Capítulo 12. Tipos de Soluções. Unidades de Concentração Efeito da Temperatura na Solubilidade Efeito da Pressão na Solubilidade de Gases

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1 Capítulo 12 Propriedades Físicas das Soluções Tipos de Soluções Perspectiva Molecular do Processo de Dissolução Unidades de Concentração Efeito da Temperatura na Solubilidade Efeito da Pressão na Solubilidade de Gases Propriedades Coligativas de Soluções de Não- -Electrólitos Propriedades Coligativas de Soluções de Eletrólitos Colóides

2 Uma solução é uma mistura homogénea de duas ou mais substâncias. Os solutos são as substâncias presentes em quantidades mais pequenas. O solvente é a substância presente em maior quantidade.

3 Solução saturada uma solução que contém a máxima quantidade de um soluto num dado d solvente, a uma dada d temperatura. t Solução insaturada uma solução que contém menos soluto do que é capaz de dissolver, a uma dada temperatura. Solução sobressaturada uma solução que contém maior quantidade de soluto do que a existente numa solução saturada, a uma dada temperatura. Numa solução sobressaturada de acetato de sódio (à esquerda), rapidamente se formam cristais de acetato de sódio após a adição de um pequeno cristal.

4 Tipos de interacções no processo de dissolução: Interacção solvente-solvente Interacção soluto-soluto Interacção solvente-soluto H sol = H 1 + H 2 + H 3

5 «igual dissolve igual» Se duas substâncias apresentam forças intermoleculares do mesmo tipo e intensidade, são muito provavelmente solúveis uma na outra. Moléculas apolares são solúveis em solventes apolares. CCl 4 em C 6 H 6 Moléculas polares são solúveis em solventes polares. C 2 H 5 OH em H 2 O Compostos iónicos são mais solúveis em solventes polares. NaCl em H 2 OouNH(l) 3

6 Unidades de Concentração Concentração de uma solução a quantidade de soluto presente numa dada quantidade de solução. Percentagem em massa % em massa = massa de soluto 100% massa de soluto + massa de solvente Fracção molar (X) massa de soluto = 100% massa de solução X A = moles de A soma das moles de todos os componentes

7 Molaridade (M) Unidades de Concentração M = moles de soluto litro de solução Molalidade (m) m = moles de soluto massa de solvente (kg)

8 Temperatura e Solubilidade solubilidade aumenta com o aumento da temperatura solubilidade diminui com o aumento da temperatura

9 Cristalização fraccionada separação de uma mistura de substâncias nos seus componentes puros com base nas suas diferentes solubilidades. Suponha que tem 90 g de KNO 3 contaminados com 10 g de NaCl. Cristalização fraccionada: 1. Dissolva uma amostra em 100 ml de água a 60 0 C. 2. Arrefeça a solução a 0 0 C. 3. Todo o NaCl permanece na solução (s = 34,2g/100g) g de KNO 3 PURO serão precipitados (s = 12 g/100g). 90 g 12 g = 78 g

10 Temperatura e Solubilidade dos Gases A solubilidade geralmente diminui com o aumento da temperatura.

11 Pressão e Solubilidade dos Gases A solubilidade de um gás num líquido é proporcional à pressão do gás sobre a solução (Lei de Henry). c = kp c = concentração (M) do gás dissolvido P = pressão do gás sobre a solução k = constante (mol/l atm) que só depende da temperatura P baixa P alta c baixa c alta

12 Propriedades Coligativas de Soluções de Não-Electrólitos Propriedades coligativas (ou propriedades colectivas) são propriedades que dependem apenas do número de partículas do soluto em solução e não da natureza dessas partículas. Abaixamento da Pressão de Vapor 0 P 1 = X 1 P 1 Lei de Raoult P 1 = pressão de vapor do solvente puro P 1 0 X 1 = fracção molar do solvente Se a solução contiver apenas um soluto: X 1 = 1 X 2 X 2 = fracção molar do soluto P 0 1 P 1 = P = X 2 P 0 1

13 Solução Ideal P A = X A P A 0 P B = X B P B 0 P T = P A + P B P 0 0 T = X A P A0 + X B P B

14 P T é maior do que P T é menor do que o previsto pela lei de Raoults o previsto pela lei de Raoults Força A-B Força < A-A e Força B-B Força A-B Força > A-A e Força B-B

15 Montagem para realizar destilações fraccionadas

16 Elevação Ebulioscópica T 0 e = T e T e T 0 e = ponto de ebulição do solvente puro T e = ponto o de ebulição da solução T e > T e 0 T e > 0 e e T e = K e m m = molalidade da solução K e = const. molal de elevação ebulioscópica ( 0 C/m)

17 Depressão Crioscópica 0 T f = T f T f T 0 f T f = ponto de fusão do solvente puro = ponto de fusão da solução 0 T f > T f T f > 0 T f = K f m m = molalidade da solução K f = const. molal de depressão crioscópica ( 0 C/m)

18 Pressão Osmótica (π) Osmose passagem selectiva de moléculas de solvente, de uma solução diluída para outra mais concentrada, através de uma membrana porosa. Uma membrana semipermeável permite a passagem de moléculas de solvente, mas impede a passagem de moléculas de soluto. Pressão osmótica (π) pressão necessária para fazer parar a osmose. diluído mais concentrado

19 Pressão Osmótica (π) P alta P baixa π = MRT M = molaridade da solução R = constante dos gases T = temperatura (em K)

20 Uma célula dentro de uma. solução solução solução isotónica hipotónica hipertónica

21 Propriedades Coligativas de Soluções de Não-electrólitos Propriedades coligativas (ou propriedades colectivas) são propriedades que dependem apenas do número de partículas do soluto em solução e não da natureza dessas partículas. Abaixamento da pressão de vapor P 1 = X 1 P 1 0 Elevação ebulioscópica Depressão crioscópica T b = K b m T f = K f m Pressão osmótica (π) π = MRT

22 Propriedades Coligativas de Soluções de Electrólitos 0,1 m de solução de NaCl 0,1 m Na + iões e 0,1 m Cl iões Propriedades coligativas (ou propriedades colectivas) são propriedades que dependem apenas do número de partículas do soluto em solução e não da natureza dessas partículas. 0,1 m de solução de NaCl 0,2 m iões em solução factor de van t Hoff (i) = N.º total de partículas na solução depois da dissolução N.º de unidades dissolvidas inicialmente na solução i deve ser não-electrólitos NaCl 1 2 CaCl 2 3

23 Propriedades Coligativas de Soluções de Electrólitos Elevação ebulioscópica T e = i K e m Depressão crioscópica T f = i K f m Pressão osmótica (π) π = imrt

24 Um colóide é uma dispersão de partículas de uma substância (a fase dispersa) num meio dispersante constituído por outra substância. Colóide versus solução As partículas coloidais são muito maiores que as moléculas de solutos Uma suspensão coloidal não é tão homogénea como uma solução

25 Acção de lavagem do sabão

26 Química em Acção: Dessalinização Destilador solar para dessalinização da água do mar Osmose inversa