1) O documento discute conceitos de solubilidade e curvas de solubilidade, incluindo coeficiente de solubilidade, soluções saturadas e supersaturadas. 2) É explicado que a concentração de um soluto em uma solução pode variar com a temperatura, conforme mostrado em curvas de solubilidade. 3) A diluição de soluções é abordada, onde a concentração de uma solução original é reduzida pela adição de mais solvente, mantendo a massa total de soluto.

1. Soluções Curvas de solubilidade Conceitos iniciais

2. Soluções Soluções são misturas homogêneas (sempre monofásicas). Podem conter 2 ou mais componentes Meio dispersante – solvente Material disperso – soluto Podem se apresentar com diferentes ´aspectos´ - sólido, líquido ou gasoso

3. Exemplos de soluções solução aquosa (água) de cloreto de sódio solução alcoólica (etanol / álcool etílico) de iodo. Qualquer mistura de gases (ar limpo) Ligas metálicas (aço, bronze, latão)

4. CLASSIFICAÇÃO DAS DISPERSÕES (QUANTO AO TAMANHO DAS PARTÍCULAS DO DISPERSO) Solução verdadeira: menor que 1nm “ Solução” coloidal: 1 a 100 nm Suspensão: maior que 100 nm OBS: 1nm=10 -9 m nm=nanometro 1 A= 10 -10 m A=angstron

5. CARACTERÍSTICAS DAS DISPERSÕES É retido por filtros comuns É retido somente por ultrafiltros Não é retido por nenhum tipo de filtro Retenção do disperso em filtros Sedimenta espontaneamente ou por meio de centífuga comum Sedimenta apenas por meio de ultracentrífuga Não sedimenta Sedimentação do disperso Visível em microscópio comum Visível em ultramicroscópio Não visível em nenhum aparelho Visibilidade do disperso Heterogênea Heterogênea Homogênea Homogeneidade da solução Solução grosseira Solução coloidal Solução verdadeira Características

6. Soluções Coeficiente de Solubilidade - CS Quantidade máxima de soluto solubilizável numa dada quantidade de solvente, a uma dada condição de temperatura Ex: CS(KNO 3 ) = 13,6 g/100 g de H 2 0 a 0 o C Curvas de Solubilidade Indicam a dependência CS vs. temperatura

7. Coeficiente de Solubilidade - CS Em geral é considerada como sendo a massa em gramas possível de ser solubilizada em 100 g de água, em uma dada Temperatura e pressão. Obs. Quando a temperatura / pressão não são indicadas, considera-se a temperatura de 25°C e pressão de 1 atm.

9. SOLUÇÕES Misturas Homogêneas CS do NaCl a 0°C = 35,7 g / 100g de H 2 O CS do NaCl a 25°C = 42,0 g / 100g de H 2 O Saturada Saturada com corpo de fundo insaturada 1L de água a 0°C 1L de água a 0°C 1L de água a 0°C 357 g de NaCl 200 g de NaCl 400 g de NaCl

10. SOLUÇÃO SUPERSATURADA Supersaturada A concentração na solução final está acima do CS do NaCl a 0°C. 1L de água a 0°C 1L de água a 25°C 1L de água a 0°C 400 g de NaCl

11. CURVAS DE SOLUBILIDADE Comportamento normal Comportamento anormal CS 1 T 1 CS (g/100g de água) T°C

12. Exercícios de fixação: A 18°C a solubilidade de uma substância X é de 60g/100mL de água. Nessa temperatura 150g de X foram misturados em 200mL de água . O sistema obtido é: a) Heterogêneo com uma fase. b) Homogêneo com duas fases. c) Uma solução aquosa com corpo de fundo. d) Heterogêneo com três substâncias. e) Apenas uma solução aquosa.

13. 2) 160g de uma solução saturada de sacarose (C 12 H 22 O 11 ) a 30°C é resfriada a 0°C. Qual a massa de açúcar cristalizada? Dados: Exercícios de fixação: 220 30° 180 0° CS da sacarose (g/ 100g de água) Temperatura °C

14. Para responder às questões 3) e 4) considere o gráfico e as informações apresentadas: Exercícios de fixação: CS do KNO 3 (g/100g de água) 0 10 20 30 40 50 60 Temperatura °C 120 100 80 60 40 20 0 20°C Solução aquosa de KNO 3 100g de KNO 3 100g de água

15. 3) Essa mistura heterogênea, inicialmente a 20°C, é aquecida até 60°C. Dessa forma: a) A solução aquosa torna-se insaturada. b) A solução aquosa torna-se saturada e restam 5g de corpo de fundo. c) A solução aquosa continua saturada, sem corpo de fundo. d) A solução aquosa continua saturada e restam 20g de corpo de fundo. e) A massa de KNO 3 dissolvida triplica. Exercícios de fixação:

16. 4) Uma maneira conveniente para se recuperar todo o KNO 3 do sistema e obter o sal sólido e puro é: a) Evaporar toda água, por aquecimento. b) Agitar a mistura e depois filtrá-la. c) Decantar a solução sobrenadante. d) Resfriar a mistura a 0°C. e) Aquecer a mistura a 40°C Exercícios de fixação:

