Profº André Montillo

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1 Profº André Montillo

2 Dispersão Definição: É colocar uma substância dentro de outra substância, onde a primeira substância se caracteriza por ser uma partícula, ou seja, a substância em partícula é dispersa em outra substância. A Pequenas Partículas Disperso dentro de B outra substância dispersante ou dispergente

3 Dispersão Classificação: Quanto ao tamanho das partículas Unidade de Comprimento: Nanometro (nm): 10-9 m Soluções ou Soluções Verdadeiras Coloides ou Dispersões Coloidais Dispersões Grosseira

4 Dispersão Classificação: Quanto ao tamanho das partículas Unidade de Comprimento: Nanometro (nm): 10-9 m Soluções ou Soluções Verdadeiras: o A partícula é menor que 1 nm (10-9 cm) o Sedimentação: a partícula não sedimenta o Filtração: a partícula não é filtrada o Visibilidade: a partícula não é visível o Exemplo: água salgada

5 Dispersão Classificação: Quanto ao tamanho das partículas Unidade de Comprimento: Nanometro (nm): 10-9 m Colóides ou Dispersões Coloidas: o A partícula é maior que 1 nm e menor que 100 nm o Sedimentação: a partícula só sedimenta com o uso de uma ultracentrífuga o Filtração: a partícula só é filtrada com o uso de um ultrafiltro (filtro á vácuo) o Visibilidade: a partícula só é visível com o uso de um ultramicroscópio (iluminação lateral) o Exemplo: clara de ovo (ovalbumina), leite (proteína: caseína), geléia, maionese, cremes hidratantes, neblina, etc

6 Dispersão Classificação: Quanto ao tamanho das partículas Unidade de Comprimento: nanometro (nm): 10-9 m Dispersões Grosseira: o A partícula é maior que 100 nm o Sedimentação: a partícula sedimenta com a gravidade o Filtração: a partícula é filtrada com o filtro comum o Visibilidade: a partícula é visível a olho nu o Exemplo: água barrenta, de rio, óleo disperso na água

7 Dispersão Classificação: Quanto ao aspecto do meio da dispersão Heterogeneidade: Coloide e a Dispersão Grosseira Homogeneidade: Solução Verdadeira

8 Soluções Químicas Definição: É uma Mistura Homogênia de 2 ou mais substâncias. Na Solução não ocorre uma reação química, porque não há formação de novas substâncias e não há alterações físicoquímicas. A Solução é constituída de um Soluto dissolvido dentro de um Solvente. Na Solução o Solvente sempre se encontra em maior quantidade que o Soluto.

9 Classificação: Soluções Químicas Estado Físico: a solução tem o mesmo estado físico do solvente: o Sólida: solvente é sólido Sólido: liga metálica Líquido: amalgama (mercúrio, o líquido e a prata) Gasoso: hidrogênio e platina ou paládio (reações catalíticas orgânica) o Líquida: solvente é líquido Sólido: sal e água Líquido: ácido sulfúrico e água / detergentes / álcool comercial Gasoso: oxigênio e água / refrigerantes (surgiu bolha não é mais solução, porque deixou de ser homogênea). A solubilidade do gás em líquido depende de 3 fatores: Pressão sobre o gás (Lei de Henry: diretamente proporcional), temperatura (Inversamente proporcional) e radioatividade do gás (gás que reage maior solubilidade) o Gasosa: Gasoso: ar atmosférico. Não se sabe quem é o soluto e solvente

10 Classificação: Soluções Químicas Estado Físico: a solução tem o mesmo estado físico do solvente: o Líquida e Gasoso: solvente é líquido Lei de Henry

11 Classificação: Soluções Químicas Estado Físico: a solução tem o mesmo estado físico do solvente: o Líquida e Gás: solvente é líquido

12 Classificação: Soluções Químicas Estado Físico: a solução tem o mesmo estado físico do solvente: o Líquida e Gás: solvente é líquido

13 Classificação: Soluções Químicas Proporção de Soluto e Solvente: o Saturada: contém, em determinada temperatura, o máximo de soluto possível de ser dissolvido por agitação. o Insatura: contém, em determinada temperatura, menos do que o máximo de soluto possível de ser dissolvido por agitação. o Supersaturada - Saturada com Corpo de Fundo: esta contém, graças à variação de temperatura, quantidade de soluto maior do que a da solução saturada na mesma temperatura. Esta Solução é Muito Instável.

