SOLUÇÕES

Mistura: material formado por duas ou mais substâncias, sendo cada uma destas denominada componente.

CLASSIFICAÇÃO DAS MISTURAS

Fase: numa mistura, é cada uma das porções que apresenta aspecto homogéneo ou uniforme.

Mistura homogénea: toda mistura que apresenta uma única fase.

Mistura heterogénea: toda mistura que apresenta pelo menos duas fases.

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

EXEMPLOS

Misturas homogéneas

Nome Componentes principais

Amálgama Mercúrio (Hg) + Prata (Ag) + Estanho (Sn)

Vinagre Água (H2O) + ácido acético (CH3COOH)

Latão Cobre (Cu) + zinco (Zn)

Bronze Cobre (Cu) + estanho (Sn)

Aço Ferro (Fe) + carbono (C)

Álcool hidratado Etanol (CH3OH) + água (H2O)

Constituídas por uma só fase

Aspecto homogéneo a olho nu

Aspecto heterogéneo ao microscópio

Copo de leite

Líquido branco com gotículas de gordura

O leite é considerado uma mistura homogénea? A olho nu sim, mas na realidade se observarmos o leite ao microscópico vemos que tem, pequenas gotículas de gordura. Na realidade é considerado uma mistura coloidal.

Soluções verdadeiras

Soluções coloidais

Suspensões

Dimensão média das partículas

Inferiores a 1 nm De 1 nm a 1 µm Superiores a 1 µm

Solução: É uma mistura homogénea composta de dois ou mais componentes designados…

Solvente - é o componente que estiver no mesmo estado físico da solução ou o que estiver em maior quantidade. Se tiverem o mesmo estado físico e estiverem em igual quantidade considera-se o solvente o componente mais volátil. Quando o solvente é a água as soluções chamam-se soluções aquosas.

Soluto – é a substância que se dispersa/dissemina no seio do solvente. É a substância que se dissolve no solvente. É o componente que se apresenta em menor quantidade.

Solução Soluto Solvente Exemplo

Sólida

Sólido Sólido Liga metálica Cu – Ni

Líquido Sólido Hg em Cu (amálgama de cobre)

Gasoso Sólido dissolvido em Ni

Líquida

Sólido Líquido NaCl em

Líquido líquido Álcool em

Gasoso Líquido dissolvido em

Gasosa

Sólido Gasoso Poeira no ar atmosférico

Líquido Gasoso Água no ar atmosférico

Gasoso Gasoso Ar atmosférico

2H

OH2

OH2

OH22CO

Quanto à natureza do soluto as soluções são classificadas em …

São aquelas em que o soluto é um composto iónico.

Ex: água + sal de cozinha.

São aquelas em que o soluto é um composto molecular.

Ex: água + açúcar.

Nota: os ácidos são compostos moleculares, que em água, originam uma solução eletrolítica.

Soluções iónicas (eletrolíticas)

Soluções moleculares (não eletrolíticas)

Soluções insaturadas – são as que apresentam uma quantidade inferior à quantidade máxima de soluto que é possível dissolver numa dada quantidade de solvente, a uma dada pressão e temperatura.

Soluções saturadas – são as que apresentam a quantidade máxima de soluto que é possível dissolver numa dada quantidade de solvente, a uma dada pressão e temperatura.

Quanto à quantidade de soluto que é possível dissolver as soluções podem classificar-se em …

Soluções sobressaturadas – são soluções em que a concentração de soluto em solução é superior à sua solubilidade a uma dada pressão e temperatura.

Solubilidade de uma substância é …

A máxima quantidade em gramas que é possível dissolver a uma dada temperatura.

Curvas de solubilidade

Qual é o produto de solubilidade do KBr a 10 ºC?

Qual é a massa máxima de KNO3 que é possível dissolver em 200 g de água a 50 ºC?

1L de água

a 0°C

1L de água

a 0°C

1L de água

a 0°C

357 g de NaCl

SOLUÇÕES

A concentração de saturação do cloreto de sódio a 0ºC é …

Cs = 35,7 g/100g de H2O

A concentração de saturação do cloreto de sódio a 25ºC é….

CS = 42,0 g/100g de H2O

200 g de NaCl 400 g de NaCl

Saturada Saturada com

corpo de fundo Insaturada

SOLUÇÃO

SOBRESSATURADA

1L de água

a 0°C

1L de água

a 25°C

1L de água

a 0°C

400 g de NaCl

Sobressaturada

• A concentração na solução final está

acima do Ks do NaCl a 0°C.

Características de uma solução:

Mistura homogénea de 2 ou mais substâncias;

Composição variável;

Soluto pode ser molecular ou iónico;

Pode ser colorida ou transparente;

O soluto permanece distribuído uniformemente na solução e não sedimenta com o tempo.

Em inumeros casos, o soluto pode ser separado do solvente por processos físicos: destilação, evaporação…

Uma solução tem a mesma composição química, as mesmas propriedades químicas e as mesmas propriedades físicas em todas as suas partes.

