Universidade Federal de Campina Grande Centro de Ciências e Tecnologia Agroalimentar Profª Roberlúcia A. Candeia Disciplina: Química Geral.

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1 Universidade Federal de Capina Grande Centro de Ciências e Tecnologia Agroalientar Profª Roberlúcia A. Candeia Disciplina: Quíica Geral Soluções

2 Misturas Heterogênea Hoogênea Suspensão Dispersão Coloidais Soluções Diâetro superior a 0-4 c Diâetro entre 0-7 e 0-4 c Diâetro inferior a 0-7 c

3 Solvente (ou dispersante): coponente presente e aior quantidade. Soluto (ou disperso): coponente presente e enor quantidade, e que são dissolvidos no solvente.

4 Fatores que afeta a solubilidade Interações soluto-solvente Polaridades dos soluto-solvente; Líquidos iscíveis: istura-se e quaisquer proporções; Líquidos iiscíveis: não se istura; As forças interoleculares; Ex: água e etanol são iscíveis, porque as ligações de hidrogênio ropidas e abos os líquidos são reestabelecidas na istura;

5 O núero de átoos de carbono e ua cadeia afeta a solubilidade: quanto ais átoos de C, enos solúvel e água.

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7 Influência da Pressão Lei de Henry: a solubilidade de u gás e u líquido é diretaente proporcional à pressão do gás sobre o líquido. Mateaticaente, - C : concentração de gás dissolvido; - k : constante de proporcionalidade; - P : pressão exercida sobre o sistea. C kp

8 Influência da Teperatura A solubilidade de u gás e u líquido é inversaente proporcional à teperatura, isto é quanto aior a teperatura, enor a solubilidade do gás.

9 Classificação das Soluções I. Quanto à fase de agregação: a) Solução Sólida: Liga Soluto Solvente Bronze Sn Cu Aálgaa dental Hg Ag Ouro 8 quilates 750 (75%) Ag, Cu b) Solução Gasosa: ar atosférico, cujos coponentes principais são: N 2 (78%), O 2, Ar e CO 2. c) Solução líquida: gás-líquido (água ineral co gás, refrigerantes, cervejas, etc.), líquido-líquido (água oxigenada, álcool hidratado) e sólido líquido (soro fisiológico NaCl + água; álcool iodado; etc). Au

10 II. Quanto à Condução de Corrente Elétrica: a) Solução eletrolítica: tabé chaadas de soluções iônicas, nessas soluções as partículas do soluto são íons. Essas soluções conduze corrente elétrica. NaCl Na Cl H 2O ( s) ( aq) ( aq) b) Solução não eletrolítica: tabé chaadas de soluções oleculares, pois as partículas do soluto são oléculas neutras. Essas soluções não conduze corrente elétrica. C H O C H O H 2O 2 22 ( s) 2 22 ( aq)

11 III. Quanto à Concentração do soluto na solução a) Solução diluída: quando a concentração do soluto é considerada pequena. Adite-se, geralente, que soluções de concentração até 0, ol/l são diluídas. b) Solução concentrada: concentração do soluto é considerada elevada, geralente, superior a 0, ol/l.

12 I. Quanto ao Coeficiente de Solubilidade Coeficiente de Solubilidade representa a aior assa que pode ser dissolvida e certa quantidade padrão de u solvente, e deterinada teperatura. Ex.: NaCl = 35,7 graas/00 graas de H 2 O à 0ºC. a) Solução insaturada: a quantidade de soluto dissolvido é inferior ao Coeficiente de solubilidade. Ex.: NaCl = 3 graas/00 graas de H 2 O à 0ºC. b) Solução saturada: a quantidade de soluto dissolvido é igual ao Coeficiente de solubilidade. Ex.: NaCl = 35,7 graas/00 graas de H 2 O à 0ºC. c) Solução supersaturada: são soluções obtidas por técnicas especiais, nas quais a quantidade de soluto dissolvido é superior ao Coeficiente de solubilidade. Ex.: NaCl = 36 graas/00 graas de H 2 O à 0ºC.

13 Curva de Solubilidade

14 Solução supersaturada Solução supersaturada de acetato de sódio Solução supersaturada de CO 2 e água.

15 Substâncias que libera calor tende a ser enos solúvel, enquanto que substâncias que absorve calor, tende a ser ais solúvel a quente.

16 Auentando a teperatura, o líquido tende a expulsar o gás. Logo a solubilidade diinui. Auentando a pressão sobre o gás, este se solubilizará no líquido. Logo, a solubilidade auenta co a pressão.

