dispersões na atmosfera

DISPERSÕES NA ATMOSFERAO ar como solução

A atmosfera é, fundamentalmente, uma solução gasosa (mistura homogénea), na qual seencontram também outras dispersões, tais como colóides e suspensões (misturasheterogéneas).Estas partículas dispersas pela atmosfera podem ter as mais diversas origens: Fogos florestais; Actividade vulcânica; Combustão incompleta de combustíveis fósseis, entre outros.

DISPERSÕES NA ATMOSFERAClassificação de dispersões – Soluções, suspensões e colóides

Genericamente, dá-se o nome de dispersão a uma mistura de duas ou mais substâncias,em que as partículas de uma fase – a fase dispersa – estão disseminadas no seio de outrafase – a fase dispersante.Podem classificar-se as dispersões como: Soluções; Colóides; Suspensões.

Esta classificação baseia-se na dimensão média das partículas da fase dispersa.

Solução. Colóide. Suspensão.

Misturas homogéneas Misturas heterogéneas

Soluções Colóides Suspensões

Tamanho das partículas:< 1 nm

Ex.: água salgada

Tamanho das partículas:1 nm – 1 µm

Ex.: leite, água com areia em pó.

Tamanho das partículas:> 1 µm

Ex.: água com areia fina.

Não se separam por sedimentação nem por filtração.

Não se separam por sedimentaçãonormal, mas por apenas por ultracentrifugação e por ultrafiltração, entre outros.

As partículas sedimentam e podem ser separadas por filtração.

Não produz espalhamento da luz – transparente.

Produz espalhamento da luz visível em colóides transparentes (efeito Tyndall).

Pode produzir espalhamento difuso da luz.

DISPERSÕES NA ATMOSFERATabela 1. Classificação de dispersões – Soluções, suspensões e colóides

DISPERSÕES NA ATMOSFERA

Fase dispersante

Fase dispersa Tipo de colóide Exemplos

Sólido

Sólido Sol sólido Pedras preciosas, como o rubi ou a safira.

Líquido Gel Gelatina, geleia, queijo.

Gasoso Espuma sólida Espumas isolantes, miolo de pão, pedra-pomes.

Líquido

Sólido Sol Tintas, pasta de dentes

Líquido Emulsão Leite, maionese, sangue.

Gasoso Espuma Espuma de cerveja, claras em castelo, espuma de barbear.

Gasoso

Sólido Aerossol sólido Fumo, pó, poeiras.

Líquido Aerossol líquido Nevoeiro, sprays, neblina, nuvens.

Gasoso Nenhum Todos os gases são solúveis

Tabela 2. Tipos de dispersões coloidais

DISPERSÕES NA ATMOSFERAComposição quantitativa das soluções

Solvente Soluto Tipo de solução Exemplos

Sólido

Sólido

Solução sólida

Ligas metálicas, plásticos pigmentados.

Líquido Amálgama de mercúrio.

Gasoso Hidrogénio em paládio.

Líquido

Sólido

Solução líquida

Água salgada, água açucarada.

Líquido Etanol em água.

Gasoso Oxigénio no sangue.

Gasoso

Sólido

Solução gasosa

Ar com iodo sublimado.

Líquido Vapor de água no ar (humidade).

Gasoso Ar e outras misturas gasosas.

Tabela 3. Classificação das soluções em função do estado físico do solvente


Concentração mássica, ρ ou Cm

VmB

B Unidade SI:[ρ] = kg∙m–3

Nota: usa-se normalmente o submúltiplo g ∙ dm–3

Em que:mB – massa do soluto B;V – volume da solução.

Exemplo:Num recipiente de 1,00 L dissolveram-se 5,84 g de cloreto de sódio.Determine a concentração mássica da solução resultante.

33

solução

3solução

dmg84,5NaCldm00,1

g84,5NaClNaClNaCl

dm00,1L00,1g84,5NaCl

-

Vm

Vm

Concentração ou concentração molar, C V

nC BB Unidade SI:

[C] = mol∙m–3

Nota: usa-se normalmente o submúltiplo mol ∙ dm–3

Em que:nB – quantidade do soluto B;V – volume da solução.


Exemplo:Num recipiente de 1,00 L dissolveram-se 5,84 g de cloreto de sódio.Determine a concentração da solução resultante.

3

3solução

3solução

dmmol100,0NaCl

dm00,1mol100,0NaClNaClNaCl

dm00,1L00,1g84,5NaCl

C

CV

nC

Vm

mol100,0NaClmolg44,58g84,5NaCl

molg44,58NaCl44,58NaCl

45,3599,22NaClClNaNaCl

1

1

n

n

MMM

AAMMmn

nmM

r

r

rrr

Fracção molar, x...

CBA

BB nnn

nx Adimensional

Em que:nB – quantidade do soluto B;ni – quantidade de cada substância presente na solução.


Nota: a soma das fracções molares de todas as substâncias presentes na solução é 1.

