08/08/2017. Objetivos da aula

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1 Objetivos da aula Desenvolver a capacidade de preparar uma solução em diferentes unidades de expressão de concentração. Compreender o mecanismo de dissolução de uma substância e os fatores que afetam a solubilidade. Compreender e mensurar o efeito de solutos nas propriedades coligativas das soluções. Ex.: Cristais de sais nas salinas brasileiras. Ex.: Água e sal Ex.: Tetracloro eteno, C 2 Cl 4 Ex.: Ar (78% O 2 ) Ex.: Reação do nitrato de chumbo II e iodeto de potássio, formando iodeto de chumbo II. Ex.: Bronze (cobre em zinco) 1

2 Pergunta: Como separo a) Areia e açúcar? b) mistura de carotenóides? c) Água e sal? Expressa a massa de soluto presente em um certo volume de solução C = msoluto Vsolução Expressa a quantidade de mols de soluto presente em cada decímetro cúbico (ou litro) de solução. M = nsoluto Vsolução Não confunda com densidade! Unidade: M, mol/l ou mol/dm 3. Expressa a relação entre a massa de soluto presente em uma amostra dessa solução e a massa total dessa amostra de solução. Expressa a relação entre o volume de soluto presente em uma amostra dessa solução e o volume total dessa amostra de solução. Letra grega tau Τ m = msoluto msolução Τ v = Vsoluto Vsolução É a expressão do título em porcentagem. É a expressão do título em porcentagem. Exemplo: 10 g de açúcar em 90 g de água, título 0,10 e porcentagem 10%. Exemplo: Álcool 0,96 ou 96%. 2

3 Expressa a quantidade (em massa ou volume) de um soluto em 10 6 partes (em massa ou volume) de uma solução. ppm = m ou V soluto m ou V solução X partes Ex.: nível máximo de chumbo na água é 0,05 ppm em massa, nível de alerta para CO no ar é 30 ppm em volume. Para concentrações ainda menores, podem ser empregadas ppb (partes por bilhão) e ppt (partes por trilhão). É comum, nos frascos de água oxigenada, a concentração ser expressa em volumes. Isso corresponde ao número de litros de oxigênio que se obtém pela decomposição completa do H 2 O 2, contido em 1,0 litro de solução. 1 H 2 O 2 1 H 2 O + ½ O 2 ½ mol = 11,2 L Ex.: Água oxigenada 11,2 volume corresponde a uma solução aquosa contendo 1,0 mol de H 2 O 2 em 1,0L de solução Expressa a razão entre a quantidade de matéria de um dos componentes da solução e a quantidade de matéria total na solução. x soluto = n soluto n soluto + n solvente Expressa a quantidade de matéria de soluto (n soluto expressa em mol) por quilograma de solvente (m solvente expressa em kg). A unidade é mol/kg ou molal. W = n soluto (mol) m solvente (kg) Ela é útil quando se trabalha com gases. n i soluto = n f soluto M i. V i = M f. V f 3

4 A dissolução de uma substância depende da intensidade de : (1) Forças entre as partículas do soluto anterior a sua dissolução ( ); (2) Forças entre as moléculas do solvente antes da dissolução ( ); (3) Forças que são formadas entre partículas de soluto e solvente durante o processo de dissolução ( ). 4

5 A água é um ótimo solvente porque tem uma. Um fator que contribui para a alta constante dielétrica da água é a existência de forças de atração intermoleculares conhecidas como.. Oxigênio (+eletronegativo) Hidrogênio (-eletronegativo) DOIS DIPOLOS ELÉTRICOS Ponto de fusão ( C) Ponto de ebulição ( C) Calor de vaporização (J/g) Ligação de hidrogênio (0,177 nm) Ligação covalente (0,0965 nm) Atração entre duas moléculas de água 5

6 Ligações de hidrogênio são relativamente fracas. Elas são 10% covalente, devido a sobreposição de orbitais, e 90 eletrostáticas! Mesmo assim... Em água líquida tem energia de dissociação de ligação de 23 kj/mol, comparada a 470 kj/mol de uma ligação covalente O-H e 348 kj/mol para uma ligação covalente C-C. A água também forma ligações de hidrogênio com solutos polares. Aceptor de hidrogênio Doador de hidrogênio Observação: átomos de hidrogênio ligados a átomos de carbono não formam ligações de hidrogênio, porque o átomo de carbono é somente um pouco mais eletronegativo que o hidrogênio, não formando polos. Assim, biomoléculas polares não carregadas, como açúcares dissolvem rapidamente em água. Alcoóis, aldeídos, cetonas e compostos com N-H tendem a ser solúveis. Com solutos carregados, como NaCl, a água interage facilmente. Entre o grupo hidroxila de um álcool e água Entre o grupo carbonila de uma cetona e água Entre grupos peptídicos em polipeptídeos Entre bases complementares de DNA 6