14 Classificação: Concentração do Soluto: Soluções Químicas o Diluída: contém pouco soluto, na prática menos que 0,1 mol de soluto por 1 litro de solução. o Concentrada: contém muito soluto, mais do que 0,1 mol de soluto em 1 litro de solução.

15 Classificação: Soluções Químicas Quanto à natureza das partículas do soluto: o Solução Molecular: o soluto é formado por moléculas. Todas as partículas do soluto são moléculas. Não conduzem corrente elétrica. Chamadas de não-eletrolíticas. o Solução Iônica: o soluto é formado pro íons. Pelo menos uma parte das partículas do soluto são íons. Conduzem corrente elétrica. Chamadas de eletrolíticas. Soluto é chamado de eletrólito.

16 Soluções Químicas Solubilidade: É a capacidade de uma substância, ou seja, de um soluto, de se dissolver completamente em um solvente, resultando em uma mistura homogênea (Solução). As Substâncias diferentes dissolvem-se em quantidades diferentes, em uma mesma quantidade de solvente, na mesma temperatura. Quantificamos a solubilidade através do Coeficiente de Solubilidade

17 Soluções Químicas Coeficiente de Solubilidade (Ks): È a quantidade máxima de soluto capaz de se dissolver em uma quantidade padrão de solvente por agitação em uma determinada temperatura. Exemplo: Nitrato de Potássio (KNO3) Ks: 20,9g de KNO3(s)/100g de H2O(l) a 10 o C Ks: 633g de KNO3(s)/1.000g de H2O(l) a 40 0 C

18 Soluções Químicas Curvas de Solubilidade (Ks): É a variação do coeficiente de solubilidade em relação à variação da temperatura da solução. São os gráficos de Ks x temperatura. Ks A B A - solução Supersaturada B - solução Saturada C - solução Insaturada C temperatura 0 C

19 Solubilidade (g/100g H2O) Soluções Químicas Curvas de Solubilidade (CS): É a variação do coeficiente de solubilidade em relação à variação da temperatura da solução. Solubilidade (g/100g de H2O) x temperatura. Ks: 20,9g de KNO3(s)/100g de H2O(l) a 10 o C Ks: 633g de KNO3(s)/1.000g de H2O(l) a 40 0 C KNO3 50 NaCl temperatura 0 C Ce(SO4)3

20 Solubilidade (g/100g H2O) Solubilidade (g/100g H2O) Soluções Químicas Curvas de Solubilidade (CS): É a variação do coeficiente de solubilidade em relação à variação da temperatura da solução. temperatura 0 C Curva Crescente Dissolução Endotérmica temperatura 0 C Curva Decrescente Dissolução Exotérmica

21 Soluções Químicas Unidades de Concentração (C): É qualquer relação entre a quantidade de soluto e a quantidade de solução. É portanto a quantidade de soluto em uma determinada solução. C = Quantidade de Soluto Quantidade de Solução

22 Soluções Químicas Unidades de Concentração (C): Tipos de Concentração: Formas diferentes de expressar a quantidade de soluto em uma determinada quantidade de solução: o Percentagem em massa (%m) o Massa específica (g/ml ou Kg/L) o Percentagem (%) o Percentagem em volume o Concentração (g/l) o Molaridade (número de mols/l)

23 Unidades de Concentração (C): Tipos de Concentração: Formas diferentes de expressar a quantidade de soluto o Soluções Químicas Percentagem em massa (%M): Isto é, se uma solução é x%m, isto quer dizer que há xg do soluto em 100g de solução.

24 Unidades de Concentração (C): Tipos de Concentração: Formas diferentes de expressar a quantidade de soluto o Soluções Químicas Percentagem (%): se uma solução é x%, isto significa que há xg do soluto dissolvido em 100mL (mililitros) da solução. Atenção: volume depende da temperatura

25 Unidades de Concentração (C): Tipos de Concentração: Formas diferentes de expressar a quantidade de soluto o Exemplos: Soluções Químicas Percentagem em volume: quando podemos medir todo em volume. É aplicada nas soluções líquido/líquido e nas soluções gás/gás. O ar atmosférico filtrado tem 21% de oxigênio. Isto quer dizer que em 100 litros de ar atmosférico existem 21 litros de oxigênio. Um vinho contém 12% de álcool, isto significa que em 100mL de vinho existem 12mL de álcool.

