COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE

A solubilidade é uma propriedade específica que depende da natureza das substâncias envolvidas

(soluto e solvente) e da temperatura do sistema. Devido à extensa utilização desse tipo de propriedade,

para um grande número de substâncias o valor da

solubilidade em várias temperaturas já foi determinado

com grande precisão.

A solubilidade é normalmente definida como a

quantidade máxima (em massa) de determinada

substância que é possível dissolver num volume

determinado de solvente. Para uma temperatura definida,

a solubilidade de uma substância sólida pode ser

expressa em gramas de soluto por litro de solução (g/L)

ou gramas de soluto por cm3 de solução (g/cm3).

Podemos estabelecer uma relação entre diferentes

solutos e as características de suas soluções aquosas

por meio de experimentos bem simples, feitos à

mesma temperatura. Observe a situação ao lado.

A quantidade máxima de sal (NaCl) que se dissolve em 100 g de H2O a 20ºC é 36 g. Essa solução é

denominada solução saturada.

Solução saturada é a que contém a máxima quantidade de soluto numa dada quantidade de

solvente, a uma determinada temperatura; essa quantidade máxima é denominada coeficiente de solubilidade.

Logo, o coeficiente de solubilidade do NaCl obtido é: 36 g de NaCl/100 g de água a 20ºC Uma

solução com quantidade de soluto inferior ao coeficiente de solubilidade é denominada solução não-saturada ou insaturada. Se submetermos a aquecimento, sob agitação, o sistema formado por 100 mL

de água a que se adicionam 50 g de sal, conseguiremos dissolver o sal totalmente. Deixando o novo

sistema esfriar, em repouso absoluto, até a temperatura inicial (20ºC), teremos uma solução que

contém maior quantidade de soluto (50 g) do que a respectiva solução saturada (36 g). Essa solução é

denominada supersaturada e é muito instável. Agitando-a ou adicionando a ela um pequeno cristal de

soluto, ocorrerá a precipitação de 14 g do sal, que é exatamente a quantidade dissolvida acima da

possível para saturação (36 g).

Conhecendo o coeficiente de solubilidade de uma substância, a

diferentes temperaturas, poderemos construir um gráfico

relacionando a solubilidade e a temperatura. Veja o exemplo do

cloreto de amônio (NH4Cl):

Note que a solubilidade do NH4Cl aumenta com a elevação da

temperatura (curva ascendente), que é o que se verifica com a maioria das substâncias não-voláteis.

substância solubilidadesal comum 36,0

açúcar 33,0cloreto de chumbo 0,99

cal apagada 0,16sulfato de bário 2,53x10-4

silicato de magnésio (talco) ≈ 0iodo sólido 0,016

bicarbonato de sódio 9,6sulfato de cobre 20,7

cloreto de potássio 7,4éter dietílico 222,0

Com relação à influência da temperatura na solubilidade

de uma substância, um aspecto importante merece ser

destacado: observamos, na maioria das substâncias, um

aumento da solubilidade com o aumento da temperatura

(como pode ser observado no gráfico ao lado, para o cloreto

de amônio). Essa, entretanto, é apenas uma regra geral.

Com algumas substâncias, acontece exatamente o

contrário, ou seja, uma diminuição da solubilidade com o

aumento da temperatura.

No gráfico ao lado, pode-se notar que os cloretos de

potássio, lítio, rubídio e césio têm a solubilidade aumentada

com a elevação da temperatura. Já o sulfato de lítio, tem

comportamento inverso, uma vez que com o aumento da

temperatura, sua solubilidade é diminuída. O aumento da

temperatura praticamente não altera a solubilidade do

cloreto de sódio.

EXERCÍCIOS:

O gráfico ao lado corresponde às curvas de solubilidade de três solutos (A, B e C) em 100 g de água (H2O). Analise com atenção este gráfico e responda todas as questões a baixo com base nele:

1) Qual a máxima quantidade é possível dissolver: a) de A, em 100g de água, à 20ºC?b) de B, em 100g de água, à 40ºC?c) de C, em 100g de água, à 60ºC?d) de A, em 200g de água, à 80ºC?e) de B, em 250g de água, à 80ºC?f) de C, em 500g de água, à 20ºC?

