Aula sobre Soluções Aula 01 (ENEM) Profº.: Wesley de Paula

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1 Aula sobre Soluções Aula 01 (ENEM) Profº.: Wesley de Paula

2 Propriedades das Soluções Classificação das Misturas: Soluções e Dispersões Classificação das soluções O Processo de Dissolução em soluções Relações Energéticas no Processo de Dissolução Regra da Semelhança Fatores que Afetam a Solubilidade das soluções Concentração das soluções Propriedades Coligativas

3 Propriedades das Soluções Classificação das Misturas: Soluções e Dispersões Frequentemente as substâncias químicas (elementos e compostos) encontram-se misturadas umas às outras.o sangue, a água do mar, o solo e o próprio ar são exemplos de misturas. As misturas podem ser heterogêneas ou homogêneas. Misturas heterogêneas: são constituídas de duas ou mais fases. As misturas heterogêneas são também chamadas de DISPERSÕES.

4 Propriedades das Soluções As dispersões podem ser classificadas, quanto ao tamanho das partículas do disperso, em dispersões grosseiras (diâmetro das partículas superior a 1000 Å) e dispersões coloidais (diâmetro de partículas entre 10 e 1000 Å).

5 Propriedades das Soluções Efeito Tyndall É uma solução Dispersões coloidais

6 Propriedades das Soluções Misturas homogêneas: são misturas que apresentam uma única fase, são também chamadas de SOLUÇÕES. As soluções são formadas por um constituinte, geralmente em maior quantidade de matéria chamada de SOLVENTE e um ou mais constituintes em menor quantidade chamados de SOLUTOS.

7 Propriedades das Soluções Classificação das soluções Classificação quanto às fases de agregação; Classificação quanto à condução da corrente elétrica; Classificação quanto à concentração do soluto na solução. Classificação quanto às fases de agregação: As soluções podem ser sólidas, líquidas ou gasosas. Exemplos: Soluções sólidas: latão, bronze, ouro, aço; Soluções líquidas: água do mar, gasolina, soro fisiológico; Soluções gasosas: ar, gás de cozinha;

8 Propriedades das Soluções TIPOS DE SOLUÇÕES: Solução sólida Solução líquida Solução gasosa Liga metálica Vinagre Propano (C 3 H 8 ) e Butano (C 4 H 10 )

9 Propriedades das Soluções Classificação quanto à condução da corrente elétrica: As soluções podem ser classificadas em não eletrolíticas e eletrolíticas. Soluções não eletrolíticas ou moleculares: Exemplos: solução de sacarose em água, solução de etanol em água. Soluções eletrolíticas ou iônicas: Exemplos:cloreto de sódio em água, solução de hidróxido de sódio e sulfato de sódio.

10 Propriedades das Soluções Classificação quanto à concentração do soluto na solução: As soluções podem ser classificadas em diluídas e concentradas. Soluções diluídas: uma solução é considerada diluída quando a concentração do soluto é considerada pequena. Admite-se, geralmente, que soluções de concentração até 0,1 mol/l são diluídas. Soluções concentradas: são soluções onde a concentração do soluto é considerada elevada, geralmente, superior a 0,1 mol/l.

11 Propriedades das Soluções O Processo de Dissolução em soluções Relações Energéticas no Processo de Dissolução; Variação da entalpia ( H) na dissolução As forças Intermoleculares Regra da Semelhança; Polar dissolve polar Apolar dissolve apolar Fatores que Afetam a Solubilidade das soluções; Temperatura Concentração Pressão

12 Propriedades das Soluções Variação da entalpia ( H) na dissolução Há três fases de energia na formação de uma solução: a separação das moléculas do soluto ( H 1 ) sempre endotérmica; a separação das moléculas do solvente ( H 2 ) sempre endotérmica; a formação das interações soluto-solvente ( H 3 ) sempre exotérmica. Definimos a variação de entalpia no processo de dissolução como: H dissol = H 1 + H 2 + H 3 O H dissol pode tanto ser positivo como negativo, dependendo das forças intermoleculares envolvidas.

13 Propriedades das Soluções As forças Intermoleculares 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 -, Formam-se forças íon-dipolo: 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.

14 SOLUBILIDADE DE COMPOSTOS IÔNICOS EM ÁGUA Por ser polar, a água aproxima-se dos íons que formam um composto iônico (sólido) pelo pólo de sinal contrário à carga de cada íon, conseguindo assim anular suas cargas e desprendê-las do resto do sólido. Uma vez separado do sólido, os íons são rodeados por moléculas de água, evitando que eles regressem ao sólido (ex. NaCl).