17 Análise da Curva de solubilidade: A) Quais as substâncias que sofre dissociação endotérica ao entrar e contato co a água? E quais a(s) exotérica(s)? B) Dentre as substâncias que sofre dissociação endotérica, qual possui a aior e a enor assa dissolvida e 00g de água nos seguintes intervalos de teperatura: de 0ºC a 0ºC e de 50ºC a 60ºC? C) Qual a áxia quantidade de Ce 2 (SO 4 ) 3 que conseguios dissolver e 00 g de H 2 O a 20 ºC? D) Considerando apenas as substâncias KCl e NaCl, qual delas é a ais solúvel e água? E) Qual é a assa de KNO 3 que satura 500 g de água a 30 ºC? Indique a assa da solução obtida (assa do soluto + assa do solvente).

18 Concentração das Soluções Consiste na relação estabelecida entre a quantidade do soluto e do solvente (ou da solução). Aplicação: Teor alcoólico nas bebidas (vinho 2%, cervejas 4,3% etc.), Bafôetro 0,05 g.l - de álcool no ar; Concentração noral de glicose no sangue (75 a 0 L valores acia indica diabetes); Nos edicaento apresenta a concentração de deterinada substância quíica; Poluentes atosféricos dentre outros.

19 Coo preparar soluções - Deterinar a assa do soluto a ser dissolvida; - Estabelecer a quantidade do volue final da solução;

20 Dependendo da utilização da solução as esas deve ser consideradas segundo duas características básicas: a) soluções padrão: usadas para fins analíticos contendo ua quantidade exataente conhecida de u reagente qualquer, na unidade de volue. Essa concentração é expressa co exatidão (quatro deciais) Ex.: 0,538 g/l (assa/volue) 0,8543 ol/l (núero de ols/volue) b) soluções não padronizadas: usadas para fins não analíticos sendo sua concentração aproxiada. Não é requerida a esa exatidão, co relação às soluções padronizadas (u ou dois deciais) Ex.: 0,5 g/l (assa/volue),0 ol/l (núero de ols/volue)

21 Padrões priários: a) a substância deve ser de fácil obtenção, purificação, dessecação e conservação; b) não pode ser volátil; c) as ipurezas deve ser facilente identificáveis co ensaios qualitativos de sensibilidade conhecida; d) a substância não deve ser higroscópica (absorver uidade do abiente) ou eflorescente; e) deve ser bastante solúvel. Ex: Carbonato de cálcio; Tetraborato de sódio; Ácido benzóico; Nitrato de Prata; Cloreto de sódio (após dessecação a peso constante); Tiocianato de potássio; Ácido oxálico; Oxalato de sódio e; Dicroato de potássio.

22 Tipos de Concentrações de soluções a) Concentração cou (C): é a relação entre a assa do soluto e o volue da solução. Mateaticaente, Exeplo, Qual a concentração, e g/l, de ua solução de NaOH, a qual foi utilizada 4g de NaOH, dissolvida a u volue de 500 L? Dado: 4g 500L 4g C 8g / 0,5L L

23 Densidade da Solução: É a relação entre a assa () e o volue () da solução. Mateaticaente, Exeplo, Qual a densidade da solução anterior, e g/l, considerando que teve 4g de NaOH, dissolvida a u volue de litro? Dado: 2 4g 000g,0 L d g / L ou g L

24 Aplicação: Densíetro Avaliar a qualidade da gasolina (0,700 a 0,750 g/l) Avaliar a qualidade do leite (,028 a,033 g/l)

25 b) Título ou fração e assa (τ): é a relação entre a assa do soluto e a assa total da solução (soluto+solvente). Mateaticaente, E que: ou τ = Título e assa = assa do soluto 2 2 = assa do solvente %.00 = assa da solução. Exeplo - O rótulo de u soro fisiológico nos indica que a porcentage e assa é 0,9%, ou seja, que existe 0,9 g de soluto (NaCl) e cada 00 g de solução: 0,9 0, ,9% E assa de NaCl na solução. 0 00% %

26 c) Relação entre a Concentração e o Título da solução: C M soluto solução soluto solução C C C solução solução C solução solução C d ou C d Densidade da solução

27 Iportante: quando o título for e volue, corresponde a percentage voluétrica da solução. Ocorre e solução líquido-líquido. Exeplo, O álcool cou apresenta ua porcentage e volue de 96%, o que quer dizer que existe 96 L de álcool (etanol) e 00 L de solução. No álcool cou e nas bebidas alcoólicas, esta relação é indicada e ºGL (Gay-Lussac).

