Soluções

SoluçõesSoluções
Conceitos iniciaisConceitos iniciais
Curvas de solubilidadeCurvas de solubilidade
PROFESSOR FÁBI O

Mistura é um sistema constituído de duas ou mais
espécies químicas diferentes.
As misturas são classificadas em homogêneas e
heterogênas.
Misturas Homogêneas
Apresentam as mesmas
propriedades em qualquer
parte do sistema. Pontos de
fusão e ebulição, densidade,
etc..
São sistemas monofásicos.
Uma única fase.
Misturas Heterogêneas
Não apresentam as
mesmas propriedades em
qualquer parte do sistema.
São sistemas polifásicos.
Possuem mais de uma fase.

Dispersões são sistemas em que ocorre
disseminação de uma substância em outra, na
forma de pequenas partículas.
Numa dispersão a espécie química disseminada
é chamada de disperso e a outra espécie
química (geralmente em maior quantidade) é
chamada de dispersante ou dispergente.
De acordo com o tamanho das partículas do
disperso, a dispersão é classificada de:
Solução.
Dispersão coloidal.
Suspensão e emulsão.
Mistura heterogênea grosseira

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

Exemplos de soluçõesExemplos de soluções
 solução aquosa (água) de cloreto desolução aquosa (água) de cloreto de
sódiosódio
 solução alcoólica (etanol / álcoolsolução alcoólica (etanol / álcool
etílico) de iodo.etílico) de iodo.
 Qualquer mistura de gases (ar limpo)Qualquer mistura de gases (ar limpo)
 Ligas metálicas (aço, bronze, latão)Ligas metálicas (aço, bronze, latão)

CLASSIFICAÇÃO DAS DISPERSÕESCLASSIFICAÇÃO DAS DISPERSÕES
(QUANTO AO TAMANHO DAS(QUANTO AO TAMANHO DAS
PARTÍCULAS DO DISPERSO)PARTÍCULAS DO DISPERSO)
 Solução verdadeira: menor que 1nmSolução verdadeira: menor que 1nm
 ““Solução” coloidal: 1 a 100 nmSolução” coloidal: 1 a 100 nm
 Suspensão: maior que 100 nmSuspensão: maior que 100 nm
 OBS: 1nm=10OBS: 1nm=10-9-9
m nm=nanometrom nm=nanometro
1 A= 101 A= 10-10-10
mm ÅÅ=angstron=angstron

Classificação das soluções
quanto a natureza das
partículas dispersas

Água e AçúcarÁgua + NaCl
SOLUÇÃO IÔNICA SOLUÇÃO MOLECULAR
Presença de íons
Na+
e Cl-

 Coeficiente de Solubilidade - CSCoeficiente de Solubilidade - CS
Quantidade máxima de soluto solubilizávelQuantidade máxima de soluto solubilizável
numa dada quantidade de solvente, a umanuma dada quantidade de solvente, a uma
dada condição de temperaturadada condição de temperatura
Ex: CS(KNOEx: CS(KNO33 ) = 13,6 g/100 g de H) = 13,6 g/100 g de H22 0 a 00 a 0oo
CC
 Curvas de SolubilidadeCurvas de Solubilidade
Indicam a dependência CS vs. temperaturaIndicam a dependência CS vs. temperatura

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.

 Classificação das SoluçõesClassificação das Soluções
Sol.Sol. INSATURADAINSATURADA – aquela em que a– aquela em que a
quantidade de soluto solubilizada é inferiorquantidade de soluto solubilizada é inferior
à quantidade estipulada pelo CSà quantidade estipulada pelo CS
Sol.Sol. SATURADASATURADA – possui uma quantidade– possui uma quantidade
solubilizada de soluto é igual à indicadasolubilizada de soluto é igual à indicada
pelo CSpelo CS
Sol.Sol. SUPER-SATURADASUPER-SATURADA – aquela em que a– aquela em que a
quantidade solubilizada do soluto é maiorquantidade solubilizada do soluto é maior
que a estipulada pelo CSque a estipulada pelo CS