2) Classifique as soluções em saturada, insaturada ou supersaturada:

a) 20g de A, 100g de água, à 20ºC.b) 20g de B, 100g de água, à 30ºC.c) 50,5g de C, 100g de água, à 40ºC.d) 140g de A, 200g de água, à 70ºCe) 30g de B, 75g de água, à 50ºCf) 26g de C, 250g de água, à 80ºC.

3) Responda:a) qual o soluto mais solúvel à 20ºC?b) qual o soluto menos solúvel à 60ºC?c) qual o soluto mais solúvel à 90ºC?d) em qual temperatura a solubilidade dos solutos A e B são iguais?e) em qual temperatura a solubilidade dos solutos A e C são iguais?f) em qual temperatura a solubilidade dos solutos B e C são iguais?

4) A tabela a seguir, fornece os valores de solubilidade do cloreto de sódio (NaCl), do hidróxido de sódio (NaOH), e do Sulfato de sódio(Na2SO4) em água, a diferentes temperaturas:

0º C 20 º C 50 º C 100 º CNaCl 35,7 36 37 39,8NaOH 42 109 145 347Na2SO4 8 20 48 40

Com base nestas informações responda:a) Qual composto é mais solúvel em água à 20ºC?b) Qual composto é menos solúvel em água à 100ºC?c) Pode-se afirmar que a solubilidade destes compostos aumenta com o aumento da temperatura?

Justifique.d) Se pegarmos 20 g de cada composto à 20ºC e colocarmos cada um em um frasco com 100g de

água, as soluções preparadas serão saturadas, insaturadas ou supersaturadas?

5) Analise atentamente o gráfico ao lado e assinale a afirmativa correta:

a) O soluto A é mais solúvel que B em qualquer temperatura.

b) O soluto B é um exemplo do soluto que com o aumento da temperatura aumenta a sua solubilidade.

c) Uma solução preparada com 60g de A, 100g de água, à 40ºC é chamada de saturada.

d) Uma solução preparada com 40,5g de B, 100g de água à 40ºC é chamada de supersaturada.

O gráfico a seguir representa as curvas de solubilidade de várias substâncias: Com base nesse gráfico, responda às questões 6 a 10

6) Considerando apenas as substâncias NaNO3 e Pb(NO3)2, qual delas é a mais solúvel em água, a qualquer temperatura?7) Aproximadamente a qual temperatura a solubilidade do KCl e do NaCl são iguais?8) Qual das substâncias apresenta maior aumento de solubilidade com o aumento da temperatura?9) Compare as solubilidades das substâncias KNO3 e NaNO3 a 68ºC, abaixo e acima dessa temperatura.10) Qual a massa de uma solução saturada de NaNO3 a 20ºC obtida a partir de 500 g de H2O?

11) O gráfico representa as curvas de solubilidade das substâncias A, B e C:Com base no diagrama, responda:

a) Qual das substâncias tem sua solubilidade diminuída com a elevação da temperatura?

b) Qual a máxima quantidade de A que conseguimos dissolver em 100 g de H2O a 20ºC?

c) Considerando apenas as substâncias B e C, qual delas é a mais solúvel em água?

d) Considerando apenas as substâncias A e B, qual delas é a mais solúvel em água?

e) Qual é a massa de C que satura 500 g de água a 100ºC? Indique a massa da solução obtida (massa do soluto + massa do solvente).

f) Uma solução saturada de B com 100 g de água, preparada a 60ºC, é resfriada até 20ºC. Determine a massa de B que irá precipitar, formando o corpo de fundo a 20ºC.

12) Considere duas soluções aquosas de NaNO3 a 20ºC, cada qual contendo 100 g de H2O, cujo coeficiente de solubilidade seja 88 g de NaNO3/100 g de H2O.

a) Para que a solução I seja considerada não-saturada a 20ºC, a quantidade de NaNO3 dissolvida deve ser igual a 88 g ou maior ou menor que 88 g?b) Para que a solução I seja considerada saturada a 20ºC, a quantidade de NaNO3 dissolvida deve ser igual a 88 g ou maior ou menor que 88 g?c) Para que a solução I seja considerada supersaturada a 20ºC, a quantidade de NaNO3 dissolvida deve ser igual a 88 g ou maior ou menor que 88 g?d) A solução II, a 20ºC, encontra-se não-saturada, saturada ou supersaturada?e) Se a massa do frasco for igual a 200 g e a massa do corpo de fundo for de 12 g, qual será a massa total do sistema a 20ºC?