28 d) Concentração Molar ou Molaridade (M): Definição: É a quantidade, e ols, do soluto existente e litro de solução. Mateaticaente, te-se que: ou M nde ols do soluto olue da solução n ( L) ols. L Essa concentração tabé é chaada de olar ou quantidade de atéria. n Eq () ( L)

29 n assa do soluto Massa Molar M Eq (2) Substituindo a Equação (2) na Equação (), te-se que n M L M ( L) M ( L) E que: é a olaridade (ol.l - ) é a assa do soluto (g) M é a assa olar do soluto (g/ol) é o volue da solução (L)

30 Exeplos. E u recipiente, fora dissolvidos 20 ol de NaOH e água suficiente para litro de solução. Qual a sua concentração olar? litro de solução Dados: n = 20 ol n 20 ( ol) ( L) 20 ol. L 2. São dissolvidos 9,6 g de H 2 SO 4 e água suficiente para 800 c³ de solução. Qual a sua concentração olar dessa solução? Dados: = 9,6 g M ( L) = 800 c³ 0,8 L,6g 0,25 ol M =98 g. ol - 98( g ol). 0,8( L) 9. L

31 e) Relação entre a Concentração Cou e a Molaridade Concentração: Molaridade: C n ( assa do ( volue da M soluto ) solução ) Relacionando estas duas expressões, dividindo te-se: C/, C M C M A concentração de ua solução é igual à sua olaridade vezes a assa olar do soluto

32 Exeplos. E u recipiente, te-se 400 L de ua solução 0,5 M de NaOH. Deterine a assa de NaOH nessa solução e a concentração e g/l. Dados: M = 0,5 olar (ol.l - ) =400 L = 0,4 L M = 40 g/ol M ( L) 0,5 40x0,4 2,4g C M x C 40 x 0,5 6g. L

33 Caso Particular da Molaridade dos Íons Este caso, é estabelecido para substâncias iônica, quando a solução aquosa contiver os íons da substância e questão. Exeplo : Nua solução co 350 L contê 5g de cloreto de cálcio (CaCl 2 ), totalente dissociado. Calcule a olaridade do cloreto de cálcio e dos íons cloreto e cálcio, e ols por litro. (Massa atôica: Ca=40;Cl=35,5) Dados: = 350 L= 0,35 L =5g M CaCl2 = g/ol olaridade CaCl 2 M CaCl 2 x 5 x0,35 0,287 0,3ol. L CaCl 2 ol Ca 2 ol 2Cl 2 ol 0,3 ol.l - 0,3 ol.l - 0,26 ol.l -

34 Exeplo 2: A concentração de íons fluoreto e ua água de uso doestico é de 4,5.0-5 ol. L - (assa olar do fluoreto: 9 g/ol). Ua pessoa toa 2,0 L dessa água por dia, qual é, ao fi de u dia, a assa de fluoreto (e iligraas), que essa pessoa ingere? Dados: ou M = 4,5 0-5 ol. L - =2L M = 9 g/ol olaridade M x 5 assa 4,5.0 x 9 x 2,7.0 3 g,7.0 3 g,7 g

35 Exeplo 3: Ua solução aquosa de fosfato de agnésio (Mg 3 (PO 4 ) 2 ), contê 20g a u volue de 750 L. Calcule a olaridade do fosfato de agnésio e dos íons Mg 2+ e (PO 4 ) 3-?(assa atôica: Mg=24 ;P=3 ;O=6) Dados: = 750 L= 0,75 L =20g M Mg3(PO4)2) = 262 g/ol olaridade M Mg3 ( PO4 ) 2 x x0,75 Mg ( PO ) 0,02ol. L Mg 3 (PO 4 ) 2 3Mg 2 2PO ol 3 ol 2 ol 3 4 0,02 ol.l - 0,306 ol.l - 0,204 ol.l -

36 f) Fração e ols ou Fração olar (X) E ua solução considera-se duas frações olares: a) Fração olar do soluto (x ): Consiste na razão entre o núero de ols do soluto e o nuero total de ols na solução (soluto+solvente). Mateaticaente, x n n n 2 E que: x é a fração e ols do soluto n é o núero e ols do soluto n 2 é o núero e ols do solvente b) Fração olar do solvente (x 2 ): Consiste na razão entre o núero de ols do solvente e o nuero total de ols na solução (soluto+solvente). Mateaticaente, x 2 n n 2 n 2

37 Para qualquer solução, a soa das frações olares é sepre igual a : Mateaticaente, x x 2

38 Exeplos. Ua solução conté 5 ols de oléculas de soluto dissolvidos e 20 ols de oléculas de solventes. Deterine as frações olares do solvente e do soluto. Dados: n = 5 ols n 2 = 20 ols Fração olar do soluto x 2 x 0, n n n Fração olar do solvente x 2 2 x 0, 8 2 n n n

39 2. Fora dissolvidos 2,6 g de HNO 3 e 23,4 g de água. Calcule as frações olares do soluto e do solvente dessa solução. Dados: HNO 3 é o soluto: n = 2,6=0,2 ol 63 H 2 O é o solvente: n 2 = 23,4=,3 ol 8 n x x n n2 0,2 0,2,3 0,3 x 2 2 x2 0, 87 n n n 2,3 0,2,3

40 g) Concentração olal ou olalidade (W) Definição: É a quantidade, e ols, de soluto existente e Kilograa de solvente. Mateaticaente, Iportante: Esta concentração relaciona a n ( ol) 000n 000 W ou W W quantidade do soluto 2 ( Kg) 2 ( g) 2M co a quantidade do solvente (apenas solvente!!!). E não co a E que: quantidade da solução. W é a olalidade (ol.kg - ou olal) n é o nuero de ols do soluto 2 é a assa do solvente (Kg) Atenção!!! Diferença entre Molaridade e Molalidade é a... Concentração da quantidade de atéria, isto é, a olaridade expressa o volue enquanto que a olalidade expressa a assa.