Exemplo:Considere uma solução que contenha 230 g de etanol, C2H6O, 360 g de água, H2O, e 54,4 g de cloreto de sódio, NaCl.Determine a fracção molar de cada uma das substâncias.Verifique que a soma das fracções molares de todas as substâncias é 1.


mol931,0OHmolg44,58g4,54OH

mol0,20OHmolg02,18g360OH

mol99,4OHCmolg08,46g230OHC

mol g02,18NaCl44,58NaCl45,3599,22NaCl

mol g02,18OH02,18OH00,1601,12OHmol g08,46OHC08,46OHC00,1601,1601,122OHC

?NaClg4,54NaCl?OHg360OH

?Cg230C

212

212

6262

1

1222

1626262

22

6262

nn

nn

nn

MMMMMMMMM

Mmn

nmM

nmnm

OHnOHm

rr

rr

rr


s)intermédio cálculos os durante efectuadas esaproximaçõ às se-deve 1,001 valor (o

1001,1036,0772,0193,0

036,0931,099,40,20

931,0

772,0931,099,40,20

0,20

193,0931,099,40,20

99,4

NaClOHOHC

NaClNaCl

OHOH

OHCOHC

262

22

6262

xxx

xx

xx

xx

nnnnx

CBA

BB


Percentagem em massa, %(m/m)

100...

)/%(

CBA

B

mmmmmm

Adimensional

Em que:mB – massa do soluto B;mi – massa de cada substância presente na solução.

Exemplo:Considere uma solução que contenha 230 g de etanol, C2H6O, 360 g de água, H2O, e 54,4 g de cloreto de sódio, NaCl.Determine a percentagem em massa de cada uma das substâncias.

%44,8/%100g54,4360230

g4,54/%

%9,55/%100g54,4360230

g360/%

%7,35/%100g54,4360230

g230/%

100/%

sódio de cloretosódio de cloreto

águaágua

etanoletanol

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

total

BB



Percentagem em volume, %(V/V)

100)/%( solução

B

VVVV

Adimensional

Em que:VB – volume do soluto B;Vsolução– volume total da solução.

Exemplo:Em 250 dm3 de ar existem 52 dm3 de dioxigénio, O2, e 175 dm3 diazoto, N2.Determine a percentagem em volume de cada uma das substâncias.


%8,20/%100dm250

dm52/%

%0,70/%100dm250dm175/%

100/%

22

22

O3

3

O

N3

3

N

VVVV

VVVV

mmmm

total

BB


Partes por milhão, ppm

6

6

10

10

solução

B

solução

B

VVppmV

mmppm

Adimensional

Em que:mB – massa do soluto B;msolução – massa total da solução.

VB – volume do soluto B;Vsolução – volume total da solução.

Nota: muito comum quando se trabalha com soluções muito diluídas.

1 g / 106 g de solução

1 mg/103 g de solução

1 mg/kg de solução


Tabela 4. Componentes menores do ar atmosférico (ar seco, ao nível do mar).

x 104

: 104

Transformação de valores em % para ppm

ppm% (percentagem)

DISPERSÕES NA ATMOSFERADiluição de soluções

Quando se prepara uma solução diluída a partir de uma solução concentrada é útilconhecermos o factor de diluição (f), que nos indica o número de vezes que se deve diluirum dado volume da solução concentrada, de concentração Ci, para se obter a soluçãodiluída, de concentração Cf.

Para diluir uma solução mais concentrada adiciona-se água ao volume da solução a diluir. Neste procedimento a quantidade de soluto (n) mantém-se igual, antes e após a diluição.

fi nn

VCnVnC setemcomo ffiifi VCVCnn

O factor pode ser definido como uma razão de volumes.

i

f

f

i

VV

fCCf sejaou


Exemplo:1. Pretende-se preparar 250 cm3 de uma solução aquosa de ácido clorídrico, HCl, de

concentração 0,500 mol dm –3.Que massa de cloreto de hidrogénio, HCl, é necessária para preparar a solução?

g56,4HClmolg46,36mol125,0HCl

mol125,0HCldm250,0dmmol500,0HCl

dmmol50,0

dm250,0cm250

1

33

3HCl

3solução

3solução

mm

MnmnmM

nn

VCnVnC

C

VV

1molg46,36HCl46,36HCl

45,3501,1HClClHHCl

MMM

AAM

r

r

rrr

2. Pretende-se preparar 200 cm3 de uma solução de HCl 0,10 mol dm –3 partindo de umasolução de HCl 0,50 mol dm –3.Qual o volume necessário da solução mais concentrada?Que volume de água é necessário adicionar para perfazer o volume total de 200 cm3?


3

3

33

3

3

3

33

cm40

dm040,0

dm200,0dmmol50,0dmmol10,0

dmmol50,0

dmmol10,0

dm200,0cm200

i

i

-

-

ifi

fiffii

-i

-f

f

VV

VVCC

VVCVC

C

C

V

3

água

3águaaconcentrad soluçãodiluída soluçãoágua

cm160

cm40200

V

VVVV

(volume da solução mais concentrada).

(volume de água).

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