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22 – ESTUDO DAS SOLUÇÕES – COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE
I - SOLUÇÕES.As soluções são cotidianamente observadas, pois se trata de misturas
homogêneas tanto no estado líquido, como sólido ou gasoso. Podemos identificá-las em
vários produtos ao nosso alcance, como: soro fisiológico, álcool –70, álcool hidratado,
vinagre, água sanitária, etc.
Entre as classificações das soluções, estudaremos nessa aula a relação soluto –
solvente – temperatura, a qual nos permite avaliar a missibilidade do soluto em função da
quantidade de solvente e da temperatura. Para avaliarmos a solubilidade de um dado
soluto temos que estabelecer condições padrão de verificação dessa análise, sendo
assim adotaremos uma quantidade padrão de água de 100gramas como solvente.
O limite (máximo) da solubilidade de um soluto é definido como COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE, esse define a quantidade de soluto que satura 100gramas de água a
uma dada temperatura.
Observe o exemplo:
Pode-se observar pela figura que a quantidade massa que se pode dissolver de KNO3 a
20°C em 100gramas de água é 31,6gramas. Esta informação faz com que saibamos que
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qualquer quantidade acima de 31,6gramas de KNO3 nessas condições, se tornará corpo
de fundo na solução, ou seja, será insolúvel.
CLASSIFICAÇÃO DAS SOLUÇÕES QUANTO A SATURAÇÃO:
1 - Solução Saturada: é quando a quantidade de soluto dissolvida é exatamente
igual ao coeficiente da solução em dada temperatura.
2 - Solução instaurada: é quando a quantidade de soluto dissolvida é inferior ao
coeficiente da solução em dada temperatura.
O coeficiente de solubilidade do KNO3 em água a 20 °C é 31,6 g/100 g H2O, portanto, a
adição de qualquer quantidade de KNO3 abaixo de 31,6g em 100g de água, a 20°C,
produz solução insaturada.
3 - Solução saturada com corpo de fundo: quando a quantidade de soluto dissolvida é
superior ao coeficiente da solução em dada temperatura, isso faz que a solução
apresente uma fase saturada e uma fase sólida com o excesso de soluto dissolvido.
O coeficiente de solubilidade do KNO3 em água a 20°C é 31,6 g/100 g H2O, portanto, a
adição de qualquer quantidade de KNO3 acima de 31,6g em 100g de água, a 20°C,
produz solução saturada com corpo de fundo (precipitado – sólido insolúvel).
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4 - Solução supersaturada: quando a quantidade de soluto dissolvida é superior ao
coeficiente de solubilidade da solução em uma dada temperatura. O excesso de massa
que constitui o corpo de fundo é solubilizado pela variação de temperatura que a solução
é submetida, está solução é extremamente instável.
A 40°C pode-se dissolver 61,4gramas de KNO3 em 100grmas de água. Se procedermos
o resfriamento controlado dessa solução saturada até a temperatura de 20°C e não
houver precipitação do sal, teremos um solução supersaturada de KNO3. Essa solução
contará com 29,8gramas a mais que o coeficiente de solubilidade permitido para esse sal
na temperatura de 20°C.
CONCLUSÃO IMPORTANTE“Coeficiente (Cs ou Ks) ou Limite de solubilidade indica a quantidade máxima de soluto
que se pode dissolver em uma quantidade padrão de solvente (100g de água) a dada
temperatura”.
II) CURVAS DE SOLUBILIDADESão diagramas que mostram a variação dos coeficientes de solubilidade das substâncias
em função da temperatura.
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Através do gráfico podemos observar que algumas substâncias têm sua
solubilidade aumentada com o aumento de temperatura e outras têm sua solubilidade
reduzida com a elevação da temperatura.
A curva de solubilidade do NaNO3 denota que sua solubilidade aumenta com a
elevação da temperatura, sendo assim sua dissolução é endotérmica. Já o Ce2(SO4)3
tem sua solubilidade reduzida com a elevação da temperatura, sendo assim a sua
dissolução é dita exotérmica.
