14 dispersoes e composicao quantitativa de solucoes

DISPERSÕES Composição quantitativa de soluções

Daniela Pinto Daniela 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

Misturas 2


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


nm1Tamanho 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 91011

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 61011

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

m1


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

http://images.google.pt/imgres?imgurl=http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/ba/Robert_brown_botaniker.jpg&imgrefurl=http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Robert_brown_botaniker.jpg&usg=__-FNhMo9t8eCWJeGWnLAJW0Qig4A=&h=552&w=400&sz=24&hl=pt-PT&start=1&tbnid=txYezymALyyudM:&tbnh=133&tbnw=96&prev=/images?q=Robert+Brown&gbv=2&hl=pt-PT


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


Solução 14

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]

𝐶𝑚 =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) =𝑚𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

𝑚𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜× 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) =𝑉𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜𝑉𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜

× 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 =𝑚𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

𝑚𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜× 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 (𝜒𝐴) 20

𝜒𝐴 =𝑛𝐴

𝑛𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

𝜒𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 =𝑛𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜𝑛𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

𝜒𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 =𝑛𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒𝑛𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

𝜒𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜1 + 𝜒𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜2 + …+ 𝜒𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 = 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 = 𝒏𝒇

𝐶𝑖 𝑥 𝑉𝑖 = 𝐶𝑓 𝑥 𝑉𝑓 ⇔ 𝐶𝑖𝐶𝑓

= 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 = 𝐶𝑖𝐶𝑓

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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