Dispersões: soluções, coloides e suspensões

DISPERSÕES
Composição quantitativa de soluções

Daniela PintoDaniela Pinto
• Não é possível distinguir os seus componentes a olho nu nem
ao microscópio.
Misturas homogéneas
• É possível distinguir os seus componentes ao microscópio.
Misturas coloidais
• É fácil distinguir visualmente alguns ou todos os componentes
Misturas heterogéneas
Misturas2

É uma mistura de duas ou mais substâncias, em que as partículas de uma fase
(fase dispersa) estão difundidas no seio de outra fase (fase dispersante).
Classificação das dispersões
(dependendo das dimensões das partículas).
Soluções verdadeiras
Soluções coloidais
(coloides)
Suspensões
Dispersão
3

nm1Tamanho das partículas
Podem ser átomos, moléculas e iões.
Não se separam por sedimentação nem por
filtração – só por uma mudança de estado
EX: água salgada, água mineral
mnm 9
1011 

Soluções
4

mnm 11 Tamanho das partículas entre
Podem ser conjuntos de átomos, moléculas, iões,
macromoléculas ou iões gigantes.
Não se separam por sedimentação normal, mas
apenas por ultracentrifugação e por ultrafiltração,
entres outros.
EX: leite, sangue, fumo, etc.
mm 6
1011 

Coloides
5

Tamanho das partículas entre
Podem ser grandes partículas ou agregados.
As partículas sedimentam e podem ser separadas
por filtração.
EX: água com farinha, etc.
Suspensões
6
m1

Resumindo…
Distinção entre soluções, suspensões e colóides em função do tamanho das
partículas suspensa ou dispersas
Tamanho médio das
partículas
Características
Soluções
verdadeiras
Inferior a 1nm
Não se separam por sedimentação
nem por filtração.
Colóides Entre 1nm e 1000nm
Separam-se por ultracentrifugação
e por ultrafiltração, entre outros.
Suspensões Superior a 1000nm
As partículas sedimentam e
podem ser separadas por filtração.
7

A fase dispersa
 É visível através de um ultramicroscópio;
 Pode ser filtrado em vácuo utilizando um ultrafiltro;
 É separado por ultracentrifugação.
Coloide
8
Imagem ao microscópio de
uma dispersão coloidal

Nas dispersões coloidais as partículas dispersas estão
em movimento constante e errático (fenómeno
observável a um ultramicroscópio).
Este fenómeno deve-se a colisões entre as moléculas da
substância dispersante e as partículas dispersas.
Por esta razão, as partículas dispersas não se depositam
no fundo do recipiente sob a ação da gravidade.
Robert Brown
(1773-1858)
Movimento Browniano
9

Efeito Tyndall
10
John Tyndall
(1820-1893)
Quando são
atravessados pela luz,
os colóides provocam
a dispersão da luz.
Assim, é possível
observar o percurso
da luz através de um
colóide.

LASER
Dispersão
coloidal
Solução Substância
11
Efeito Tyndall

Exemplos Estado físico da Classificação
Fase dispersa Fase dispersante
Fumo
Pérolas
Nuvens
Gelatina
Leite
Esponja
Tintas
Sólido Sólido Sol Sólido
Líquido Gás
Aerossol
líquido
Líquido Sólido Gel
Sólido Gás
Aerossol
sólido
Líquido Líquido Emulsão
Gás Sólido
Espuma
sólida
Sólido Líquido Sol
12
Tipos de dispersões coloidais

O que é uma solução?
É uma mistura de duas ou mais
substâncias, em que não se
distinguem as partes misturadas,
ou seja, é uma mistura
homogénea.
13

Solução14
Sal por dissolver Sal dissolvido

Concentração mássica
15
Massa de Soluto
[kg]
Volume de solução
[m3]
[dm3]Concentração mássica
[kg m-3]
[g cm-3]
[g dm-3]
𝐶 𝑚 =
𝑚
𝑉
Indica a massa de soluto existente em
cada uma unidade de volume da
solução.
SI

Concentração molar ou Molaridade
16
Quantidade química de soluto
[mol]
Volume de solução
[m3]
[dm3]Concentração molar
[mol m-3]
[mol dm-3]
𝐶 =
𝑛
𝑉
Indica a quantidade química de soluto
(mol) por unidade de volume da
solução.
SI

EXEMPLO: Uma solução de HCl 60 %
Significa que em 100 g de solução existem 60 g de HCl
Percentagem em massa %(m/m)
17
Indica a massa de soluto expressa numa dada unidade por cada 100
unidades de massa de solução.
%(𝑚 𝑚) =
𝑚 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
𝑚 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜
× 100