26 Unidades de Concentração (C): Tipos de Concentração: Formas diferentes de expressar a quantidade de soluto o Soluções Químicas Concentração (g/l): é a massa em gramas de soluto dissolvido em 1 litro de solução. C = Massa do Soluto (m) Volume da Solução (v) Unidade: g/l Exemplo: Solução em 40g/l de NaOH: 40g de NaOH diluído em uma Solução de 1l de NaOH, completa-se a solução em um balão volumétrico.

27 Unidades de Concentração (C): Tipos de Concentração: Formas diferentes de expressar a quantidade de soluto em uma determinada quantidade de solução: o M = Soluções Químicas Molaridade (M = número de mols/l): É a relação entre o número de mols do soluto e o volume da solução em litros. Portanto, é a quantidade de matéria, medida em mols, dissolvida em um litro da solução. M = Quantidade de Matéria do Soluto (n) Volume da Solução (v) M = nº de mols (n) V (L) nº de mols (n) = m V (L). massa molar Unidade: mol/l m massa molar m - massa do soluto em gramas V - volume da solução em litros

28 Soluções Químicas Diluição da Solução: É acrescentar, na solução, apenas mais solvente, não alterando a quantidade de soluto. Desta forma a solução se torna mais diluída. Portanto, se não foi acrescentado mais soluto na solução, o número de mols do soluto permanece o mesmo no final da diluição. + H2O Va Ma nº de moles do soluto é constante Vd Md nº de mols = V. M Podemos usar os volumes em qualquer unidade desde que usemos as mesmas unidades nos 2 lados da fórmula. Va. Ma = V d. M d Va e Vd não correspondem ao volume de água adicionado, este deve ser calculado pela diferença: Vd - Va

29 Soluções Químicas Mistura de Soluções de mesmo Soluto: É a mistura de 2 soluções com o mesmo soluto com os volumes e as molaridades das soluções diferentes. V1 M1 V2 M2 V3 M3 V1. M1 + V2. M2 = (V1 + V2). M3

30 Soluções Químicas Mistura de Soluções de mesmo Soluto: Exercício: + NaOH 0,15 M V = 200ml NaOH 0,30 M V = 100ml NaOH X M V = 300ml V1. M1 + V2. M2 = (V1 + V2). M3

31 Soluções Químicas Mistura de Soluções de mesmo Soluto: Observações: + NaOH 0,15 M V = 200ml NaOH 0,30 M V = 100ml NaOH 0,20 M V = 300ml Aditividade de volumes: 100ml + 200ml = 300ml. A molaridade da solução final tem que ser intermediária entre 0,15 e 0,30 e mais próximo de 0,15 porque esta solução de 0,15M contribui com volume maior para a formação da solução final.

32 Soluções Químicas Titulação: É um procedimento analítico e laboratorial, no qual se determina a concentração de uma solução utilizando um outra solução de concentração conhecida através da Reação entre os diferentes solutos de cada solução. A determinação da concentração da solução desconhecida é determinada quando a reação entre os solutos termina com a utilização de um Indicador específico que nos demonstrará quando a reação termina.

33 Titulação: Nomenclaturas: Soluções Químicas Titulante (Solução - padrão): concentração conhecida o Solução Padrão Primária: O Reagente Padrão Primário o alta pureza o estabilidade no ar o ausência de água de hidratação o composição não varia com a umidade o disponível e custo acessível o solubilidade no meio de titulação o alta massa molar: o erro de pesagem é minimizado Titulada: solução de concentração desconhecida o Solução Padrão Secundária Tipos de Reação: o Neutralização Ácido-Base o Complexação o Precipitação o Oxidação-Redução

34 Titulação: Nomenclaturas: Soluções Químicas Término da Reação: Ponto de Equivalência Requisitos da Reação empregada o Reação simples e com estequiometria conhecida o Reação rápida o Apresentar modificações químicas ou físicas (ph, temperatura e condutibilidade), principalmente no ponto de equivalência Indicador: determina quando o ponto de equivalência o Visuais: ocorre mudança de cor quando no ponto de equivalência o Métodos Instrumentais: medidas de Ph, condutibilidade, potencial, corrente, temperatura, etc