41 Exeplo : Qual a olalidade nua solução que conté 55,2 g de ácido sulfúrico, dissolvidos e 200 g de água? (assa atôica: H=;S=32;O=6) Dados: = 55,2 g 2 =200g Massa H2SO4 =98 g.ol - W n ( ol) 2 ( Kg) xm W 000x55,2 98x200 2,8ol / Kg

42 Exeplo 2: Ua solução contê 87g de glicerina (C 3 H 8 O 3 ) e 550g de água, e apresenta densidade igual a,044 g/c³. (assa atôica: H=;C=2;O=6). Calcule: a) olalidade da solução b) olaridade da solução. Dados: C3H8O3 = 87 g água = 550 g d C3H8O3 =,044 g/c³ Massa C3H8O3 =92 g.ol - c³equivale L Massa total da solução = 87 g g=637 g olue da solução: , L d,044 5 W 000 M 2 000x87 550x92,72olal ou ol / Kg M 87 92x0,602,55olar ou ol / L

43 h) Concentração e assa, e partes por ilhão (pp) e e partes por bilhão (ppb) Estas concentrações são utilizadas e soluções uito diluídas, apresentando ua quantidade de soluto extreaente dissolvido nua quantidade uito grande de solvente (ou da solução). Ex: Avaliar a poluição dos detritos doésticos e industriais, aplicação de produtos agrícolas, e outros. As concentrações e assa de u coponente e ua solução, é dado por: assa do coponente na solução % assa do coponente x assa da solução 00 Por exeplo, ua solução de HCl a 36% e assa conté 36g de HCl para cada 00g de solução. Para expressar a concentração de solução extreaente diluída, faz uso da concentração de partes por ilhão (pp) : pp assa do soluto ( g) assa total da solução ( g) x0 6 Por exeplo, ua solução 5 pp apresenta 5g de soluto e ilhão de graa de solução.

44 Para soluções que seja ainda ais diluídas, usa-se parte por bilhão (ppb), expressar coo: ppb assa do soluto ( g) assa total da solução ( g) 9 0 Por exeplo, ua solução 5 ppb apresenta 5g de soluto e bilhão de graa de solução. Exeplo : Ua solução é preparada dissolvendo-se 3,5 g de glicose (C 6 H 2 O 6 ) e 00 g de água. Qual é a percentage e assa de soluto nessa solução? % % assa da gli cos e assa da gli cos e x 00 assa da solução 3,5g assa da gli cos e 3,5g 00g x 00,9% Exeplo 2: Ua aostra de 2,5g água de u poço artesiano, apresentou 5,4 µg de Zn 2+. Qual é a concentração de Zn 2+ e partes por ilhão? pp pp assa do soluto( g) assa total da solução( g) 5,4x0 2,5g 6 g x0 6 2,2 pp x0 6

45 Exeplo 3: A água potável não pode conter ais do que 5, g de ercúrio (Hg) por graa de água. Para evitar inconveniente os quíicos utiliza a concentração e pp. Calcule a quantidade áxia peritida de ercúrio na água potável correspondente. 4 assa do soluto e g 5,0x0 pp 0, 5pp 3 assa do solvente e Kg 0 Exeplo 4: Ua aostra de 5 g de esgoto industrial apresentou 0,2 g de Chubo. Qual é a concentração do chubo e partes por ilhão e bilhão? assa do Chubo( g) 6 pp x0 assa total da solução( g) pp 0,2g 5g x0 6,3 x0 4 pp ppb ppb assa do Chubo( g) 0 assa total da solução( g) 0,2g 0 5g 9,33x0 7 ppb 9

46 Diluição das Soluções Consiste e adicionar a ua solução, ua porção do próprio solvente puro. Esta ação pode ser observada e: produtos de lipeza, sucos, café, produtos agrícolas, reédios e outros. No No Início : C Final : C' i f ' i f C C' ' i C C' ' f Atenção!! Quando o volue auenta a concentração diinui.

47 Analogaente, para as deais concentrações (olaridade, olalidade, e outras. C C' ' ' ' W W ' ' Procediento para a diluição cou realizado e laboratório: Concentrando ua solução Esta operação é a inversa da diluição, ou seja, concentrar ua solução significar adicionar soluto ou retirar o solvente da solução. Tal procediento pode ser efetuado pelo aqueciento da solução. Ex: Nas salinas, o sol e o vento faze evaporar a água do ar co o intuito de cristalizar o sal cou. Atenção!! Este procediento no laboratório só é eficiente quando o soluto não é volátil.