15 O lado da molécula da água que contém os átomos de hidrogênio (+) atrairá os íons Cl -, e os íons Na + serão atraídos pelo lado do átomo de oxigênio (-) da água. Esta é a maneira como as substâncias sólidas iônicas se dissolvem na água, e este processo é chamado de hidratação. Quando o solvente é outro que não a água, o processo é denominado de solvatação.

16 Regra da Semelhança Polar dissolve polar Apolar dissolve apolar Se o H dissol é demasiadamente endotérmico, não haverá a formação de uma solução.

17 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 de íons. Água em octano: a água tem ligações de hidrogênio fortes. Não há forças atrativas entre a água e o octano para compensar as ligações de hidrogênio.

18 Concentração 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 o sistema mantém-se cineticamente homogêneo em condições especiais.

19 Propriedades das Soluções Fatores que Afetam a Solubilidade das soluções Temperatura

20 Curvas de solubilidade Analisando um gráfico de solubilidade podemos destacar três regiões coeficiente de solubilidade ( solução supersaturada ) X Y ( solução saturada ) Z ( solução insaturada ) temperatura ( C)

21 A temperatura e a pressão têm influência na solubilidade de um sólido e de um gás em um líquido Quando a solubilidade aumenta com o aumento da temperatura, teremos uma solubilidade ENDOTÉRMICA SOLUBILIDADE ENDOTÉRMICA coeficiente de solubilidade NH NO 4 3 NaNO 3 3 KNO NaCl K CrO temperatura ( C)

22 Quando a solubilidade diminui com o aumento da temperatura, teremos uma solubilidade EXOTÉRMICA SOLUBILIDADE EXOTÉRMICA coeficiente de solubilidade Na SO 2 4 Ce ( 2 SO ) temperatura ( C)

23 Algumas solubilidades têm irregularidades, apresentando pontos de inflexão

24 O fenômeno da saturação de uma solução Coeficiente de solubilidade (ou grau de solubilidade) : é a quantidade necessária de uma substância (em geral, em gramas) para saturar uma quantidade padrão (em geral, 100 g, 1000 g ou 1 L) de solvente, em determinadas condições de temperatura e pressão. Cs = 380g de NaCl 1000g de água, a 15 C

25 Quando na solução temos uma quantidade de soluto MENOR que o máximo permitido pelo coeficiente de solubilidade a solução será classificada como solução INSATURADA 350g de NaCl Cs = 380g de NaCl, a 15 C 1000g de água 1000g de água a 15 C

26 Quando na solução temos uma quantidade de soluto IGUAL ao máximo permitido pelo coeficiente de solubilidade a solução será classificada como solução SATURADA 380g de NaCl Cs = 380g de NaCl, a 15 C 1000g de água 1000g de água a 15 C

27 Cs = 380g de NaCl 1000g de água, a 15 C 380g de NaCl 400g de NaCl 20g 1000g de água a 15 C SATURADA SEM CORPO DE FUNDO 1000g de água a 15 C SATURADA COM CORPO DE FUNDO

28 Cs = 380g de NaCl 1000g de água, a 15 C 400g de NaCl RESFRIAMENTO AQUECIMENTO LENTO 20g TODO SOLUTO CONTINUA DISSOLVIDO 1000g de água 40 C 15 C SOLUÇÃO SUPERSATURADA

29 Esquema para obter uma solução supersaturada para o KNO 3 :

30

31

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

33 EXEMPLO 1:

34 EXEMPLO 2:

35 EXEMPLO 3:

36 EXEMPLO 4:

37 EXEMPLO 5:

38 EXEMPLO 6: Admita que a solubilidade de um sal aumenta linearmente com a temperatura a 40ºC; 70,0g desse sal originam 420,0g de uma solução aquosa saturada. Elevando-se a temperatura dessa solução a 80ºC, a saturação da solução é mantida adicionando-se a 70,0g do sal. Quantos gramas desse sal são dissolvidos em 50g de água a 60ºC?

39 Propriedades das Soluções Concentração das soluções: 1) Concentração Comum ou em g/l (C); 2) Concentração em Quantidade de Matéria ou mol/l; 3) Título ou Porcentagem em Massa; 4) Concentração em Partes por Milhão (ppm); 5) Relações Entre Concentrações; 6) Diluição de Soluções; 7) Mistura de Soluções de Mesmo Soluto (sem reação); - Concentrações dos íons em solução. 8) Mistura de Soluções com Solutos diferentes (com reação); 9) Titulação.

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