1L de água
a 0°C
1L de água
a 0°C
1L de água
a 0°C
357 g de NaCl
SOLUÇÕES
Misturas Homogêneas
• CS do NaCl a 0°C = 35,7 g / 100g de H2O
• CS do NaCl a 25°C = 42,0 g / 100g de H2O
200 g de NaCl 400 g de NaCl
Saturada Saturada com
corpo de fundo
insaturada

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

 Pontos A, B e C indicamPontos A, B e C indicam
soluções insaturadassoluções insaturadas
 Qualquer ponto sobre aQualquer ponto sobre a
curva indica soluçãocurva indica solução
saturadasaturada
 O ponto D representaO ponto D representa
solução super-saturadasolução super-saturada
Curva de SolubilidadeCurva de Solubilidade
Insaturação
Supersaturaçã
o

0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 20 40 60 80
Temperatura (ºC)
gdeAem100gdeágua
insaturadasinsaturadas
saturadassaturadas
supersaturadassupersaturadas
Observe o gráfico

CURVAS DE SOLUBILIDADE
CS
(g/100g de água)
Comportamento
normal
Comportamento
anormal
CS1
T1
T°C

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 deCurvas de

Exercícios de fixação:
1) 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.

2) 160g de uma solução saturada de
sacarose (C12H22O11) a 30°C é resfriada a
0°C. Qual a massa de açúcar
cristalizada?
Dados:
TemperaturaTemperatura
°C°C
CS da sacaroseCS da sacarose
(g/ 100g de água)(g/ 100g de água)
0°0° 180180
30°30° 220220

RespostaResposta
A 30ºCA 30ºC
220g sacarose--------320g solução220g sacarose--------320g solução
x --------160g soluçãox --------160g solução
x= 110g de sacarose e 50g de águax= 110g de sacarose e 50g de água
A 0ºCA 0ºC
180g sacarose--------100g água180g sacarose--------100g água
y --------50g águay --------50g água
y= 90g de sacarosey= 90g de sacarose
30ºC 0ºC30ºC 0ºC
110g - 90g = cristalizam-se 20g110g - 90g = cristalizam-se 20g

Para responder às questões 3) e 4) considere o
gráfico e as informações apresentadas:
CSdoKNO3
(g/100gdeágua)
0 10 20 30 40 50 60
Temperatura °C
120
100
80
60
40
20
0
20°C
Solução aquosa
de KNO3
100g
de KNO3
100g
de
água

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 KNO3 dissolvida triplica.

4) Uma maneira conveniente para se recuperar
todo o KNO3 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

 Concentrações dasConcentrações das
Expressam a relaçãoExpressam a relação
solventeousoluçãodeQdesolutodeQde /
As formas de expressão das concentrações incluem:As formas de expressão das concentrações incluem:
- as que- as que nãonão utilizamutilizam volume de soluçãovolume de solução
- as que- as que utilizamutilizam volume de soluçãovolume de solução

ConcentraçõesConcentrações queque nãonão envolvemenvolvem volume devolume de
soluçãosolução
Qde. de soluto / Qde. de solução ou solventeQde. de soluto / Qde. de solução ou solvente
soluçãosoluto mm /=τ
soluçãosolutosoluto / nnX =
1=∑i
iX
Fração em massa ou títuloFração em massa ou título Fração em mols ouFração em mols ou
Fração em quantidade de matériaFração em quantidade de matéria
Conc. mol/kgConc. mol/kgsolventesolutol mnM /=
soluçãosolventesolvente / nnX =
(É a “antiga” concentração molal ou molalidade)(É a “antiga” concentração molal ou molalidade)
% em massa ou %(m/m) =% em massa ou %(m/m) = ττ x 100x 100

 É importante mencionar que, além da % (m/m)É importante mencionar que, além da % (m/m)
ou % em massa [a massa, em gramas, do solutoou % em massa [a massa, em gramas, do soluto
em 100 g de solução], outras porcentagens ouem 100 g de solução], outras porcentagens ou
frações são possíveis, como:frações são possíveis, como:
% (m/v):% (m/v): massa, em gramas, de soluto em 100massa, em gramas, de soluto em 100
mL de soluçãomL de solução
% em mol ou % molar do soluto:% em mol ou % molar do soluto: XXsolutosoluto x 100x 100
-- raciocínio idêntico se aplica a % em mol do solvente -raciocínio idêntico se aplica a % em mol do solvente -
% em volume ou % (v/v):% em volume ou % (v/v): VVsolutosoluto/V/Vsoluçãosolução x 100x 100
ConcentraçõesConcentrações queque nãonão envolvemenvolvem volume devolume de
soluçãosolução