48 Exeplo : Diluindo 350 L de solução a 0 olar de cloreto de sódio a 500L, qual será a olaridade final?? i f i f f 0x350 7ol. L 500 Exeplo 2. Ua solução contendo 5 L de NaCl ol.l - é diluída co água suficiente para atingir o volue de 500L. Qual a concentração dessa nova solução? i f i f x5 500 f 0,0ol. L

49 Exeplo 3: Pipetou-se 0 L de ua solução aquosa de NaOH de concentração,0 ol. L -. E seguida, adicionou-se água suficiente para atingir o volue final de 500L. Calcule a concentração da solução resultante, e ol.l -? i f i f x0,0 0,5 f 0,02ol. L

50 Misturas de Soluções Ua solução pode ser preparada apartir da istura de outras soluções. Exeplo: sucos de abacaxi c/ hortelã e água potável; café c/ leite), tintas de cores diferentes, afi de obter novas tonalidades) e nos laboratório (isturando duas ou ais soluções). Durante o processo de isturas de soluções, pode ocorre ou não interferência entre o soluto e solvente, forando outro produto. As isturas pode ser: De duas soluções de u eso soluto; De duas soluções cujos solutos seja diferente e que não reage entre si; De duas soluções de solutos diferentes e que reage entre si.

51 Misturas de duas Soluções de u Meso Soluto Considere duas soluções: Na solução final (A+B): A assa do soluto é igual à soa das assas do soluto A e B. Logo, = = 5 g de NaCl O volue da solução é igual à soa dos volues das soluções A e B. Logo, = = 300 L de solução De acordo co estes valores, a concentração da solução final (A+B) é: Atenção: a concentração final terá sepre o valor entre o intervalo da C A e C B, ou seja, 70g.L - >50g.L - >40g.L C 50g. L ou C L da L da solução 5 solução C 5 0,3 50g. L g de NaCl

52 C C C B B B A A A Este problea tabé pode ser resolvido pela concentração final da édia ponderada das concentrações iniciais. Ou seja, Massa do soluto na solução A: Massa do soluto na solução B: Massa do soluto na solução final: Coo a assa do soluto se soa (= A + B ), te-se que:. 50 0,2 0, 0,2 40 0, 70 L g x x C C C B A B B A A Sendo assi, aplicando a fórula ao problea, te-se: B A B B A A B B A A B B A A C C C C C C C C C

53 Exeplo, 200 L de ácido clorídrico, cuja concentração é desconhecida, foi isturado à ua solução contendo 500L de acido clorídrico a 5 M, perfazendo ua solução de concentração olar de 6 M. Qual a Molaridade do ácido inicial? Dados: olue de HCl na solução A: 200L e a Molaridade:?? olue do HCL na solução B:500L Molaridade da solução B: 5M Soando as assas, te-se: = 6 A A A A B B B x0,2 5x0,5 0,2 0,5 A 8,5Molar

54 2. Qual é o volue de ua solução de NaOH,5 M que deve ser isturado a 300L de ua solução 2 M da esa base, a fi de torná-la solução de,8 M? Dados: olue de NaOH na solução A:?? e a Molaridade:,5 M olue de NaOH na solução B: 300 L e a Molaridade : 2 M Molaridade da solução resultante:,8 M,8 x( r r A r ( A A 60 0,3 A B A 300) ) A B 200L A B,5 x A B B 2x300

55 Misturas de duas Soluções de Solutos Diferentes que não reage entre si Nesta istura te-se que: os solutos são diferentes e não reage entre si. Entretanto, os volues da solução A e B se soa, resultando no volue da solução final; Neste caso, os probleas são solucionados independenteente coo ua siples diluição. Pois, as quantidades dos solutos peranece constantes, as os volues são dispersados e grande quantidade; As concentrações finais dos dois solutos serão enores e relação as iniciais.

56 Resolução: Para o NaCl: C a a f C f onde f a b C f Caa ( a b ) 70x0, 0,3 23,3g / L Para o KCl: C C b f b C Cbb ( a f f b onde f 40x0,2 26,6g ) 0,3 a b / L

57 Supondo que o problea peça as concentrações dos íons presentes na solução final: C a) Para o NaCl: b) Para o KCl: C a f a C Caa ( a f f b onde ) f 70x0, 0,3 a b 23,3ol. L C C b f b a f C Cbb ( f b onde ) f 40x0,2 0,3 a b 26,6g / L NaCl Na + + Cl - 23,3ol 23,3ol 23, 3ol KCl K + + Cl -,6ol 26,6ol 26, 6ol 26 Conseqüenteente, as olaridades e relação aos íons presentes na solução final serão: Para Na + : 23,3 ol; Para K + : 26,6 ol e Para Cl - : 23,3 + 26,6 =49,9 ol.

