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1 SOLUÇÕES

2 Mistura: material formado por duas ou mais substâncias, sendo cada uma destas denominada componente. Fase: numa mistura, é cada uma das porções que apresenta aspecto homogéneo ou uniforme. CLASSIFICAÇÃO DAS MISTURAS Mistura homogénea: toda mistura que apresenta uma única fase. Mistura heterogénea: toda mistura que apresenta pelo menos duas fases.

3 EXEMPLOS Água (H 2 O) + açúcar dissolvido (C 12 H 22 O 11 ) Aspecto visual contínuo uma única fase Óleo (C x H y ) + água (H 2 O) Aspecto visual descontínuo duas fases Água gaseificada Aspecto visual descontínuo duas fases

4 Misturas homogéneas Constituídas por uma só fase Nome Amálgama Vinagre Latão Bronze Aço Componentes principais Mercúrio (Hg) + Prata (Ag) + Estanho (Sn) Água (H 2 O) + ácido acético (CH 3 COOH) Cobre (Cu) + zinco (Zn) Cobre (Cu) + estanho (Sn) Ferro (Fe) + carbono (C) Álcool hidratado Etanol (CH 3 OH) + água (H 2 O)

5 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. Aspecto homogéneo a olho nu Copo de leite Aspecto heterogéneo ao microscópio Líquido branco com gotículas de gordura Dimensão média das partículas Soluções verdadeiras Soluções coloidais Suspensões Inferiores a 1 nm De 1 nm a 1 µm Superiores a 1 µm

6 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.

7 Solução Soluto Solvente Exemplo Sólida Sólido Sólido Liga metálica Cu Ni Líquido Sólido Hg em Cu (amálgama de cobre) H 2 Gasoso Sólido dissolvido em Ni Sólido Líquido NaCl em H 2 O Líquida Líquido líquido Álcool em H 2 O CO 2 Gasoso Líquido dissolvido em H 2 O Sólido Gasoso Poeira no ar atmosférico Gasosa Líquido Gasoso Água no ar atmosférico Gasoso Gasoso Ar atmosférico

8 Quanto à natureza do soluto as soluções são classificadas em Soluções iónicas (eletrolíticas) São aquelas em que o soluto é um composto iónico. Ex: água + sal de cozinha. Soluções moleculares (não eletrolíticas) 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.

9 Quanto à quantidade de soluto que é possível dissolver as soluções podem classificar-se em 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. Soluções sobressaturadas são soluções em que a concentração de soluto em solução é superior à sua solubilidade a uma dada pressão e temperatura.

10 Solubilidade de uma substância é A máxima quantidade em gramas que é possível dissolver a uma dada temperatura.

11 Curvas de solubilidade Qual é o produto de solubilidade do KBr a 10 ºC? Qual é a massa máxima de KNO 3 que é possível dissolver em 200 g de água a 50 ºC?

12 SOLUÇÕES A concentração de saturação do cloreto de sódio a 0ºC é C s = 35,7 g/100g de H 2 O A concentração de saturação do cloreto de sódio a 25ºC é. C S = 42,0 g/100g de H 2 O 200 g de NaCl 357 g de NaCl 400 g de NaCl 1L de água a 0 C 1L de água a 0 C 1L de água a 0 C Insaturada Saturada Saturada com corpo de fundo

13 SOLUÇÃO SOBRESSATURADA 400 g de NaCl 1L de água a 0 C 1L de água a 25 C 1L de água a 0 C Sobressaturada A concentração na solução final está acima do Ks do NaCl a 0 C.

14 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.

15 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, c m, isto é, a massa de soluto por unidade de volume de solução.

16 A concentração de uma solução é definida como o número de moles de soluto num litro (L) ou num decímetro cúbico (dm 3 ) de solução. A unidade de concentração portanto é em mol.l -1 ou mol.dm -3 ou molaridade, abreviadamente M. A designação de molaridade está em desuso. C concentração da solução n s - quantidade de matéria de soluto por unidade de volume de solução V s volume de solução (volume de soluto + volume de solvente) 1 mol = 6,022 x moléculas ou átomos 6,022 x moléculas ou átomos = nº de Avogadro

17 x = 100 ml ou C m concentração em massa m s - massa de soluto por unidade de volume de solução V s volume de solução (volume de soluto + volume de solvente)

18 As diferentes formas de expressar a concentração de uma solução - 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

19 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%.

20 Formas expressar a concentração de uma solução (%) % massa/massa (g.100 g -1 ) Em soluções gasosas multiplica-se % (V/V) por para obter o valor em ppm. % volume/volume (ml.100 ml -1 ) % massa/volume (g.100 ml -1 )

21 Formas expressar a concentração de uma solução: partes por milhão(ppm) Usa-se para expressar concentrações muito pequenas partes por milhão (ppm) p. ex: mg.l -1

22 Formas expressar a concentração de uma solução (ppb e ppt) partes por bilião (ppb), p. ex: µg.l -1 partes por trilhião (ppt), p. ex: mg.dm -3

23 Formas expressar a concentração de uma solução fração molar Em soluções gasosas multiplica-se x a por 100 para obter o valor em % (V/V) 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

24 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. nº de moles antes da diluição = nº de moles após a diluição n i = C i x V i C i x V i = C f x V f (Equação geral da diluição) n i número de moles inicial n f número de moles final V i volume inicial V f volume final

25 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 10 6 mega M 10 3 kilo k Fator submultiplicativo Prefixo Símbolo 10-3 mili m 10-6 micro μ 10-9 nano n pico p por exemplo: 0,001 g = 10-3 g = 1 mg = 1000 μg.

26 Conversões de Unidades Unidade de massa kg g mg µg x 10 3 x 10 3 x 10 3 Unidade de Volume kl L ml µl m 3 dm 3 cm 3 mm 3 x 10 3 x 10 3 x 10 3

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28 EXERCÍCIO 1. Dissolveram-se 8g de NaOH em 400 ml de solução. Calcule: a) Concentração em g/l b) Concentração em mol/l (dado: M NaOH = 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?

29 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/dm 3. b) - Preparação de uma solução por diluição a partir da anterior. Prepare 100 ml de uma solução de permanganato de potássio 0,0001 mol/dm 3. c) - Elaboração do relatório.

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