aula_17 - SOLUÇÕES I

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QUÍMICA

SOLUÇÕES I Acesse o código para assistir ao vídeo.

1. DISPERSÕES Qualquer mistura formada por dois ou mais componentes.

1.1. DISPERSANTE OU DISPERGENTE O único componente de uma dispersão que se encontra em maior quantidade.

1.2. DISPERSO (S) Componente(s) que se encontra(m) em quantidade inferior a do dispersante na dispersão.

• Soluções Moleculares – é quando as partículas do soluto se encontram na solução na forma de moléculas solvatadas. Exemplo: solução aquosa de etanol.

A principal classificação de uma dispersão é quanto ao diâmetro médio das partículas do disperso (s) na dispersão. H H H

H C

C O

H ligação de hidrogênio H

H Soluções verdadeiras

0

Soluções coloidais

1mm

Suspensões

1000mm Tamanho das partículas

• Soluções Verdadeiras ou Soluções – nas soluções o dispersante é chamado de solvente enquanto que o(s) disperso(s) é(são) denominado(s) soluto(s). As soluções são sistemas verdadeiramente homogêneos. Logo, elas apresentam uma única fase. • Soluções Iônicas (ou Eletrolíticas) – é quando as partículas do soluto se encontram na solução na forma de íons solvatados. Exemplo: solução aquosa de cloreto de sódio.

O H

2. SATURAÇÃO DE UMA SOLUÇÃO 2.1. COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE DE UM SOLUTO É quantidade máxima desse soluto, geralmente em gramas, que pode ser dissolvida numa quantidade fixa de solvente, usamos frequentemente 100g de água, à pressão constante e numa dada temperatura. • Solução Insaturada – a quantidade de soluto adicionada à solução é menor ao coeficiente de solubilidade do mesmo.

PROMILITARES

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• Solução Saturada – a quantidade de soluto adicionada à solução é igual ao coeficiente de solubilidade do mesmo. Nesse dizemos que a solução se encontra no ponto de saturação ou no estado de equilíbrio. OBS1: Soluções insaturadas e saturadas são consideradas sistemas estáveis, isso quer dizer que oscilações como agitação ou pequenas alterações de temperatura não são capazes de comprometer a sua natureza unifásica.

EXEMPLO RESOLVIDO 1: Considere a curva de solubilidade do nitrato de potássio representada abaixo:

• Solução Supersaturada – a quantidade de soluto adicionada à solução é maior ao coeficiente de solubilidade do mesmo.

QUÍMICA

OBS2: Para se conseguir uma solução supersaturada é necessário que o sistema em questão se encontre em absoluto repouso. A menor oscilação pode provocar a precipitação do excesso de soluto adicionado. Desta forma, o sistema passa a ter duas fases: uma líquida, formada pela solução saturada e outra sólida, formada pelo precipitado ou corpo de fundo (chão).

3. CURVAS DE SOLUBILIDADE São gráficos que analisam a variação do coeficiente de solubilidade de um determinado soluto numa quantidade fixa de um determinado solvente em função da variação da temperatura.

a) 10OC, qual a menor quantidade de água capaz de dissolver 60g de KNO3? b) Como seria classificada uma mistura que foi preparada com 7g de KNO3 e 10g de água a 70OC? c) Numa temperatura constante, T, evaporou-se totalmente a água de 30g de uma solução saturada obtendo-se 20g de resíduo sólido. Qual o valor da temperatura T? d) Resfriou-se 6Kg de solução saturada, sob constante agitação, de 90OC para 10OC. Resolução: a) Observando o gráfico a 10OC, verificamos que o coeficiente de solubilidade do KNO3 é igual 20g de KNO3 por 100g de água. Logo, podemos escrever: 20g de KNO3 → 100g de H2O 60g de KNO3 → x x = (60)(100)/20 = 300g

Dissolução Endotérmica

Dissolução Exotérmica

Dissolução de Sal Hidratado Solubilidade

sal hidratado

Na2SO4 Na2SO4.10H2O Temperatura

326

PROMILITARES

b) Observando o gráfico a 70OC, verificamos que o coeficiente de solubilidade do KNO3 é igual 140g de KNO3 por 100g de água. Logo, podemos escrever: 140g de KNO3 → 100g de H2O x → 10g de H2O x = (140)(10)/100 = 14g → um sistema unifásico pois 7g é uma massa inferior aos 14g de KNO3 necessários para saturar a solução. c) O processo de evaporação total da solução saturada nos leva a concluir que a massa inicial de 30g de solução está distribuída com 20g de resíduo sólido e 10g de água. Logo podemos realizar o seguinte raciocínio: 20g de KNO3 → 10g de H2O x → 100g de H2O x = (20)(100)/10 = 200g → Encontramos a temperatura através da consulta do gráfico. Concluímos então, que a temperatura correspondente a 200g de KNO3 é 90OC.

EXEMPLO RESOLVIDO 3:

d) Observando o gráfico, percebemos que o resfriamento de uma solução de 90OC para 10OC implicaria numa redução da massa de solução de 300g(200g de KNO3 + 100g de H2O) para 120g(20g de KNO3 + 100g de H2O). Esse procedimento sob intensa agitação nos daria uma massa de precipitado de 80g de KNO3(200120). Desta forma, é possível executar o seguinte raciocínio: 80 g de precipitado → 300g de solução saturada x → 6000g de solução saturada x = (80)(6000)/300 =1600g = 1,6 Kg

Uma solução de sulfato de alumínio foi preparada acrescentando 17,1g do soluto em água até se completar o volume 200 mL. a) Determine, em mol por litro, a concentração da solução. b) Determine, em mol por litro, a concentração de cada íon resultante de uma dissociação total do soluto na solução.



4. PRINCIPAIS UNIDADES DE CONCENTRAÇÃO

Massa Molar = 2(27) + 3(32) + 12(16) = 342g.mol-1

= M ou [A 2 (S O4 )3 ]

A2(SO4)3

2A3+

0,25 mol . L-1

2(0,25 mol . L-1)

Massa em gramas de soluto que se encontra dissolvida em cada litro de solução.





(17,1g) = 0,25mol . L−1 (342 g . mol−1 ) . (0,2L)

b)

4.1. CONCENTRAÇÃO COMUM (C)

C g / L ou g.L1 

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Resolução: a) Sulfato de Alumínio: A2(SO4)3

+

3SO423(0,25mol . L-1)

[A3+] = 0,5 mol . L–1; [SO42–] = 0,75 mol . L–1

massa do soluto em gramas m1  volume da solução em litros (V)

4.3. TÍTULO EM MASSA (T) EXEMPLO RESOLVIDO 2: Uma solução de hidróxido de sódio foi preparada acrescentando 40g do soluto em água até se completar o volume 500mL. Determine, em gramas por litro, a concentração da solução.

Massa em gramas do soluto dissolvida numa massa, também em gramas, de solução. T

m1(g) m1(g)  m2 (g)

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