58 Misturas de duas Soluções de Solutos Diferentes que reage entre si Esta istura ocorre quando as soluções apresenta: Ua solução ácida co outra solução básica, resultando no sal e água; Ou ua solução de u oxidante co outra solução redutora. A resolução para este problea, deve ser por interédio do cálculo estequioétrico. Entretanto, quando os solutos reage pode ocorrer duas situações:. Os dois solutos possue a esa quantidade para reagir (proporção estequioétrica), reagindo integralente, não havendo sobras de reagentes; 2. Quando os solutos estão e quantidades diferentes, resultará e algu reagente e excesso, ou seja, sobrará o reagente que está e excesso.

59 Quando os solutos estão e proporções estequioétrica iguais Exeplo : Ua istura foi efetuada co 300 L de HCl a 0,4M, e 200 L de NaOH 0,6M. Pergunta-se: Qual serão as olaridades da solução final referente ao ácido, a base e ao sal forado? HCl + NaOH NaCl + H 2 O Será que te excesso de reagente?? Para o HCl: n n x 0,4x0,3 0, 2 Para o NaOH: n n x 0,6x0,2 0, 2 ol ol de de HCl NaOH Só sabereos no final do cálculo estequioétrico!!!

60 Conhecendo os núeros de ol do soluto, o próxio passo é relacioná-los co a equação: HCl + NaOH NaCl + H 2 O ol ol ol 0,2ol 0,2ol 0,2ol Conclui-se que: Tanto o HCl e NaOH possue olaridade final igual a zero. Entretanto, o NaCl ostra foração de 0,2 ol desse sal dissolvido na solução final, cujo volue é: 300 L L = 500 L. Portanto, a olaridade do NaCl é: n 0,2 0,5 0,24ol. L

61 Para provar que a solução final é neutra, deterinar-se o cálculo: a) Núero de ol de OH - proveniente do NaOH NaOH Na OH 0,2ol 0,2ol b) Núero de ol de H + proveniente do HCl HCl H Cl 0,2ol 0,2ol Tendo e vista que, o núero de ol de H + é igual ao de OH -, a solução será neutra.

62 Exeplo 2: Ua istura foi efetuada co 0,5 L de H 2 SO 4 a 0, M, e 0,5 L de NaOH 0,2 M. Pergunta-se: Qual serão as olaridades da solução final referente ao ácido, a base e ao sal forado? H 2 SO 4 + 2NaOH Na 2 SO 4 + 2H 2 O Para o H 2 SO 4 : n n x Para o NaOH: 0, x0,5 0,05 ol de H SO n n x 0,2x0,5 0, ol de NaOH

63 Conhecendo os núeros de ol do soluto, o próxio passo é relacioná-los co a equação: H 2 SO 4 + 2NaOH Na 2 SO 4 + 2H 2 O ol 2ol ol 0,05ol 0,0ol 0,05ol Conclui-se que: Os reagentes estão presentes e quantidades estequioétricas. De odo que, a solução final será neutra, visto que, não ocorre excesso do ácido ne da base. Pois, consuira-se todos, originando sal e água. Portanto, o nuero de ols do Na 2 SO 4 é igual a 0,05 ol, obedecendo a proporção estequioétrica, e na solução final peranece dissolvido totalente. A concentração olar deste é: n 0,05 0,05ol. L

64 Para provar que a solução final é neutra, deterinar-se o cálculo: a) Núero de ol de OH - proveniente do NaOH NaOH Na OH 0,0ol 0,0ol b) Núero de ol de H + proveniente do H2SO4 H 2 SO 4 0,05ol 2H 0,0ol Tendo e vista que, o núero de ol de H + é igual ao de OH -, a solução será neutra. SO 2 4

65 Quando os solutos estão e proporções estequioétrica diferentes Considere ua istura das soluções de HCl e de NaOH a seguir: HCl: 0,L e 0,3M; NaOH: 0,4L e 0,M. Pergunta-se: Qual serão as olaridades da solução final referente ao ácido, a base e ao sal forado? HCl + NaOH NaCl + H 2 O Para o HCl: n n x 0,3x0, 0, 03 ol de HCl Para o NaOH: n n x 0, x0,4 0, 04 ol de NaOH

66 Conhecendo os núeros de ol do soluto, o próxio passo é relacioná-los co a equação: HCl + NaOH NaCl + H 2 O ol ol ol 0,03ol 0,04ol 0,03ol (excesso de 0,0ol) O núero de ol do sal forado (NaCl) é igual a 0,03 ol, de acordo co a proporção estequioétrica, ele peranece dissolvido na solução final, cujo volue é 0,5L. A Molaridade deste sal é: n 0,03 0,5 0,06ol. L Coo existe excesso de 0,0 ol de NaOH, a solução final será básica.

