Soluções Curva de solubilidade, concentrações e preparo de soluções Professor Rondinelle Gomes Pereira
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- João Vítor Klettenberg Martins
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1 Soluções Definição: São misturas homogêneas, ou seja, mistura de dois ou mais componentes apresentando uma única fase contínua. As soluções são compostas por um ou mais soluto e um ou mais solvente. Soluto: é o componente de uma solução que é dissolvido. Solvente: é o componente de uma solução que promove a dissolução de um soluto. As soluções podem ser líquidas (sal de cozinha em água), gasosas (atmosfera límpida) ou sólidas (ligas metálicas). Para que um soluto seja dissolvido deve ser capaz de formar ligações com o solvente. Assim, solventes polares dissolvem solutos polares e solventes apolares dissolvem solutos apolares. Um mesmo soluto pode ser dissolvido em vários solventes, em diferentes quantidades. Em diferentes temperaturas, pode-se dissolver quantidades diferentes de um soluto em um mesmo solvente. A quantidade de soluto que se consegue dissolver em uma determinada quantidade de solvente chamamos de solubilidade. Assim, podemos dizer que a solubilidade, depende principalmente da natureza do soluto e do solvente (polaridade, cargas, etc.) e da temperatura de dissolução. Para prever a solubilidade podem ser construídas as curvas de solubilidade, em que é demonstrada a variação da solubilidade de vários solutos com o aumento da temperatura. De forma geral o aumento da temperatura leva a uma maior solubilidade, com raras exceções para alguns sais e de forma geral para os gases, por estes últimos sofrerem expansão com o aumento da temperatura e conseqüentemente diminuírem sua solubilidade.
2 Uma solução pode ser classificada quanto à quantidade de soluto que esta possui. Se possuir quantidade de soluto abaixo da quantidade máxima possível de ser dissolvida (solubilidade) chamamos de solução diluída. Se a quantidade total de soluto for exatamente a quantidade máxima capaz de solubilizar a solução é saturada. Existe ainda a solução supersaturada que é aquela onde a quantidade de soluto ultrapassa a quantidade máxima. Observe que esta solução é instável, pois se adicionar acima da quantidade máxima capaz de ser solubilizado pode ocorre precipitação e não ser uma solução. Porém pode-se aumentar a temperatura por exemplo e posteriormente resfriar, conseguindo tal solubilização. A relação entre a quantidade de soluto e a quantidade total de solução chamamos de concentração. Existem diferentes formas de se expressar a concentração de uma solução, dentre elas: 1) Concentração comum (g/l) É a quantidade em gramas de soluto que contém em um determinado volume de solução, assim, C g/l = m/v, onde m = massa de soluto e V = volume da solução em L.
3 Exemplo: 0,5 gramas de NaCl são dissolvidos em água formando 200mL de solução. Qual a concentração comum? Basta dividir a massa (0,5g) pelo volume da solução (0,2L). Assim: 0,5g/0,2L = 2,5g/L. Isto significa que em cada litro desta solução está contido 2,5 gramas de cloreto de sódio. Observe que o volume se não estiver em litros deve ser transformado. 2) Concentração em porcentagem (%) Existem três tipos de concentração em porcentagem: a) Peso por peso (%p/p) é a massa de soluto contida em 100 gramas de solução. É mais usada para soluções sólidas. Pode-se calcular por regra de 3 ou aplicando a fórmula: %p/p = 100 x m1/mt, onde m1 = massa de soluto e MT é massa total da solução. Exemplo: dois componentes A e B são dissolvidos entre si, sendo que foi utilizado para esta solução 8 gramas e A e 12 gramas de B. Qual a concentração em porcentagem para o componente A? %p/p = 100 x 8/20 = 40% b) Massa por volume (%m/v) é a massa de soluto contida em 100mL de solução. É mais utilizada para soluções líquidas onde o soluto é sólido. Podese calcular por regra de 3 que chega-se na seguinte fórmula: %p/v = 100 x m1/v, onde m1 = massa de soluto e V é o volume da solução em ml. Exemplo: 5 g de cloreto de sódio foram dissolvidos em água formando 1L de solução. Qual a concentração em porcentagem? %p/v = 100 x m1/v = 100 x 5/1000 = 0,5% c) Volume por volume (%v/v) é o volume de soluto contido em 100mL de solução. É mais utilizado para soluções gasosas ou para soluções líquidas
4 em que o soluto é liquido. Pode-se calcular por regra de 3 que chega-se na seguinte fórmula: % v/v = 100 x V1/VT, onde V1 é o volume do soluto e VT é o volume total da solução em ml. Exemplo, 30mL de um líquido A foi dissolvido em água formando uma solução com volume de 200mL. Qual a concentração em porcentagem? % v/v = 100 x 30/200 = 15% 3) Concentração molar ou molaridade (M ou mol/l) É a quantidade em mol contida em 1 litro de solução. Para tal é utilizado a seguinte fórmula: M = n/v, onde n é o numero de mol e V é o volume da solução em litros. Como n = m/mm, ou seja a massa de uma substância dividida pela sua massa molas, pode-se substituir na primeira fórmula chegando a: M = m1/mm.v, onde m volume total da solução. 1 é a massa de soluto, MM a massa molar do soluto e V o Como m1/v = C, pode-se novamente substituir na formula chegando a esta: M = C/MM. Esta última fórmula é utilizada para converter a concentração comum para mol/l. Várias outras formas de expressar concentração podem ser consideradas (normalidade, molalidade, etc.), sendo estas 3 aqui apresentadas as mais comuns. Roteiro para o preparo de uma solução: 1 - Inicialmente devem-se fazer os cálculos para saber a quantidade de soluto a ser medida ou pesada, além de conhecer o volume de solução a ser preparado.
5 2 O soluto deve ser pesado caso sólido ou medido em proveta ou em pipeta caso líquido, dependendo do volume. 3 O soluto deve ser transferido para um erlenmeyer e acrescentado solvente até que o primeiro seja dissolvido. Se necessário, pode ser utilizado aquecimento ou agitação para favorecer a dissolução. O erlenmeyer é utilizado por ser a vidraria mais útil na agitação, por evitar projeções. 4 Após dissolução deve-se transferir para um balão volumétrico de volume compatível com o total da solução e o volume completado com o solvente. No caso de solução onde tanto o solvente quanto o soluto são líquidos não se deve apenas misturar quantidades medidas dos dois, pois neste caso pode ocorrer contração ou aumento no volume, dependendo das ligações intermoleculares. Por exemplo, 10 ml de álcool + 10mL de água não resulta em 20mL de solução. Assim, o soluto deve ser medido e o volume completado com o solvente.
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