DISPERSÕES. Profa. Kátia Aquino

Transcrição

1 DISPERSÕES Profa. Kátia Aquino

2 O que é uma dispersão do ponto de vista químico? Mistura de duas ou mais substâncias, em que as partículas de uma fase a fase dispersa se encontram distribuidas em outra fase a fase dispergente. 2

3 dispergente disperso 3

4 Classificação das dispersões Dispersões Suspensão ou mistura grosseira Colóide Solução 4

5 Suspensões As suspensões ou misturas grosseiras são misturas heterogêneas onde o componente que aparece em menor quantidade é denominado disperso e o componente que aparece em maior quantidade é denominado dispergente. Em uma suspensão, as partículas do disperso possuem as seguintes características: * São agregados de átomos, íons ou moléculas, ou até agregados de macromoléculas ou macroíons; * Possuem diâmetro maior que 1000 Å ou 100 nm; * Sofrem sedimentação pela ação da gravidade ou pela ação de uma centrífuga comum; * O disperso pode ser separado do dispergente por filtração comum; * Podem ser vistas a olho nu ou através de um microscópio comum.. 5

6 Exemplos de suspensão ou mistura grosseira Leite de magnésia hidróxido de magnésio + água (sem agitação um pó branco fica depositado no fundo do recipiente) areia + água 6

7 Colóides ou dispersões coloidais Colóide (do grego kólla, cola + eîdos, forma) ou dispersões coloidais são misturas heterogêneas onde o componente que aparece em menor quantidade é denominado disperso e o componente que aparece em maior quantidade é denominado dispergente. Em uma dispersão coloidal, as partículas do disperso possuem as seguintes características: * São agregados de átomos, íons ou moléculas, ou ainda macromoléculas ou macroíons; * O diâmetro das partículas do disperso fica entre 10 Å e 1000 Å ou 1 nm a 100 nm; * Podem sofrer sedimentação pela ação de uma ultracentrífuga; * O disperso pode ser separado do dispergente através de um ultrafiltro; * Podem ser observadas em um ultramicroscópio. 7

8 Classificação dos colóides De acordo com a natureza das partículas do disperso: Colóide micelar: as partículas do disperso (aqui chamadas de micelas ou tagmas) são agregados de átomos, moléculas ou íons. Exemplos: Enxofre coloidal (S 8 ) n na água; ouro coloidal (Au) n na água. Colóide molecular: as partículas do disperso são macromoléculas (moléculas gigantes). Exemplos: amido (C 6 H 10 O 5 ) n na água. Colóide iônico: suas partículas são íons "gigantes" (macro íons), ou melhor, macromoléculas com cargas elétricas em um ou mais locais. Exemplos: proteínas na água.

9 Exemplos de colóides gelatina 10/doacao-de-sangue-nova-legislacao-a-vista/ sangue leite sorvete 9

10 Conhecendo melhor o colóide nosso de cada dia... Emulsão é a mistura entre dois líquidos imiscíveis em que um deles (a fase dispersa) encontra-se na forma de finos glóbulos no seio do outro líquido (a fase contínua), formando uma mistura estável. Exemplos de emulsões incluem manteiga e margarina, maionese, café expresso e alguns cosméticos.

11 Aerossol sólido: é a dispersão coloidal na qual o dispersante é gasoso e o disperso é sólido, por exemplo a fumaça. Aerossol líquido: é a dispersão coloidal na qual o dispersante é o gasoso e o disperso é o líquido,por exemplo a neblina.

12 Sol: é uma dispersão coloidal na qual o dispersante é o líquido e o disperso é o sólido, por exemplo um pouco de maizena com água. Sangue (detalhe de componentes) Pó de gelatina dissolvido Sol sólido: é a dispersão coloidal na qual o dispersante é sólido e o disperso é sólido, por exemplo o rubi e a safira.