17. Soluções Curvas com ponto (s) de inflexão referem-se a solutos ´hidratados´. Na temperatura da inflexão ocorre um decréscimo (total ou parcial) do número de moléculas de hidratação na fórmula do composto. Curva ascendente – dissolução endotérmica Curva descendente – dissolução exotérmica Curvas de Solubilidade

18. Classificação das Soluções Sol. INSATURADA – aquela em que a quantidade de soluto solubilizada é inferior à quantidade estipulada pelo CS Sol. SATURADA – possui uma quantidade solubilizada de soluto é igual à indicada pelo CS Sol. SUPER-SATURADA – aquela em que a quantidade solubilizada do soluto é maior que a estipulada pelo CS Soluções

19. Pontos A, B e C indicam soluções insaturadas Qualquer ponto sobre a curva indica solução saturada O ponto D representa solução super-saturada Soluções  Explique a proposta do gráfico, de se sair de A e se chegar em D Curva de Solubilidade Insaturação Supersaturação

20. Concentrações das Soluções Expressam a relação Soluções As formas de expressão das concentrações incluem: - as que não utilizam volume de solução - as que utilizam volume de solução

21. Concentrações que não envolvem volume de solução Qde. de soluto / Qde. de solução ou solvente Fração em massa ou título Fração em mols ou Fração em quantidade de matéria Conc. mol/kg (É a “antiga” concentração molal ou molalidade) % em massa ou %(m/m) =  x 100

22. É importante mencionar que, além da % (m/m) ou % em massa [a massa, em gramas, do soluto em 100 g de solução], outras porcentagens ou frações são possíveis, como: % (m/v): massa, em gramas, de soluto em 100 mL de solução % em mol ou % molar do soluto: X soluto x 100 - raciocínio idêntico se aplica a % em mol do solvente - % em volume ou % (v/v): V soluto /V solução x 100 Concentrações que não envolvem volume de solução

23. Qde. de soluto / Qde. de solução Conc. g/L Concentração em quantidade de matéria / L ou conc. mol / L É a “antiga” concentração molar ou molaridade Concentrações que envolvem volume de solução n soluto = m soluto / MM soluto  M = m soluto / ( MM soluto x V )

24. Soluções Diluição de Soluções Método experimental que consiste em diminuir a concentração de uma solução original pela introdução de mais solvente à mesma. Em tal procedimento, a massa de soluto presente no meio permanece inalterada. Diz-se que uma solução é “mais diluída” quanto menor for a sua concentração.

25. Soluções Diluição de Soluções V 1 – volume da solução inicial V 2 – volume da solução final m 1 – massa da solução inicial m 2 – massa da solução final V 2 = V 1 + V solv. adicionado

26. Soluções Diluição de Soluções Tem-se: C 1 = m soluto /V 1  m soluto = C 1 V 1 C 2 = m soluto /V 2  m soluto = C 2 V 2 Como m soluto é mantida durante a diluição, logo: De forma similar podemos obter: M: conc. mol/L  : fração em massa C 1 V 1 = C 2 V 2 M 1 V 1 = M 2 V 2  1 m 1 =  2 m 2

27. Soluções Mistura de Soluções Podemos ter: - mistura de soluções com solutos iguais - mistura de soluções com solutos diferentes e que não reagem entre si - mistura de soluções com solutos diferentes e que reagem entre si O nosso interesse é pelo primeiro caso !!!

28. Soluções Mistura de Soluções c/ Solutos Iguais 1: solução inicial 2: sol. a ser misturada a 1, de mesmo soluto 3: solução resultante da mistura 1 + 2 Como m soluto (3) = m soluto (1) + m soluto (2), logo: De forma similar obtemos: C 3 V 3 = C 1 V 1 + C 2 V 2 M 3 V 3 = M 1 V 1 + M 2 V 2  3 m 3 =  1 m 1 +  2 m 2

29. Soluções Mistura de Soluções c/ Solutos Iguais É importante observar que, o valor da concentração da solução final representa uma média ponderada das concentrações das soluções misturadas. Ademais, a concentração da solução resultante é, também, intermediária em relação aos valores das concentrações das soluções misturadas.

30. Soluções Mistura de Soluções - c/ Solutos Diferentes que Reagem Entre Si Neste caso trata-se de um problema de Cálculo Estequiométrico . . .

31. Soluções Mistura de Soluções - c/ Solutos Diferentes que Não Reagem Entre Si Quando os solutos não reagem entre si, cada um deles acaba passando por um processo de diluição com a mistura das soluções. Considere o exemplo que é apresentado no próximo slide, para ilustração!

32. Soluções Mistura de Soluções - c/ Solutos Diferentes que Não Reagem Entre Si Exemplo: Sol. 1 – 100 mL, c/ 5 g de NaCl – C 1 = 50 g/L Sol. 2 – 100 mL, c/ 50 g de KCl – C 2 = 50 g/L Com a mistura, tem-se 5 g de NaCl em 200 mL do meio  Conc. para tal soluto na solução final é 25 g/L (< que C 1 ; o NaCl sofreu uma diluição). O mesmo é observado para o KCl!