Para caraterizar uma solução…

Não basta saber qual é o solvente e o(s) soluto(s).

É muito importante saber quanto soluto existe num determinado volume (ou massa) de solução.

A forma mais corrente de expressar a composição quantitativa de uma solução é a concentração em massa, cm, isto é, a massa de soluto por unidade de volume de solução.

C – concentração da solução

ns - quantidade de matéria de soluto por unidade de volume de solução

Vs – volume de solução (volume de soluto + volume de solvente)

A designação de molaridade está em desuso.

A concentração de uma solução é definida como o número de moles de soluto num litro (L) ou num decímetro cúbico (dm3) de solução. A unidade de concentração portanto é em mol.L-1

ou mol.dm-3 ou molaridade, abreviadamente “M”.

1 mol = 6,022 x 1023 moléculas ou átomos

6,022 x 1023 moléculas ou átomos = nº de Avogadro

Cm – concentração em massa

ms - massa de soluto por unidade de volume de solução

Vs – volume de solução (volume de soluto + volume de solvente)

ou

x = 100 mL

- gramas por litro (g.L-1)

- percentagem em volume (g.100mL-1);

- percentagem peso por peso (g.100 g-1);

- percentagem volume por volume (mL.100mL-1)

- partes por milhão (ppm), p.ex: mg.L-1

- partes por bilião (ppb), p. ex: µg.L-1

As diferentes formas de expressar a concentração de uma solução

Concentração em percentagem

Às vezes, a concentração aparece expressa como %, mas, nesse caso, é necessário especificar o estado físico do que se mede. Por exemplo: 2% (m/m) ácido acético = 2 g de ácido acético em 100 g água 2% (m/v) ácido acético = 2 g de ácido acético em 100 ml água 2% (v/v) ácido acético = 2 ml de ácido acético em 100 ml água Por convenção (m/v) ou (v/v) podem ser omitidos para soluções aquosas abaixo de 1%.

% massa/massa

(g.100 g-1)

% volume/volume

(mL.100 mL-1)

% massa/volume

(g.100 mL-1)

Formas expressar a concentração de uma solução (%)

Em soluções gasosas multiplica-se % (V/V)

por 10 000 para obter o valor em ppm.

partes por milhão (ppm) p. ex: mg.L-1

Formas expressar a concentração de uma solução: partes por milhão(ppm)

Usa-se para expressar

concentrações muito pequenas

partes por bilião (ppb),

p. ex: µg.L-1

partes por trilhião (ppt), p. ex: mg.dm-3

Formas expressar a concentração de uma solução (ppb e ppt)

Quantidade de matéria de um componente

(um soluto ou um solvente) por unidade

de quantidade de matéria de solução

(soma das quantidades de matéria dos

vários componentes)

Não tem unidades

Em soluções gasosas

multiplica-se xa por 100

para obter o valor em %

(V/V)

Formas expressar a concentração de uma solução fração molar

DILUIÇÃO

As soluções concentradas também podem ser misturadas com solventes para torná-las diluídas.

•Numa diluição a quantidade de solvente aumenta e a quantidade de soluto permanece constante.

•O número inicial de moles do soluto é igual ao número de moles do soluto no final.

Ci x Vi = Cf x Vf (Equação geral da diluição)

nº de moles antes da diluição = nº de moles após a diluição

ni = Ci x Vi

ni – número de moles inicial nf – número de moles final Vi – volume inicial Vf – volume final

Prefixos

Em muitos casos, a unidade básica pode ser demasiado pequena ou

demasiado grande e, para evitar o uso de muitos zeros nas escalas, deve

ser utilizado o prefixo métrico apropriado. Os de uso mais comum estão

listados abaixo:

Fator multiplicativo Prefixo Símbolo

106 mega M

103 kilo k

Fator submultiplicativo Prefixo Símbolo

10-3 mili m

10-6 micro μ

10-9 nano n

10-12 pico p

por exemplo: 0,001 g = 10-3 g = 1 mg = 1000 μg.

Conversões de Unidades

kg g mg µg

x 103 x 103 x 103

kL L mL µL

x 103 x 103 x 103

m3 dm3 cm3 mm3

Unidade de massa

Unidade de Volume

http://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/concentration

EXERCÍCIO 1. Dissolveram-se 8g de NaOH em 400 mL de solução.

Calcule: a) Concentração em g/L b) Concentração em mol/L (dado: MNaOH = 40 g/mol)

2. Uma solução possui concentração de 120 g/L de NaOH. Qual sua concentração molar (mol/L)?

3. 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?

AL 2.1 – Preparação de soluções

a) - Preparação de uma solução a partir de um soluto sólido: Prepare 250 mL de uma solução de permanganato de potássio com a concentração 0,2 g/dm3.

b) - Preparação de uma solução por diluição a partir da anterior. Prepare 100 mL de uma solução de permanganato de potássio 0,0001 mol/dm3. c) - Elaboração do relatório.