solubilidade de sais

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Da atmosfera ao oceano:soluções na Terra e para a Terra

Solubilidade de sais

Ana Paula Pereira – 2009/2010

Ver págs. 215 a 225,“Variação da solubilidadede sais, solubilidade deprecipitados”, Manualadoptado.

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Sumário• Introdução• Factores que influenciam a solubilidade:

– Efeito do ião comum– Efeito do pH do meio– Efeito da formação de iões complexos

• Dureza da água• Efeitos associados à dureza das águas• Minimização dos efeitos das águas duras• Desmineralização da água do mar

– Destilação– Osmose inversa

Introdução• Solubilidade (s) –

quantidade máxima desoluto que se conseguedissolver num solvente,a uma dadatemperatura, de modo aperfazer 1 dm3 desolução saturada.

Temperatura

• A variável que afecta ovalor das constantes deequilíbrio é atemperaturatemperatura.

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Factores que influenciam a solubilidade

• Equilíbrio de uma solução saturada de umsal pouco solúvel:

AB (s) ⇄ A+ (aq) + B- (aq)

• Variando a concentraçãoconcentração dos iões, asolubilidade vai variar (Lei de LeChâtelier).

Factores que influenciam a solubilidade

A variação da concentraçãoconcentração dos iõesem solução pode ocorrer por:

– Efeito do ião comum;

– Efeito do pH do meio;

– Efeito da formação de iões complexos.

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Efeito do ião comum

• Equilíbrio de uma solução saturada decloreto de prata:

AgCl (s) ⇄ Ag+ (aq) + Cl- (aq)

• Se forem adicionados sais solúveis quecontenham Ag+ e Cl- (iões comuns), oequilíbrio evolui no sentido inverso,havendo uma diminuiçãodiminuição dada

solubilidadesolubilidade.


• Equilíbrio de uma solução saturada de cloretode prata:


• Quando um sal está em equilíbrio com os seusiões em solução, Q = Ks.

• A adição de um ião comum implica Q > Ks, epara que estes dois valores voltem a ser iguaisé necessário que Q diminua e o equilíbrio evoluino sentido inverso, havendo uma diminuiçãodiminuiçãodada solubilidadesolubilidade.

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O efeito do ião comumimplica sempre adiminuição da solubilidadedo sal.

Efeito do pH do meio

• Equilíbrio de uma soluçãosaturada de carbonato de cálcio:

• Adicionando um ácido forte, a concentração do iãoCO3

2- diminui e desloca o equilíbrio no sentidodirecto, ou seja, no sentido da solubilização docarbonato de cálcio.

CaCO3 (s) ⇄ Ca2+ (aq) + CO32- (aq)

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Efeito do pH do meio

• A solubilidade de alguns saisaumenta por adição de:– ácidos, caso um dos iões resultantes

da dissociação tenha carácter básico.

– bases, caso um dos iões resultantesda dissociação tenha carácter ácido.

• Se um sal for formado por iõesneutros, a sua solubilidade éindependente do pH.

Efeito da formação de iões complexos

• Equilíbrio de solubilidade:


• Equilíbrio de complexação:

Ag+ (aq) + NH3 (aq) ⇄ Ag[(NH3)2]+ (aq)

• A adição de amoníaco faz aumentar asolubilidade do cloreto de prata.

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Efeito da formação de iões complexos

A formação de iõescomplexos solúveis aumentaa solubilidade (efeitocontrário ao do ião comum).

Dureza da água

O calcário e a dolomite são muito poucosolúveis em água. No entanto, a presençade CO2 atmosférico dissolvido na águaprovoca a dissolução destes sais:CaCO3 (s) + CO2 (g) + H2O (l) → Ca2+ (aq) + 2 HCO3

- (aq)

MgCO3 (s) + CO2 (g) + H2O (l) → Mg2+ (aq) + 2 HCO3- (aq)

Dolomite Calcário

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Dureza da água

Dureza da água

Dureza total de umaágua – indica aquantidade total desais, de cálciocálcio e demagnésiomagnésio, expressaem mg/L, dissolvidosna água.

Tipo de água Dureza Total /

mg (iões) L-1

Macia < 75

Meio-dura 75 – 150

Dura 150 – 300

Muito dura > 300

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Efeitos associados à dureza das águas

• Na saúde humana

• No uso doméstico

• Na indústria

Minimização dos efeitos das águas duras

• Redução da dureza porprecipitação - consiste naadição de substâncias queformam sais pouco solúveisde cálcio e magnésio.

• Inconveniente: Decantação / Filtração

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• Redução da durezapor troca iónica –consiste nasubstituição dos iõesCa2+ e Mg2+ por iõesNa+, cujos sais sãosolúveis.

• Inconveniente:excesso de catiãoNa+ na água.


Redução dos efeitos da água dura por aditivosanti-calcário – consiste na utilização desubstâncias que originam complexos estáveiscom os iões Ca2+ e Mg2+, mantendo-os emsolução, mas impedidos de reagir com o sabão eos detergentes.

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Desmineralização da água do mar

• O desejo do ser humano de transformar águasalgada em água doce remonta à antiguidade.

• Aristóteles, há 2300 anos, dizia: “Água salgadaquando passa a vapor torna-se doce e o vapor,quando condensa, não produz água salgada”.

Destilação

• É o processo maisantigo de purificarágua.

• A água é vaporizadapor aquecimento econdensada porarrefecimento:

H2O (l) ⇄ H2O (g)

∆H = 40,8 kJ/mol

• Inconvenientes:Dispendioso; Lento.

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Osmose inversa

• Na osmoseosmose as moléculasde solvente passam dasolução menosconcentrada para a soluçãomais concentrada,espontaneamente.

• Na osmoseosmose inversainversa asmoléculas de solventepassam da solução maisconcentrada para a soluçãomenos concentrada, poraplicação de uma pressão.

Osmose inversa

• Vantagens: maisbarata, mais rápida emais fácil de executar.

• Desvantagens:dificuldade na produçãode membranaspermeáveis à água eimpermeáveis àssubstâncias dissolvidasna água do mar.

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Soluções na Terra e para a Terra

• Após estes processos depurificação é necessáriomineralizar a água:

Desafio

Como sobreviver numa ilha

sem água doce?

No Séc. XV, os espanhóischegaram à ilha de El Hierro(Canárias), onde viviam osBimbache, com o objectivo dea conquistar.

Ao fim de alguns dias tiveramde abandonar a ilha para nãomorrerem de sede…

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Resposta ao desafio

Só alguns anos mais tardedescobriram que os Bimbacherecolhiam e bebiam a água quepingava da árvore garoé, emcujas folhas se dava acondensação da água.

“Jamais considere os seus estudos como umaobrigação, mas sim como uma oportunidadeoportunidade

invejávelinvejável para aprender, para seu próprio prazerprazer

pessoalpessoal e para proveitoproveito dada comunidadecomunidade à qual oseu futuro trabalho vai pertencer”.

Albert Einstein

1879 - 1955

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