67 Para calcular a concentração e ol/l do NaOH na solução final, deve-se proceder da seguinte aneira: n excesso 0,0 0,5 0,02ol. L Análise oluétrica (ou oluetria, ou ainda, Titulação) A voluetria ou tituloetria é u processo clássico na análise quíica quantitativa. Tendo e vista, que visa deterinar a concentração de ua solução (ou a quantidade de u soluto existente na solução) desconhecida, pela edição do volue, através de ua reação co ua segunda solução cuja concentração é conhecida.

68 A técnica de titulação é uito usada e laboratório (reações ácido-base co ajuda de indicadores), assi coo nas indústrias quíicas, faracêuticas, alientícias, etc... Co o intuito de controlar a pureza das atérias-prias e dos produtos fabricados. Procediento utilizado para se deterinar a concentração de ua solução aquosa desconhecida: Suponha que se deseja saber qual a concentração de HCl.. Prepara-se ua solução aquosa de NaOH (base), co concentração conhecida. E a coloca nua bureta de 50L, e então, está solução passa a ser chaada de solução titulante; 2. E seguida, recolhe co o auxílio de ua pipeta voluétrica, ua alíquota da solução de HCl (solução-problea), cuja concentração é desconhecida e, a coloca no erleneyer de 250L;

69 3. Adiciona duas gotas do indicador (que para esta reação é a fenolftaleína) na solução-problea de HCl; 4. Efetua o procediento de titulação, adicionando alíquotas de NaOH na solução de HCl, lentaente, até ocorrer o ponto de virage do indicador (ou ponto de equivalência da titulação), e fechar a torneira da bureta.e seguida lê-se o volue gasto do NaOH. E faz-se os cálculos. Início Térino

70 Ponto de equivalência do indicador ou ponto de virage: Ponto de equivalência é atingido quando: n º de ol de H nº de ol de OH Início (Incolor) Quando se aproxia do ponto de virage (traços de cor rosa claro) Ponto final (rosa) Logo, ao final da titulação, lêse na bureta o volue gasto de NaOH.

71 Exeplo: Deseja-se conhecer a olaridade de ua solução de hidróxido de sódio (NaOH), sabendo que 50L dessa solução reage copletaente co 5L de HCl 2M. º acha-se o nº de ol do HCl (solução titulante que estava na bureta): n n x 2x0,05 0, 03 ol de HCl 2º Escreve a reação deste problea, e representa as suas proporções: HCl + NaOH NaCl + H 2 O ol ol ol 0,03ol X X 0, 03ol 3º Este 0,03ol de NaOH está presente e 50L da solução. Logo, aplicando na forula de olaridade para o NaOH, tê-se: 0,03 0, 6 0,05 ol de NaOH

72 Exeplo 2: Deseja-se conhecer a pureza de,24g de ferro ipuro que foi dissolvido e 20L de HCl a 3M, produzindo cloreto ferroso e hidrogênio. Após essa reação, o excesso de HCl foi neutralizado por 0L de NaOH a 2 M. º acha-se o nº de ol do NaOH (solução titulante que estava na bureta): n n x 2x0,0 0, 02 ol de NaOH 2º Escrever a reação deste problea, e representa as suas proporções: Fe + 2HCl FeCl 2 +H 2 Excesso de HCl + NaOH NaCl + H 2 O ol ol ol X X 0, 02ol de 0,02ol HCl e excesso A quantidade de HCl no início, e nº de ol: n n x 3x0,02 0, 06 ol de HCl A quantidade de HCl que realente reagiu co o ferro: n 0,06 0,02 0, 04ol

73 Fe + 2HCl FeCl 2 +H 2 ol 2ol X 0,04ol X = 0,02ol Quantidade de ferro e graas: ol de Ferro 55,8g 0,02ol Y Y =,6g de ferro puro Sendo que e,24g de ferro ipuro, da aostra inicial tê-se:,24g de Fe ipuro 00%,6g Fe puro Pureza Pureza= 90%

74 Propriedades Coligativas: são propriedades de ua solução que depende da concentração de partículas do soluto e não da sua natureza. Ou seja, depende da quantidade de partículas presente do soluto não volátil presente na solução, as não depende da natureza dessas partículas. Tais propriedades são classificadas e: Tonoscopia ou tonoetria; Ebulioscopia ou ebulioetria; Crioscopia ou crioetria; Osoetria. 74

75 . Tonoscopia ou Tonoetria ( P): Consiste no estudo da diinuição da pressão áxia de vapor de u solvente, provocada pela adição de u soluto não volátil. Solutos não voláteis pode ser: oleculares e iônicos

76 O abaixaento da pressão de vapor na solução se deve exclusivaente da quantidade de solvente na fase vapor, pois o soluto adicionado na solução não é volátil. Este abaixaento está relacionado ediante a expressão: P=P 2 -P E que: P 2 é a pressão áxia de vapor do solvente puro P é a pressão áxia de vapor do solvente na solução. 76