35 Titulação: Soluções Químicas Neutralização Ácido-Base: Hidróxido de Sódio sólido reage facilmente com a umidade do ar e quando em solução reage facilmente com o dióxido de carbono (CO2) A solução de NaOH (Solução Padrão Secundária) deve ser sempre titulada com uma solução de um Ácido de concentração conhecida. O composto normalmente utilizado é um Ácido monoprótico denominado de Hidrogenoftalato de potássio (biftalato de potássio) cuja a fórmula é KHC 8 H4O4 (Solução Padrão Primária). Este ácido é um sólido branco e solúvel, comercializado em uma forma altamente puro.

36 Titulação: Soluções Químicas Neutralização Ácido-Base: É utilizado um Indicador Visual, no caso o Fenolftaleína que é adicionado juntamente com o ácido e apresenta um aspecto incolor no meio ácido ou neutro e se torna rosa no meio básico. Indicador Meio Ácido Meio Básico Tornassol (papel) róseo azul Fenolftaleína incolor vermelho Alaranjado de metila vermelho amarelo Azul de bromotimol amarelo azul

37 Titulação: Volumetria Soluções Químicas Neutralização Ácido-Base:

38 Titulação: Soluções Químicas Curva de Titulação Ácido-Base: ph ponto de equivalência volume de reagente

39 Soluções Químicas ph das Soluções: É o símbolo para determinar a grandeza físico-química do potencial hidrogeniônico, que indica a acidez, neutralidade ou alcalinidade de uma solução aquosa.

40 Soluções Químicas ph das Soluções: Potencial de Ionização da Água: (na temperatura de 25 0 C) HOH H + + OH - K i = [H + ]. [OH - ] [H2O] K i. [H2O] = [H + ]. [OH - ] como [H2O] é constante, o produto K i. [H2O] também é constante e será chamado de K w, o produto iônico da água K w = [H + ]. [OH - ] K w só varia com a temperatura Em 1 litro de H2O a 25 0 C temos: [H + ] = [OH - ] = 1, mol/l K w = [H + ]. [OH - ] K w = K w = 10-14

41 ph das Soluções: Soluções Químicas K w = [H + ]. [OH - ] K w = = [H + ]. [OH - ] log = log [H + ] + log [OH - ] - log = (-log [H + ]) + (-log [OH - ]) - log = p (potencial) 14 = ph + poh Potencial Hidrogeniônico: ph = -log [H + ] Potencial Hidroxiliônico poh = -log [OH - ] [H + ] = [OH - ] = 10-7 mol/l ph = poh = 7 meio neutro: ph = 7 meio ácido: ph < 7 meio básico: ph > 7

42 ph das Soluções: Soluções Químicas ph + poh = 14 [H + ] = 10-4 mol/l ph = -log 10-4 : ph = 4 [OH - ] = mol/l poh = -log : poh = 10

43 ph das Soluções: Soluções Químicas

44 Soluções Químicas Solução Tampão: É a solução capaz de manter o seu ph constante mesmo que seja adicionado pequenas quantidades de ácidos e de bases mesmo que sejam ácidos e bases fortes.

45 Soluções Químicas Solução Tampão: Constituição: Solução Tampão Ácida: o Ácido Fraco e o Sal Derivado CH3COOH + CH3COONa ácido acético e acetato de sódio Solução Tampão Alcalina: o Base Fraca e o Sal Derivado NH4OH + NH4Cl hidróxido de amônia e cloreto de amônia

46 Soluções Químicas Solução Tampão: Constituição: Solução Tampão Ácida: o Ácido Fraco e o Sal Derivado H3CCOOH + H3CCOONa ácido acético e acetato de sódio CH3COOH H3CCOO - + H + CH3COONa H3CCOO - + Na +

47 Soluções Químicas Tamponamento do Sangue: Constituição: Solução Tampão: o Ácido Carbônico e Bicarbonato H3CCOOH + H3CCOONa ácido acético e acetato de sódio CH3COOH H3CCOO - + H + CH3COONa H3CCOO - + Na +

48 Soluções Químicas ph das Soluções: Exercício: Em uma solução a concentração molar de íons OH - é de 1, mol/l. Qual será o seu ph em 25 0 C e o caráter do meio desta solução?