EXEMPLO: Uma solução de etanol é 96 %
Significa que em 100 ml de solução existem 96 ml de etanol e os restantes 4 ml
são de água.
Percentagem em volume %(V/V)
18
Indica o volume de soluto expressa numa dada unidade por cada 100
unidades de volume de solução.
%(𝑉 𝑉) =
𝑉𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
𝑉𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜
× 100

Para concentrações de solutos com
valores muito pequenos, como por
exemplo, alguns dos componentes
atmosféricos – os poluentes.
Indica a massa ou volume de uma dada substância (soluto), expressa numa dada
unidade, por um milhão de unidades de massa ou volume (1 x 106) da solução.
Exemplo: O teor em CO2 numa atmosfera poluída é 95 ppm. Significa que em
existem 95 g de CO2 por cada 1 000 000 g (1 000 kg) de ar.
Partes por milhão (ppm)
19
𝑝𝑝𝑚 =
𝑚 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
𝑚 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜
× 106

Se considerarmos um soluto de uma dada solução, podemos definir a
fração molar do soluto e do solvente:
É o quociente entre o número de
moles do componente A e o
número total de moles na solução.
Fração molar (𝜒 𝐴)
20
𝜒 𝐴 =
𝑛 𝐴
𝑛 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝜒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 =
𝑛 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
𝜒 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 =
𝑛 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒
𝜒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜1 + 𝜒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜2 + … + 𝜒 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 = 1

1.Determina, considerando uma solução formada por 10 g de NaCl e
45 g de água:
1.1 %(m/m)
1.2 fração molar
Exercícios
21

2. Uma solução é formada por 60 g de glicose em 500 mL de
solução (densidade solução = 1,06). Determina:
2.1 a concentração molar;
2.2 %(m/m)
Exercícios
22

3. Considera a mistura constituída por 3 dm3 de CO2 em 25 dm3 de
ar, nas condições PTN. Determina:
3.1 %(V/V)
3.2 ppm (V/V)
3.3 a fração molar, considerando ntotal= 10 mol
Exercícios
23

Diluição de soluções
24
Diluição significa adicionar solvente a uma solução já existente, de
modo que se consiga obter uma solução de concentração menor do
que a inicial, ou seja, mais diluída.
Se a solução for colorida, é possível determinar apenas pela observação
da cor se a solução é mais diluída do que outra.

Diluição de soluções
25
A massa de um soluto após ser diluída
permanece a mesma, não é alterada,
porém a sua concentração e o volume
alteram-se.
Enquanto o volume aumenta, a
concentração diminui.

No laboratório
26
1. Calcula-se o volume necessário da solução inicial;
2. Esse volume é pipetado com pipeta graduada;
3. Transfere-se esse volume da solução inicial para um balão volumétrico
do volume final que se deseja obter;
4. Acrescenta-se água (diluição) até atingir o volume desejado.

No laboratório
27
Como determinar o volume final de uma solução diluída a partir de um
dado volume de solução inicial?
Como apenas se adiciona água ao volume da solução a diluir, a
quantidade de soluto mantém-se constante e então podemos indicar que:
𝒏𝒊 = 𝒏 𝒇
𝐶𝑖 𝑥 𝑉𝑖 = 𝐶 𝑓 𝑥 𝑉 𝑓 ⇔
𝐶𝑖
𝐶𝑓
=
𝑉𝑓
𝑉𝑖
.

Fator de diluição
28
Indica o número de vezes que se deve diluir um dado volume da
solução inicial (solução concentrada), de concentração ci, para se obter a
solução final (solução diluída), de concentração cf.
𝑓 =
𝐶𝑖
𝐶𝑓
𝑓 =
𝑉𝑓
𝑉𝑖

Exercício
29
Determine o volume de solução de 𝐻𝐶𝑙, necessário para preparar 0,25 dm3
de uma solução com concentração 1,0 mol/ dm3, partindo de uma solução a
2,0 mol/ dm3.
1º Determinar o número de moles existentes:
𝐶𝑓 = 1 𝑚𝑜𝑙/𝑑𝑚3
𝑉𝑓 = 0,25 𝑑𝑚3
𝐻𝐶𝑙 =
𝑛(𝐻𝐶𝑙)
𝑉
⇔ 𝑛 𝐻𝐶𝑙 = 1 × 0,25 = 0,25 𝑚𝑜𝑙

Exercício
30
Determine o volume de solução de 𝐻𝐶𝑙, necessário para preparar 0,25 dm3
de uma solução com concentração 1,0 mol/ dm3, partindo de uma solução a
2,0 mol/ dm3.
2º Determinar o volume necessário:
𝐶𝑖 = 2 𝑚𝑜𝑙/𝑑𝑚3
𝑉𝑖 = ?
𝐻𝐶𝑙 =
𝑛(𝐻𝐶𝑙)
𝑉
⇔ 𝑉 =
0,25
2
⇔ V = 0,125𝑑𝑚3

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