77 Pressão Máxia de apor: olatilidade Quanto ais fraca fore as ligações interoleculares, ais fácil será a evaporação (volatilidade). = Equilíbrio Ex: Pressão áxia de vapor (P) é a pressão exercida pelo vapor quando existe u equilíbrio entre as fases líquida e vapor nua dada teperatura. 77

78 Influência da Teperatura na Pressão Máxia de apor: Ex: A água e diferentes aqueciento de teperatura. Á edida que aqueceos o líquido, a quantidade de vapor auenta, acarretando u auento na pressão de vapor. A energia cinética das oléculas auenta, favorecendo a passage das oléculas do líquido para o estado vapor. Graficaente, tê-se:

79 Lei de Raoult: estabelece que o abaixaento absoluto da pressão áxia de vapor da solução é igual ao produto da pressão de vapor do soluto e a fração olar do solvente. Mateaticaente, P X Solução Soluto Outra aneira de calcular o efeito tonoscópico, é relacioná-lo co a olalidade da solução. Mateaticaente, te-se: P 0 Solvente P P K solvente t K W t onde assa olecular 000 K t Cons tan te do solvente Tonoscópica

80 Observações: A lei de Raoult só é válida para soluções oleculares de soluto não volátil, cuja concentração seja inferior a ol.l -. E soluções diluídas, a olalidade pode ser considerada igual à olaridade. Logo, a lei de Raoult tabé pode ser expressa de P P 2 K t

81 2. Ebulioscopia ou Ebulioetria ( T E ) : Consiste no estudo da elevação da teperatura de ebulição do solvente, provocada pela adição de u soluto não-volátil a este. Exeplo, E padarias e bares, o café é antido quente por banho-aria. O auento da variação da teperatura de ebulição ( t E ) é justificada pela diinuição da pressão áxia de vapor, devido à presença de partículas do soluto. Logo, para ocorrer a ebulição da solução, é necessário que esta seja aquecida até que a pressão de vapor seja igual a pressão atosférica. 8

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83 3. Crioscopia ou Crioetria ( T C ): Consiste no estudo da diinuição da teperatura de congelaento do solvente, provocada pela adição de u soluto não-volátil. Exeplo, E lugares onde a neve é freqüente, é cou espalhar sais de sódio ou cálcio, sobre o gelo (que recobre as ruas e calçadas), a fi de provocar o processo de fusão desse, e assi, facilitar o fluxo dos transporte nas vias, e passage dos pedestres. A adição do soluto não-volátil ao solvente provoca ua diinuição na teperatura de congelaento ( tc) do solvente, o que é explicado pelo fato das partículas do soluto dificultare à cristalização do solvente. 83

84 Ebulioscopia e a Crioscopia Graficaente, estes dois processos pode ser visualizados abaixo. Quanto aior for o nº de partículas do soluto não volátil na solução, aior a elevação do ponto de ebulição do solvente; Coo tabé, aior será o abaixaento do ponto de fusão do solvente. T E K E W e T C K C W 84

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86 4. Osoetria A osose consiste no fenôeno da passage do solvente de ua solução ais diluída, para ua solução ais concentrada, por eio de ua ebrana seipereável. Exeplo, A Mebrana seipereável pode ser ebrana celulares ou celofane. Serve para peritir a passage de oléculas do solvente, as não do soluto (principalente e estes tivere taanhos grandes, tal coo, ainoácidos, lipídeos, etc...). 86

87 Pressão Osótica (π) Consiste na pressão externa que deve ser aplicada a ua solução ais concentrada para evitar a sua diluição, por eio de ebrana seipereável. A pressão osótica está relacionada co a olaridade da solução (M) e co a teperatura e Kelvin (T), da seguinte aneira: nrt MRT n RT MRT 87

88 A pressão osótica noral do sangue é de aprox. 7,4 at quando coparada da água pura. Os glóbulos verelhos (heácias) do sangue, assi coo todas as células vivas do organiso, são afetados por diferenças de pressões, confore ilustra a figura abaixo: Solução co pressão osótica aior que a da célula (hipertônica). Solução co pressão osótica igual à da célula (isotônica). Solução co pressão osótica enor que a da célula (hiportônica). 88

89 A Osose reversa consiste no procediento contrário da osose. possue utilização nos dessalinizadores da água do ar. 89

90 Fator i de an t Hoff Consiste e u fator de correção para soluções iônicas, devido o fenôeno da dissociação ou ionização. Por sua vez, o nuero de partículas presentes na solução (oléculas ou íons) é aior do que o nuero de partículas dissolvidas, provocando u auento no efeito coligativo. Esse fator é representado pela letra i e foi proposto por an t Hoff. Mateaticaente, Ex: CaCl ol 2 Ca ol 2 2Cl 2ol P P 2 P P 2 t t 3ol i=3 partículas dissolvidas E C K M. i x K K t. i E C W. i W. i 90