Soluções. Prof a. Jennifer

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1 Soluções Prof a. Jennifer

2 Conceito Qualitativo Uma solução é formada por dois componentes, denominados dispersante (ou solvente) e o componente disperso (ou soluto). Sólidos em líquidos Líquidos em líquidos Gasosos em líquidos Solução aquosa: aquela na qual o solvente é a água e esse é o solvente natural nos sistemas biológicos.

3 Importância Biológica da Água Mais importante dos líquidos do organismo; Solvente universal; Meio de embebição da matéria orgânica; Indispensável para a função das proteínas e para os processos metabólicos celulares; Pode participar como reagente nas transformações metabólicas; Fora das células é o veículo de transporte, como na circulação sanguínea; Auxilia na regulação da temperatura.

4 H 2 O Molécula ASSIMÉTRICA e com caráter POLAR; Raio esférico de 0,3 nm; Formação de pontes de hidrogênio é extremamente favorecida, forma duas pontes de H por molécula. Forte caráter dipolar Abundância de pontes de hidrogênio Volume diminuto

5 Propriedades macroscópicas da água que favorece os sistemas biológicos DENSIDADE CALOR ESPECÍFICO CALOR DE VAPORIZAÇÃO TENSÃO SUPERFICIAL VISCOSIDADE

6 Densidade Densidade do gelo é menor do que da água líquida. Importante no inverno. Os mares e lagos congelam somente na superfície, não interferindo com a vida submarina.

7 Calor Específico Quantidade de energia térmica que deve ser fornecida a uma substância para elevar sua temperatura. A água tem calor específico muito alto. Do modo inverso, para esfriar a água é necessário retirar muito calor. Age como moderador térmico.

8 Calor de vaporização A água possui alto calor de vaporização. para desidratar um sistema biológico é necessário gastar mais energia; uso da água para controlar a temperatura corporal (sudorese e respiração)

9 Tensão Superficial Atrações intermoleculares que fazem com que as moléculas da camada externa são atraídas para o centro, e constituem uma espécie de membrana que impede a penetração na massa líquida. A tensão superficial da água é alta.

10 Viscosidade A água possui uma viscosidade muito baixa, devido a contínua flutuação das pontes de H.

11 Propriedades microscópicas da água água como solvente: Realiza solução de substâncias iônicas, covalentes e anfipáticas. 1. Substâncias iônicas: alta constante dielétrica (ε~80). Significa que a força de atração entre um ânion e um cátion é diminuída de 80 vezes, permitindo que cada partícula fique envolvida pela água, i.é, fique em solução. Raio hidratado dos cátions é menor do que o de ânions, invertendo a do raio anidro. Camada de solvatação. 2. Substâncias covalentes: se dissolvem na água através da formação de pontes de H com as moléculas da água. 3. Substâncias anfipáticas: as moléculas em meio aquoso se orientam com a parte covalente para dentro e a parte polar para fora, ficando envolvidas por moléculas de água.

12 Conceito Quantitativo Concentração comum (g/l) Percentagem (g% ou %) p/v ou p/p Molaridade (M) Normalidade (N) Cálculo de eq-g de um ácido Cálculo de eq-g de uma base Cálculo de eq-g de um sal Molalidade (m) Fração Molar (f/m) Partes por milhão (ppm) Partes por bilhão (ppb)

13 Resumo - SOLUÇÕES Solução é uma mistura unifásica de mais de um componente. Conceito Qualitativo Sólidos em Líquidos Líquidos em Líquidos Gasosos em Líquidos Conceito Quantitativo Concentração: Quantidade de soluto / Quantidade de solução - miligramas por mililitro - partes por milhão Normalidade (N) n eqg / litro de solução Osmolaridade (Osm) [partículas] Percentual g % ou % : gramas / 100 ml Molar: mol.l -1 ou M n moles / litro de solução

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15 ph O ph refere-se a uma medida que indica se uma solução líquida é ácida (ph < 7), neutra (ph = 7), ou básica/alcalina (ph > 7). ph é o símbolo para a grandeza físicoquímica 'potencial hidrogeniônico'. Essa grandeza indica a acidez, neutralidade ou alcalinidade de uma solução aquosa.