13 Gel: é uma dispersão coloidal na qual o dispersante é o sólido e o disperso é o líquido, por exemplo gelatina pronta e geléia

14 Espuma sólida: é a dispersão coloidal na qual o dispersante é o sólido e o disperso é gasoso, como por exemplo pedra pomes (aquelas utilizadas nos salões de beleza). Espuma líquida: é a dispersão coloidal na qual o dispersante é o líquido e o disperso é gasoso, como por exemplo espuma de sabão e creme chantilly.

15 Propriedades dos sistemas coloidais Efeito Tyndall Este efeito recebeu esse nome, em homenagem ao brilhante físico inglês, John Tyndall ( ), que demonstrou por que o céu é azul, e estudou de forma muito completa os fenômenos de espalhamento da luz por partículas e poeira. Esse efeito também foi observado por Tyndall quando um pincel de luz atravessava alguns sistemas coloidais. Esse espalhamento da luz é seletivo, isto é, depende das dimensões das partículas dispersas e do comprimento de onda da radiação. Dessa forma, é possível que uma determinada cor de luz se manifeste de maneira mais acentuada do que outras. O efeito Tyndall é, na verdade, um efeito óptico de espalhamento ou dispersão da luz, provocado pelas partículas de uma dispersão do tipo aerossol. O efeito Tyndall é o que torna possível, por exemplo, observar as partículas de poeira suspensas no ar através de uma réstia de luz, ou, ainda, observar as gotículas de água que formam a neblina através do farol do carro.

16 O Movimento Browniano é resultante dos choques das partículas do dispergente (principalmente quando este se encontra na fase líquida) com as partículas do disperso. Devido a estes choques constantes, as partículas do disperso adquirem um movimento de ziguezague ininterrupto que pode ser observado ao ultramicroscópio.

17 Quem é colóide?

18 Resumindo

19 Soluções Classificação Estado de agregação: quanto a este aspecto, as soluções podem ser sólidas, líquidas ou gasosas. Solução Sólida: os componentes desse tipo de solução se encontram no estado sólido (à temperatura ambiente). Solução Líquida: os componentes dessa solução se encontram no estado líquido. Solução Gasosa: todos os componentes dessa solução se encontram no estado gasoso. Natureza das partículas dispersas: as soluções podem se classificar em moleculares e iônicas em função da natureza das partículas dispersas. Solução molecular: as partículas dispersas neste caso são moléculas. Ex: solução de glicose Solução iônica: as partículas dispersas se encontram na forma de íons. Estas soluções também são chamadas de soluções eletrolíticas, porque possuem a capacidade de conduzir corrente elétrica. Ex: solução de cloreto de sódio

20 Coeficiente de solubilidade é definido como a máxima quantidade de soluto que é possível dissolver em uma quantidade fixa de solvente e a uma determinada temperatura. A unidade geralmente utilizada é g (soluto)/100ml(solvente) Solução supersaturada natural (glicose) Solução diluída ou insaturada (não saturada): Quando a quantidade de soluto usado não atinge o limite de solubilidade, ou seja, a quantidade adicionada é inferior ao coeficiente de solubilidade. Solução concentrada ou saturada:quando o solvente já dissolveu toda a quantidade possível de soluto, ou seja, toda a quantidade indicada no coeficiente de solubilidade. A partir deste ponto, toda a quantidade de soluto adicionada não será dissolvida e ficará no fundo do recipiente formando uma solução saturada com corpo de chão. Solução supersaturada: Acontece quando o solvente e soluto estão em uma temperatura em que seu coeficiente de solubilidade é maior, e depois a solução é resfriada ou aquecida, de modo a reduzir o coeficiente de solubilidade. Quando isso é feito de modo cuidadoso, o soluto permanece dissolvido,ou seja, está dissolvida uma quantidade de soluto superior ao coeficiente de solubilidade, mas a solução se torna extremamente instável. Qualquer vibração faz precipitar a quantidade de soluto em excesso dissolvida.

