente “M”.
CONCENTRAÇÃO
Lembrando:
1 mol = 6,022 x 1023 moléculas ou átomos
6,022 x 1023 moléculas ou átomos = nº de Avogadro
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CONCENTRAÇÃO
A concentração da solução pode ser definida como:
Concentração de solução: Nº de mols de soluto
Volume da solução em L ou dm3
O Nº de mols de soluto é:
Nº de mols = Massa em gramas
Massa molecular (MM) ou mol
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CONCENTRAÇÃO
Assim, a concentração da solução fica:
Concentração de solução = Massa em gramas
(MM ou mol) x Volume da solução em dm3 ou L
No laboratório é usado um balão volumétrico de volumecalibrado para o preparo das soluções, as quais assim preparadas,passam a ser denominadas de concentração analítica.
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DILUIÇÃO
As soluções concentradas também podem ser misturadascom solventes para torná-las diluídas.
Em diluições a quantidade de solvente é que aumenta e a quantidade de soluto permanece sempre constante. Assim, o número inicial de mols do soluto é igual ao número de mols do soluto no final.mols do soluto no final.
A molaridade (M) é expressa como: nº de mols/volume (dm3 ou L)
Observa-se então que o nº de mols = M x V
Portanto: M1 x V1 = M2 x V2 (Equação geral da diluição)
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Dissolvem-se 8g de "aOH em 400 mL de solução. Pede-se:
a) Concentração em g/L.b) Concentração em mol/L(molaridade).(dado: MMNaOH = 40 g/mol)
Uma solução possui concentração de 120 g/L de "aOH.
Qual sua concentração molar (mol/L)?
Dissolvem-se 50 g de glicose em 1000 ml de solução, qual
a % (p/v)?
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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?