16 Svante August Arrhenius (Físico, matemático e químico sueco) Ácido: composto que doa íons hidrogênio (prótons) em uma solução. (H+) Base: adiciona íons hidroxila a uma solução (OH-).

17 Johannes Nicolaus Brønsted Físico-químico dinamarquês ( ) Thomas Martin Lowry Físico-químico britânico ( ) 1923 Ácido de Brønsted-Lowry: Idêntico à Arrhenius, ou seja, doador de prótons Base de Brønsted-Lowry: Aceptor de prótons (exemplo: NH 3 )

18 Gilbert Newton Lewis Químico americano ( ) Ácido de Lewis: aceptores de pares de elétrons. Base de Lewis: doadores de pares de elétrons.

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20 Titulação Ácidos fortes (HCl) Ácidos fracos (CH 3 COOH) Bases fortes (KOH) Bases fracos (NH 4 OH)

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22 Hendersen-Hasselbach

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24 Solução-Tampão Capacidade de uma substância em manter estável, até certo ponto, o ph de uma solução, mesmo sendo adicionadas ácidos ou bases nesta solução. Importante para o equilíbrio ácido-base. Essencial à vida. Faixa ótima de tamponamento máximo: ph = pka (-1 > pka > +1)

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26 Cuidados na escolha de um tampão Concentração do tampão, Não interferir na reação ou molécula; Faixa de tamponamento;

27 Alterações do equilíbrio ácido-base Acidose metabólica tipo mais comum. Diabetes não controlada, vômitos não-ácidos, diarréias graves, insuficiência renal crônica. Leva a compensação respiratória = Hiperventilação. Aumento de excreção de ácidos pela urina. Alcalose metabólica ingestão de álcali (tratamento úlcera péptica), vômitos prolongados, obstrução intestinal alta. Leva a hipoventilação, mas é necessário compensação renal, aumento de excreção de bicarbonato. Acidose respiratória pneumonia, enfisema, asma, depressão dos centros respiratórios (morfina), insuficiência cardíaca congestiva crônica. Compensação renal muito lenta. Alcalose respiratória hiperpnéias de altitude, hiperventilação devido a enfermidades cardiopulmonares, uso inadequado de respiração artificial.

28 Medidas de ph

29 Indicadores de ph Também chamados de indicadores ácido-base, são substâncias orgânicas fracamente ácidas (indicadores ácidos) ou fracamente básicas (indicadores básicos) que apresentam cores diferentes para suas formas protonadas e desprotonadas; isto significa que mudam de cor em função do ph HIn H + + In - O uso de indicadores de ph é uma prática bem antiga que foi introduzida no século XVII por Robert Boyle

30 Indicadores ácidos-básicos

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32 Desvantagem Baixa sensibilidade e acurácia dos valores de ph Impossibilita a medição do ph de materiais coloridos

33 Papel indicador Papel impregnado com indicadores, que quando imersos em uma solução, muda de cor de acordo com o ph desta solução. Papel de tornassol Indicadores universais Papel vermelho. Básico azul Papel azul. Ácido vermelho

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36 Potenciomêtro (phmetro) Importância de solução-padrão de ph

37 Diferentes tipos de eletrodos

38 Fatores que alteram o ph Temperatura Temperatura = ph HA HA HA HA HA HA HA HA HA HA H + A - H + A - HA HA HA HA H + A -

39 ph no nosso dia-a-dia

40 Alterações de ph no dia-a-dia A Hydrangea macrophylla tem flores rosa ou azuis dependendo do ph do solo, pois altera a disponibilização do alumínio do solo. Em solos ácidos as flores são azuis, enquanto em solos alcalinos são cor-de-rosa