7 Polares Glicose Apolares Cera Polar Mas então como nosso sangue transporta oxigênio e dióxido de carbono? Utilizamos proteínas solúveis em água - hemoglobina e mioglobina que, junto com o íon ferro, facilitam o transporte do O 2. O dióxido de carbono forma o ácido carbônico (H 2 CO 3 ) em solução aquosa, que é transportado tanto como íon bicarbonato (HCO 3- ), como íon bicarbonato ligado a hemoglobina. a) Contínua passagem de moléculas de ureia para a solução b) Deposição das moléculas de ureia da solução sobre a superfície do cristal. 7

8 A solubilidade de um soluto em dado solvente é definida como a concentração da solução saturada em uma determinada temperatura. Algumas substâncias dissolvem-se com desprendimento de calor ( H<0), outras com absorção de calor ( H>0). Etapa Processo Energia transferida 1 Li 2 SO 4 (s) 2 Li + (g) + SO 4 2- (g) H ret = 2110 kj mol Li + (g) + SO 4 2- (g) 2Li + (aq) + SO 4 2- (aq) H hid = kj mol -1 Total Li 2 SO 4 (s) 2Li + (aq) + SO 4 2- (aq) H sol = -30 kj mol -1 Etapa Processo Energia transferida 1 KI (s) K + (g) + I - (g) H ret = 632 kj mol -1 2 K + (g) + I - (g) K + (aq) + I - (aq) H hid = -611 kj mol -1 Total KI (s) K + (aq) + I - (aq) H sol = 21 kj mol -1 8

9 solubilidade solubilidade aumento da temperatura diminui a aumento da temperatura favorece a 9

10 A pressão medida nesse sistema de coexistência de água líquida e vapor de água é chamada de. 10

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12 Óxido de tiopropanal (lacrimejante) 12

13 A pressão de vapor de uma solução de um soluto não eletrólito e não volátil é proporcional à fração em mols do solvente e à pressão de vapor do solvente puro. Soluções que seguem a lei de Raoult são ditas. Quando ambos os componentes de uma solução binária ideal são líquidos voláteis, aplica-se a lei de Raoul para cada um dos componentes. P A = X A. P A puro P B = X B. P B puro P T = P A + P B Em uma solução diluída a elevação do ponto de ebulição é proporcional à molalidade das partículas do soluto. T e = K e. W Onde W é a molalidade do soluto e K e é a constante da elevação do ponto de ebulição molal. 13

14 Em uma solução diluída a redução do ponto de congelamento é proporcional à molalidade do soluto. T c = -K c. W Onde W é a molalidade do soluto e K c é a constante da diminuição do ponto de congelamento. 14

15 O valor da pressão que deveria ser aplicada sobre a solução para impedir a osmose é denominado. 15

16 - Equação de van t Hoff: Soluções como osmolaridade igual a do citosol de uma célula são ditas ISOTÔNICAS, e quando a célula é colocada nela não perde/ganha água. R = constante de van t Hoff = 8,315 J/mol. K T = temperatura absoluta, em Kelvin I = é o fator de van t Hoff = medida de quanto de soluto se dissocia em espécies iônicas. M = concentração molar do soluto, em mol/l I. M = osmolaridade da solução. Observações: - Para solutos ionizáveis, como NaCl, i = 2. Para todos os solutos não ionizáveis, i = 1. - Para soluções com vários solutos π = RT (i 1 M 1 + i 2 M 2 +i 3 M 3...) Soluções com osmolaridade maior que o citosol são HIPERTÔNICAS e a célula tende a perder água (murchar). Soluções com osmolaridade menor que o citosol são HIPOTÔNICAS e a célula tende a ganhar água (inchar) podendo causar rompimento celular (osmólise). Se a pressão aplicada é superior à pressão osmótica, ela força o fluxo de solvente no sentido oposto ao espontâneo. Esse fluxo é conhecido como. 16

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