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05/02/2016

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Propriedades das Soluções

Prof. Alex Fabiano C. Campos

Prof. Alex Fabiano C. Campos, Dr ®

O Processo de Dissolução

• Uma solução é uma mistura homogênea de soluto (presente em menor quantidadede mols) e solvente (presente em maior quantidade de mols).

• Os solutos e solvente são componentes da solução.• No processo da preparação de soluções com fases condensadas, as forças

intermoleculares se tornam reordenadas.

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O Processo de Dissolução• Considere o NaCl (soluto) dissolvendo-se em água (solvente):

– as ligações de hidrogênio da água têm de ser quebradas,– o NaCl se dissocia em Na+ e Cl- (Deve ser vencida a energia reticular)– formam-se forças íon-dipolo: Na+ … -OH2 e Cl- … +H2O.– Dizemos que os íons são solvatados pela água.– Se água é o solvente, dizemos que os íons são hidratados.– A solvatação é mais intensa em íons de menor raio e maior carga.


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O Processo de Dissolução


• Há três fases de energia na formação de uma solução:– a separação das moléculas ou íons do soluto (H1) sempre endotérmica;– o afastamento das moléculas do solvente (H2) sempre endotérmica; e– a formação das interações soluto-solvente (H3) sempre exotérmica.

• Definimos a variação de entalpia no processo de dissolução comoHdissol = H1 + H2 + H3

• O Hdissol pode tanto ser positivo como negativo, dependendo das forçasintermoleculares envolvidas.

Energética do Processo de Dissolução

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DH1: separação dos íons ou moléculas do soluto.

DH2: afastamento das moléculas do solvente.

DH3: formação das interações entre soluto solvente.

No caso de compostos iônicos

No caso da interação íon-dipolo:



Se (H1 + H2) < H3 Dissolução exotérmica

Se (H1 + H2) > H3 Dissolução endotérmica

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Regra da SemelhançaSEMELHANTE DISSOLVE SEMELHANTE:

POLAR DISSOLVE POLARAPOLAR DISSOLVE APOLAR

• Se o Hdissol é demasiadamente endotérmico, não haverá a formação de umasolução.

Exemplos:

• NaCl em gasolina: as forças íon-dipolo são fracas, uma vez que a gasolina é apolar.Conseqüentemente, as forças íon-dipolo não são compensadas pela separação deíons.

• Água em octano: a água tem ligações de hidrogênio fortes. Não há forças atrativasentre a água e o octano para compensar as ligações de hidrogênio.


Fatores que Afetam a Solubilidade

1) Temperatura

Solubilidade

Temperatura

dissolução exotérmica

dissolução endotérmica

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Dissolução Sólido-Líquido Dissolução Gás-Líquido



2) Interação Soluto - Solvente

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3) Concentração da Solução

• Solução insaturada contém menos soluto do que o limite de solubilidade.• Solução saturada contém soluto na quantidade limite de solubilidade.• Solução saturada com corpo de fundo contém mais soluto que o limite de solubilidade,ocasionando a formação de um corpo de fundo (precipitado).• Solução supersaturada contém mais soluto que o limite de solubilidade, porém osistema mantém-se cineticamente homogêneo em condições especiais.

Formação do corpo de fundo


Supersaturação

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Fatores que Afetam a Solubilidade4) Pressão

• A solubilidade de um gás em um líquido é uma função da pressão do gás.

• Quanto maior a pressão, mais próximas as moléculas de gás estarão do solvente emaior a chance da molécula de gás atingir a superfície e entrar na solução.

– Conseqüentemente, quanto maior for a pressão, maior a solubilidade.– Quanto menor a pressão, menor a quantidade de moléculas de gás próximas

ao solvente e menor a solubilidade.• Se Sg é a solubilidade de um gás num líquido, k é uma constante e Pg é a pressão

parcial de um gás num líquido, então, a Lei de Henry nos fornece:


Propriedades Coligativas

Abaixamento da pressão de vapor (Tonoscopia)• Os solutos não voláteis reduzem a habilidade das moléculas da superfície do solvente

de escaparem do líquido.• Conseqüentemente, a pressão de vapor é reduzida.• A taxa de redução da pressão de vapor é proporcional à quantidade de soluto.

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Abaixamento da pressão de vapor (Tonoscopia)• A Lei de Raoult: P é a pressão de vapor da solução, P2 é a pressão de vapor do

solvente puro e 2 é a fração molar do solvente:

Propriedades Coligativas

• A solução ideal: aquela que obedece à lei de Raoult.• A lei de Raoult falha quando as forças intermoleculares solvente-solvente e

soluto-soluto são maiores do que as forças intermoleculares soluto-solvente.• No caso de uma solução ideal em que tanto o soluto quanto o solvente são

voláteis, a pressão de vapor pode ser obtida pela soma das contribuições dapressão de vapor do solvente (Lei de Raoult) e do soluto (Lei de Henry).


Propriedades ColigativasElevação do ponto de ebulição (Ebulioscopia)

• A ebulição ocorre quando a pressão de vapor do solvente iguala-se ou supera apressão atmosférica.

• Quando da presença de um soluto não volátil, a pressão de vapor do solvente diminui.Consequentemente, uma temperatura mais alta será necessária para que hajaebulição.

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Propriedades ColigativasDiminuição do ponto de congelamento (Crioscopia).

• Quando da presença de um soluto não volátil, o processo de congelamento dosolvente é dificultado. Consequentemente, uma temperatura mais baixa seránecessária para que haja congelamento.


Propriedades ColigativasResumo

soluto não volátil

solvente puro solução

• Ocorre diminuição da pressão de vapor• Ocorre elevação da temperatura de ebulição• Ocorre abaixamento do ponto de congelamento

A intensidade dos efeitos coligativos depende somente da concentração do soluto.

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Osmose• Osmose: é o movimento de um solvente a partir de uma concentração baixa de

soluto para uma concentração alta de soluto.• Pressão osmótica (p): pressão a ser exercida na solução para evitar a osmose.

Quanto maior a concentração da solução, maior a pressão osmótica.


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