Qde. de soluto / Qde. de soluçãoQde. de soluto / Qde. de solução
soluçãosoluto / VmC = soluçãosoluto VnM /=
Conc. g/LConc. g/L Concentração em quantidade deConcentração em quantidade de
matéria / L ou conc. mol / Lmatéria / L ou conc. mol / L
É a “antiga” concentração molarÉ a “antiga” concentração molar
ou molaridadeou molaridade
ConcentraçõesConcentrações queque envolvemenvolvem volume devolume de
soluçãosolução
nnsolutosoluto == mmsolutosoluto // MMMMsolutosoluto ⇒⇒ MM == mmsolutosoluto / (/ (MMMMsolutosoluto xx VV))

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

V1 – volume da solução inicial V2 – volume da solução
final
m1 – massa da solução inicial m2 – massa da solução
final V2 = V1 + Vsolv. adicionado

Tem-se: C1 = msoluto /V1 ⇒ msoluto = C1 V1
C2 = msoluto /V2 ⇒ msoluto = C2 V2
Como msoluto é mantida durante a diluição, logo:
De forma similar podemos obter:
M: conc. mol/L
τ : fração em massa
C1 V1 = C2 V2
M1 V1 = M2 V2
τ1 m1 = τ 2 m2

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

 Mistura de Soluções c/ Solutos IguaisMistura de Soluções c/ Solutos Iguais
1: solução inicial1: solução inicial
2: sol. a ser misturada a 1, de mesmo soluto2: sol. a ser misturada a 1, de mesmo soluto
3: solução resultante da mistura 1 + 23: solução resultante da mistura 1 + 2
Como mComo msolutosoluto (3) = m(3) = msolutosoluto (1) + m(1) + msolutosoluto (2), logo:(2), logo:
De forma similar obtemos:De forma similar obtemos:
C3V3 = C1V1 + C2V2
M3V3 = M1V1 + M2V2
τ3m3 = τ1m1 + τ2m2

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

 Mistura de Soluções - c/ SolutosMistura de Soluções - c/ Solutos
Diferentes que Reagem Entre SiDiferentes que Reagem Entre Si
Neste caso trata-se de um problema deNeste caso trata-se de um problema de
CálculoCálculo
EstequiométricoEstequiométrico
..
..
..

Diferentes que Não Reagem Entre SiDiferentes que Não Reagem Entre Si
Quando os solutos não reagem entre si,Quando os solutos não reagem entre si,
cada um deles acaba passando por umcada um deles acaba passando por um
processo de diluição com a mistura dasprocesso de diluição com a mistura das
soluções.soluções.
Considere o exemplo que é apresentadoConsidere o exemplo que é apresentado
no próximo slide, para ilustração!no próximo slide, para ilustração!

Diferentes que Não Reagem Entre SiDiferentes que Não Reagem Entre Si
Exemplo:Exemplo:
Sol. 1 – 100 mL, c/ 5 g de NaCl – CSol. 1 – 100 mL, c/ 5 g de NaCl – C11 = 50 g/L= 50 g/L
Sol. 2 – 100 mL, c/ 50 g de KCl – CSol. 2 – 100 mL, c/ 50 g de KCl – C22 = 50 g/L= 50 g/L
Com a mistura, tem-se 5 g de NaCl em 200 mLCom a mistura, tem-se 5 g de NaCl em 200 mL
do meiodo meio ⇒⇒ Conc. para tal soluto na solução finalConc. para tal soluto na solução final
é 25 g/L (< que Cé 25 g/L (< que C11; o NaCl sofreu uma diluição).; o NaCl sofreu uma diluição).
O mesmo é observado para o KCl!O mesmo é observado para o KCl!

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