SOLUÇÕES Composição qualitativa de soluções Uma solução é uma mistura homogénea entre duas ou mais substâncias. Uma solução distingue-se das outras dispersões pelo facto de se constituir numa única fase, sem fronteiras entre as partículas do disperso (soluto ou solutos) e do dispersante (solvente). Os constituintes de uma solução são as substâncias que se misturam para a formar. A que ocorre em maior quantidade química é o solvente, todas as outras são os solutos. O solvente também pode ser detectado se o estado físico de uma solução for igual ao estado físico só de um dos constituintes. Quando se faz referência a soluções, existe uma tendência para citar a água como solvente universal, como se não existisse mais nenhum outro e como se ela dissolvesse tudo A água não é um solvente universal, mas forma algumas das soluções mais importantes, quer na natureza quer na indústria, como no caso das tintas. No entanto, existem outras soluções igualmente importantes, em que os estados físicos de soluto e solvente se combinam do modo mais variado (e menos imaginável), como as ligas metálicas e os semicondutores. Normalmente, o termo solução usa-se para as misturas homogéneas líquidas. Mas, na verdade, as soluções podem apresentar-se nos três estados físicos. Por exemplo: - o ar é uma solução no estado gasoso; - as ligas metálicas, como o latão, são soluções sólidas; - a água salgada é uma solução líquida. Quando identificamos o solvente e o(s) soluto(s), ficamos a conhecer a sua composição qualitativa. 9
Solubilidade, soluções saturadas, insaturadas e sobressaturadas Quando se dissolve uma determinada quantidade de soluto numa determinada quantidade de solvente, a uma temperatura fixa e após agitação, podem acontecer duas situações: 1. a quantidade usada dissolve totalmente; 2. a quantidade usada dissolve apenas parcialmente, ficando excesso de soluto no fundo do recipiente. No primeiro caso, diz-se que a solução está insaturada ou não saturada. No segundo caso, diz-se que a solução está saturada. Uma solução diz-se saturada, a uma dada temperatura, se, ao adicionar um pouco mais de soluto, este não se dissolver, mesmo após agitação. Os diferentes comportamentos dos solutos em presença do mesmo solvente verificam-se pela sua diferente solubilidade. Solubilidade de um soluto num solvente, a uma dada temperatura, é a quantidade máxima de soluto que é possível dissolver numa certa quantidade de solvente. Será que todas as substâncias se dissolvem de igual modo na água? Experimentalmente verifica-se que nem todas as substâncias se dissolvem de igual modo, ou seja, para o mesmo volume de solvente a quantidade de soluto é variável. Da interpretação dos esquemas ressalta que existe uma quantidade máxima de cada soluto que é possível dissolver num volume (massa) fixo(a) de solvente solubilidade. Esta proporção entre soluto e solvente, corresponde à composição quantitativa da solução saturada, pode ser expressa em g/l, mol/l ou, ainda, em g de soluto/100 g de solvente. Os fatores de que depende a solubilidade de um dado soluto são: - a temperatura; - a interacção soluto-solvente; - a pressão (gases). 10
Modos de exprimir a composição das soluções Porque o tipo de soluto numa solução determina as características físicas (e químicas também) dessa solução, é de toda a conveniência saber quantificar a sua composição. São vários os modos de exprimir a composição das soluções. As proporções dos constituintes de uma solução podem ser traduzidas por processos muito diversificados. 1. Concentração em massa ou concentração mássica Para se indicar a composição de uma solução também se usa a concentração mássica Cm definida como sendo a massa de um dado soluto existente por cada unidade de volume da solução. A equação que a define é: 2. Concentração molar ou concentração A concentração molar é a grandeza adoptada pelo SI para indicar a composição de uma dada solução. É por isso a mais usada na caracterização de soluções. A concentração molar indica a quantidade química de soluto existente na unidade de volume da solução. 3. Percentagem em massa, % (m/m) 4. Percentagem em volume, % ( V/V ) 11
5. Fração molar 6. Partes por milhão (ppm) ou partes por bilião (ppb) Apesar da concentração molar ser extremamente útil para os químicos e as percentagens muito informativas para os consumidores, existem situações em que as concentrações têm valores tão pequenos que exigem a adopção de outros modos de as expressar. É o caso, por exemplo, dos poluentes que afectam o ambiente ou os contaminantes dos alimentos. Nestes casos, é habitual falar-se em partes por milhão (ppm) ou partes por bilião (ppb). Exemplos: I. Uma carne fumada só pode apresentar o conservante E250 (nitrito de sódio) com um máximo de 75 ppm. II. Numa auto-estrada de tráfego intenso, o teor em CO (monóxido de carbono) da atmosfera é cerca de 10 ppm. III. Nos rótulos das pastas de dentes costuma-se indicar a presença de flúor (na forma de algum sal). O produto apresenta um teor de flúor (na forma de fluoreto de sódio) de 1400 ppm. Isso significa que em cada 10 6 partes dessa solução (creme dental) existem 1400. 10 6 partes de flúor. IV. Na poluição das águas com metais pesados, como o chumbo. Esses metais apresentam o fenómeno da bioacumulação, isto é, as suas concentrações aumentam, progressivamente, ao longo da cadeia alimentar. A água potável deve conter, no máximo, 15 ppb de chumbo. 1 ppm significa um grama de soluto em um milhão de gramas de solvente ou 1 ppm equivale a 1 mg de soluto por quilograma de solvente No caso de soluções aquosas, podes dizer-se, sem grande margem de erro, que 1ppm equivale a um miligrama de soluto por decímetro cúbico de solução ( 1 ppm 1 mg L -1 ). 1 ppb significa um grama de soluto por um bilião de gramas de solvente. 12
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