21 Curva de solubilidade: dissolução endotérmica ou exotérmica? Veja alguns exemplos:

22 Aspectos quantitativos das soluções 1- Concentração comum (C) acao=quimica/ms2&i=3&id=128 Dizer que uma solução possui a concentração de 50 g/l significa que em cada um litro de solução estão dissolvidos 50 gramas de soluto. Não confundir concentração comum com densidade de uma solução:

23 2- Molaridade (M) Onde: n1=n de mol, ou seja, a razão entre a massa do soluto e sua massa molar No exemplo, 0,1 M significa que existe 0,1 mol de ácido sulfúrico para cada litro de solução.

24 3-Título (τ ) Onde: T = título m1 = massa do soluto m2 = massa do solvente m1 + m2 = m (massa da solução) O título também pode ser dado em v/v. Cuidado apenas com a contração volumétrica que alguns solutos líquidos fazem com o solvente. Neste caso o volume da solução será diferente da soma do volume do soluto com o volume do solvente. Título percentual é a multiplicação do título (massa/massa ou volume/volume) por 100. O título é adimensional em sua unidade. O título nos dá a porcentagem em peso de uma solução, ou seja, a quantidade em gramas de soluto que existem em 100 gramas de solução. Exemplo: - Uma solução de NaCl 0,9 % possui 0,9 gramas de NaCl em 100 g de solução ou em 99,1 g de água.

25 Relações entre as concentrações das soluções Podemos relacionar as concentrações da seguinte maneira: C=M. MM C=d.T.1000 ou M.MM=d.T.1000 Onde: C=concentração comum da solução (g/l) MM=massa molar do soluto (g/mol) M=molaridade da solução (mol/l) T=título da solução D=densidade da solução (g/ml)

26 Diluição de soluções Se for usada a molaridade:: Se usado o título: Se for usada a concentração comum: C V = C V

27 Mistura de soluções de mesmo soluto Utilizando concentração comum Utilizando título ou concentração molar:

28 Mistura de soluções com solutos diferentes a) Sem reação Dada a mistura das duas soluções abaixo, qual a concentração final de cada um dos solutos? 1L de solução 2 mols/l de KCl 3L de solução 2 mos/l de NaNO 3 Considerando os volumes aditivos, o volume final será = 4L Para a solução de KCl M. V = M'. V' 2. 1 = M'. 4 M' = 2 / 4 M' = 0,5 mol/l Para a solução de NaNO 3 M. V = M'. V' 3. 2 = M'. 4 M' = 6 / 4 M' = 1,5 mol/l Vamos ver um exemplo: Perceba que não há reação entre os sais e que houve uma diluição de cada um na solução.

29 1 o passo: montar a equação envolvida na mistura, balanceá-la e relacionar os coeficientes com quantidades em mols de reagentes e produtos. b) Com reação 1 o passo: montar a equação envolvida na mistura, balanceá-la e relacionar os coeficientes com quantidades em mols de reagentes e produtos. 3 o passo: verificar se a quantidade de cada reagente (em mols) está na proporção indicada pela equação do problema. 2 o passo: determinar a quantidade em mols de cada soluto nas soluções a serem misturadas. Como as quantidades do NaOH e do HCl estão na proporção correta, todo ácido e toda base irão reagir (não haverá excesso), produzindo 2 mols de NaCl, que estarão dissolvidos em 1,5 L de solução (volume da solução final). A concentração de NaCl produzido na reação será de 2,0mol/1,5L, ou seja, 1,33M. Cuidado que uma reação pode ter excesso!

30 Titulação: o uso da mistura de soluções com reação Consiste em determinar a concentração de uma solução, pela reação com outra solução de concentração conhecida. Podemos dizer que a titulação é a principal operação da chamada análise volumétrica ou volumetria realizada em laboratório, onde a solução padrão (concentração conhecida) contida em uma bureta é misturada gota a gota na solução problema (concentração desconhecida) existente em um erlenmeyer. A solução problema deve apresentar algumas gotas de indicador para determinar o final da titulação, em virtude da mudança de cor da mesma.

31 Bons estudos!