Solubilidade dos gases em líquidos.Os gases são pouco solúveis nos líquidos, entretanto dois fatores podem alterar
consideravelmente a solubilidade dos gases em líquidos:
1 – Temperatura - aumento de temperatura diminui a solubilidade do gás no líquido.
2 – Pressão – a influência da pressão na solubilidade dos gases é descrita pela Lei de
Henry:
"Em temperatura constante, a solubilidade de um gás num líquido é diretamente
proporcional à pressão".
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PROPOSIÇÃO DE ATIVIDADES
01. Ao analisar o gráfico a seguir, percebe-se que
a) a solubilidade do KCl é maior que a do KBr.
b) à medida que a temperatura aumenta a solubilidade diminui.
c) a solubilidade do KBr é maior que a do KCl.
d) quanto menor a temperatura, maior a solubilidade.
e) o KCl apresenta solubilização exotérmica.
Resposta: letra C
02. (UFRJ) Observe o gráfico a seguir e responda às questões que se seguem.
a) Qual a menor quantidade de água necessária para dissolver completamente, a 60°C,
120g de B?
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b) Qual a massa de A necessária para preparar, a 0°C, com 100g de água, uma solução
saturada (I) e outra solução insaturada (II)?
Resposta:
a) 300g H2O
b) Para a solução saturada, a 0°C, 100g de água dissolve, no máximo, 10g de A.
Para a solução insaturada, a 0°C, 100g de água dissolve uma massa de A inferior a 10g.
03. (Puc-MG) O diagrama representa curvas de solubilidade de alguns sais em água.
Com relação ao diagrama anterior, é CORRETO afirmar:
a) O NaCl é insolúvel em água.
b) O KClO3 é mais solúvel do que o NaCl à temperatura ambiente.
c) A substância mais solúvel em água, a uma temperatura de 10°C, é CaCl2.
d) O KCl e o NaCl apresentam sempre a mesma solubilidade.
e) A 25°C, a solubilidade do CaCl2‚ e a do NaNO2 são praticamente iguais.
Resposta: letra E
04. (Uel-PR) O gráfico a seguir refere-se à solubilidade (em g/100g de água) de
determinado sal em diferentes temperaturas (em°C).
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Se, a 40°C forem acrescentados 20,0g do sal em 200g de água, e deixada a mistura em
repouso sob temperatura constante obter-se-á
I. solução saturada
II. corpo de fundo
III. solução diluída
Dessas afirmações,
a) apenas I é correta.
b) apenas II é correta.
c) apenas III é correta.
d) I, II e III são corretas.
Resposta: letra C
05. (Fuvest-SP) O gráfico adiante mostra a solubilidade (S) de K2Cr2O7sólido em água, em
função da temperatura (t). Uma mistura constituída de 30g de K2Cr2O7 e 50g de água, a
uma temperatura inicial de 90°C, foi deixada esfriar lentamente e com agitação. A que
temperatura aproximada deve começar a cristalizar o K2Cr2O7?
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a) 25°C
b) 45°C
c) 60°C
d) 70°C
e) 80°C
Resposta: letra D
Em 90°C são solúveis 80gramas do sal em 100 gramas de água
Em 50g de água são solúveis 40gramas de sal, a partir de 70°C a solubilidade é inferior a
30 gramas de sal.
06. Examine o gráfico, que representa a solubilidade (g/L) de um sal iônico em água, em
função da temperatura (°C).
Pode-se afirmar que o sal possui
a) solubilização exotérmica.
b) precipitação endotérmica.
c) solubilização endotérmica.
d) baixa solubilidade em água.
e) solubilidade constante.
GABARITO: C
07. (UFPE) A solubilidade do oxalato de cálcio a 20°C é de 33,0 g por 100 g de água.
Qual a massa, em gramas, de CaC2O4 depositada no fundo do recipiente quando 100 g
de CaC2O4(s) são adicionados em 200 g de água a 20°C?
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33g-------------100g de água
66g-------------200g de água – solubilidade 34 gramas serão insolúveis.
Resposta: 34
08. (UFPE) Uma solução saturada de NH4Cl foi preparada a 80°C utilizando-se 200g de
água. Posteriormente, esta solução sofre um resfriamento sob agitação até atingir 40°C.
