Propriedades Físicas das Soluções. Tipos de Soluções

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Orlando Bastos Carlos
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1 Propriedades Físicas das Soluções Solução (def): é uma mistura homogênea de duas ou mais substâncias. Solvente: componente da solução do mesmo estado físico, por exemplo água numa solução aquosa. Soluto: componente dissolvido no solvente, por exemplo sal numa solução aquosa de NaCl. Tipos de soluções: Gás/Gás - Ex: Ar Gás/Líquido Ex: Água Gás/Sólido Ex: H 2 em paládio Líquido/Líquido Ex: Etanol em água Sólido/Líquido Ex: NaCl em água Sólido/sólido Ex: Bronze (Cu/Zn) solda (Sn/Pb) A nossa atenção vai se centrar em soluções com um componente líquido, e dentro destes o mais comum é a água. Tipos de Soluções Solução saturada: é aquela que contém a máxima quantidade de soluto num dado solvente, a uma dada temperatura. Solução insaturada: ocorre antes de se atingir o ponto de saturação. Solução sobresaturada (supersaturada): são soluções que contém maior quantidade de soluto do que a existente numa solução saturada. Não são soluções estáveis. 1

Tipos de soluções: Gás/Gás - Ex: Ar Gás/Líquido Ex: Água Gás/Sólido Ex: H 2 em paládio Líquido/Líquido Ex: Etanol em água Sólido/Líquido Ex: NaCl em água Sólido/sólido Ex: Bronze (Cu/Zn) solda

2 Tipos de Soluções Do ponto de vista molecular, o processo de dissolução pode decomporse em três passos: 1- separam-se as moléculas do solvente 2- separam-se as moléculas do soluto 3- misturam-se as moléculas de solvente com as do soluto. Os dois primeiros passos necessitam de energia para vencer as forças intermoleculares atrativas, portanto são endotérmicas. O 3º passo pode ser endotérmico ou exotérmico Soluções de líquidos em líquidos Quando dois líquidos se dissolvem completamente em todas as proporções dizem-se mísciveis. Ex: Etanol/água Líquidos imisciveis: Ex: Água/azeite. Igual dissolve igual - dois líquidos apolares são miscíveis assim como dois líquidos polares 2

Os dois primeiros passos necessitam de energia para vencer as forças intermoleculares atrativas, portanto são endotérmicas.

3 Soluções de líquidos em líquidos Sólidos covalentes com estrutura em rede, como a grafite e o diamante não se dissolvem em nenhum solvente. Os metais também não se dissolvem Compostos iônicos e moleculares dissolvem-se em certos solventes. Diamante Grafite Soluções de líquidos em líquidos Ex. NaCl em água: os íons estão estabilizados em solução por hidratação. Envolve interações iões-dipolo. Em geral prevê-se que os compostos iônicos devem ser mais solúveis em solventes polares, tais como água, amoníaco do que em apolares como benzeno e tetracloreto de carbono. As moléculas dos solventes apolares não têm momento dipolar, elas não podem solvatar os íons Na + e Cl - eficientemente. Solvatação: é o processo pelo qual um íon ou uma molécula fica rodeado por moléculas de solvente dispostas de uma determinada maneira. Quando o solvente é a água designa-se por hidratação. 3

NaCl em água: os íons estão estabilizados em solução por hidratação. Envolve interações iões-dipolo.

4 Unidades de Concentração das Soluções Cristalização (def): é o processo pelo qual o soluto dissolvido abandona a solução para formar cristais. O procedimento para obter cristais é usar uma solução supersaturada. Concentração (def): é a quantidade de soluto presente num dada quantidade de solução Tipos de Unidades de Concentração % em massa do soluto = massa de soluto massa da solução = 100% fracção molar do componente A = x = molaridade = molalidade = A moles de soluto litros de solução moles de soluto massa de solvente (Kg) moles de A soma das moles de todos os componentes Unidades de Concentração das Soluções Glossário de Alguns Termos Importantes Solução diluída: é uma solução contendo uma pequena quantidade de soluto Solução concentrada é uma solução que tem uma quantidade razoável de soluto. Em alguns casos, estes termos, pela tradição, tem adquirido um significado quantitativo: e.g., HCl 12 M é a solução concentrada deste ácido e 6 M é considerado o ácido diluído. Claro que isto NÃO quer dizer que uma solução diluída de HCl sempre é 6 M. O será também uma solução 1, 2, ou 0,3, M. Mol: define-se como o Nº de átomos de 12 C em exatamente 12 g de 12 C. Este número de átomos é denominado Número de Avogadro e seu melhor valor atualmente é 6, x Um mol simplesmente é 6, x de qualquer coisa (átomos, moléculas, elétrons...). Massa molar: de uma substância é o número de gramas que contem o Nº de Avogadro de moléculas. 4

$Concentração (def): é a quantidade de soluto presente num dada quantidade de solução Tipos de Unidades de Concentração % em massa do soluto = massa de soluto massa da solução = 100% fracção molar do$

5 Unidades de Concentração das Soluções Achar a molaridade de uma solução aquosa que contém 2,30 g de álcool etílico (EtOH; C 2 H 5 OH) (massa molar = 46,07 g mol -1 ) em 3,50 L. Calcular o Nº de mol em 2,30 g de EtOH: 2,30 g/46,07 g mol -1 = 0,04992 mol de EtOH Para obtermos a concentração molar: M = 0,04992 mol/3,50 L = 0,0143 M (O recomendado é mol/l) Unidades de Concentração das Soluções Ex 2. Como prepararia 0,150 L de uma solução 0,500 M de NaOH, a partir de NaOH sólido e água. Calcularemos o número de moles de NaOH requeridos.: Nº mol NaOH necessários = 0,150 L x (0,500/1L) M = 0,0750 mol NaOH Massa de NaOH requerida = 0,075 mol x (40,0 g /1 mol) = 3,00 g R: Deve-se pesar 3,00 g de NaOH e dissolver em suficiente água para fazer 150 ml (0,150 L) de solução. 5

Concentração das Soluções Ex 2. Como prepararia 0,150 L de uma solução 0,500 M de NaOH, a partir de NaOH sólido e água. Calcularemos o número de moles de NaOH requeridos.

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