Determine a massa de sal depositada neste processo. A solubilidade do NH4Cl varia com
a temperatura, conforme mostrado no gráfico abaixo.
Resposta: 40
60g – 100g de água – 80°C em 200g de água – 120g de sal
40g – 100g de água – a 40°C em 200g de água – 80g de sal
Massa de sal cristalizada é de 40 gramas
09. (Cesgranrio-RJ) A curva de solubilidade de um sal hipotético é:
A quantidade de água necessária para dissolver 30 gramas do sal a 35°C será, em
gramas:
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a) 45
b) 60
c) 75
d) 90
e) 105
Resposta: letra B 50gramas – 100 gramas de água
30gramas—X X = 60gramas de água
10. (Cesgranrio-RJ) A curva de solubilidade de um dado sal é apresentada a seguir.
Considerando a solubilidade deste sal a 30°C, qual seria a quantidade máxima
(aproximada) de soluto cristalizada quando a temperatura da solução saturada (e em
agitação) fosse diminuída para 20°C?
a) 5 g
b) 10 g
c) 15 g
d) 20 g
e) 30 g
Resposta: letra E
11. (Unesp-SP) O gráfico a seguir mostra as curvas de solubilidade em água, em função
da temperatura, dos sais KNO3 e MnSO4.
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Com base neste gráfico, discuta se as afirmações a e b são verdadeiras ou falsas.
a) O processo de dissolução dos dois sais é endotérmico.
b) 100 mL de solução saturada a 56°C contêm aproximadamente 10g de KNO3.
Resposta:
a) Falsa.
O aumento da temperatura favorece a solubilidade do KNO3. O processo é, portanto,
endotérmico, ou seja, absorve calor.
A solubilidade do MnSO4 cai com o aumento da temperatura. Isso indica que o processo
de dissolução é exotérmico, isto é, libera calor.
b) Verdadeira.
Pelo gráfico observa-se que, a 56°C, existem aproximadamente 10g de KNO3 em 100 mL
de solução saturada.
12. (Puccamp-SP) Considere o gráfico, representativo da curva de solubilidade do ácido
bórico em água
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Adicionando-se 200g de H3BO3 em 1,00kg de água, a 20°C, quantos gramas do ácido
restam na fase sólida?
a) 50,0
b) 75,0
c) 100
d) 150
e) 175
Resposta: letra D 5gramas-----------100gramas de água
X -----------------1000gramas de águas
X = 50gramas de sal solúvel e 150gramas de sal insolúvel
13. (UFBA) A tabela a seguir fornece os valores de solubilidade do cloreto de sódio e do
hidróxido de sódio, em água, a diferentes temperaturas.
As informações anteriores e os conhecimentos sobre soluções permitem concluir:
(01) Soluções são misturas homogêneas.
(02) Solução saturada é um mistura heterogênea.
(04) O hidróxido de sódio é mais solúvel em água que o cloreto de sódio.
(08) Soluções concentradas são soluções saturadas.
(16) Quando se separa o soluto do solvente, obtêm-se substâncias diferentes daquelas
que foram inicialmente misturadas.
(32) Adicionando-se 145g de hidróxido de sódio a 100g de água, a 20°C, obtém-se um
sistema bifásico, que, após aquecido a temperaturas acima de 50°C, apresenta-se
monofásico.
Soma ( )
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Resposta: 01 + 04 + 32 = 37
14. (Mackenzie-SP) A partir do diagrama a seguir, que relaciona a solubilidade de dois
sais A e B com a temperatura são feitas as afirmações:
I - existe uma única temperatura na qual a solubilidade de A é igual à de B.
II - a 20°C, a solubilidade de A é menor que a de B.
III - a 100°C, a solubilidade de B é maior que a de A.
IV - a solubilidade de B mantém-se constante com o aumento da temperatura.
V - a quantidade de B que satura a solução à temperatura de 80°C é igual a 150g.
Somente são corretas:
a) I, II e III.
b) II, III e V.
c) I, III e V.
d) II, IV e V.
e) I, II e IV.
Resposta: letra C