13) (UFGO) O gráfico a seguir representa a solubilidade de vários sais em função da temperatura, expressa em gramas do soluto por 100 gramas de água.

Indique os itens corretos:I — A solubilidade dos sais aumenta com a elevação da temperatura na ordem: NaCl, KCl, RbCl, CsCl.II — Com exceção do Li2SO4, a solubilidade de todos os sais aumenta com a elevação da temperatura.III — A solubilização do KCl aumenta com o aumento da temperatura.IV — A 0ºC o NaCl é menos solúvel que o KCl.

14) O brometo de potássio (KBr) apresenta a seguinte tabela de solubilidade:

Uma solução saturada desse sal foi preparada utilizando-se 200 g de H2O a 70 °C e a seguir foi resfriada a 30ºC. Com base nessas informações, responda:a) Qual é a massa de KBr que se precipita?b) Calcule a massa total da solução final.c) Determine a menor massa de água necessária para dissolver 40 g de KBr a 50ºC.

15) (UFCE) O gráfico mostra a curva de solubilidade de um sal em água. Considerando que em uma determinada temperatura 40 g deste sal foram dissolvidos em 100 g de água, indique:

a) a classificação desta solução, quanto à concentração, nos pontos A, B e C do gráfico;b) a quantidade de sal que será possível cristalizar, resfriando-se a solução até 30ºC;c) a quantidade de sal que será cristalizada, quando se evapora 20 g de água a 40ºC.

16) (PAIES/2006) Sobre o assunto solubilidade, considere as informações apresentadas e marque para as alternativas abaixo (V) verdadeira, (F) falsa ou (SO) sem opção.O coeficiente de solubilidade do cloreto de potássio na água é igual a 32,0 g de KCl/100 g de H 2O à temperatura de 20ºC e pressão de 1 atm.1 ( ) A 40ºC, uma solução com 32,0 g de KCl/100 g de H2O é insaturada.2 ( ) O coeficiente de solubilidade cresce com o aumento da pressão.3 ( ) Adicionando-se 50,0 g KCl a 100g de H2O, a 20ºC, obtém-se um sistema bifásico.4 ( ) O coeficiente de solubilidade estabelece uma relação máxima entre as quantidades de soluto e de solvente, portanto esse coeficiente é, também, igual a 160 g de KCl/500 g de H2O.

17) (UFU/2003) Um laboratorista preparou uma mistura, à 80ºC, constituída por 70 g de cloreto de potássio (KCl) e 150g de água. Em seguida, a mistura foi resfriada até 20ºC, mantendo-se a temperatura neste valor.

Considerando-se os dados de solubilidade do KCl em 100g de água, apresentados na tabela abaixo, determine se a mistura (KCl + água), nas temperaturas de 80ºC e 20ºC, é homogênea ou heterogênea. Em cada caso, justifique sua resposta por meio de cálculos.

18) (PAIES/2007) O sal nitrato de potássio (KNO3) é adicionado em alguns alimentos processados tanto para aumentar a validade do produto como para preservar a sua cor original, e, também, pode ser empregado como aditivo alimentar . Considerando a curva de solubilidade em função da temperatura do nitrato de potássio, apresentada na figura abaixo, e uma solução aquosa desse sal, marque para as alternativas a seguir (V) verdadeira, (F) falsa ou (SO) sem opção.1 ( ) Com a dissolução de 50,0 g

do sal do nitrato de potássio em 100,0 g de água a 20 °C obtém-se uma solução insaturada. No entanto, se aumentarmos a temperatura até 40 °C, essa solução será saturada.

2 ( ) A 50ºC, se adicionarmos 50,0 g do sal nitrato de potássio em 50,0 g de água, nem todo sal será dissolvido.

3 ( ) (item referente ao tópico PROPRIEDADES COLIGATIVAS)4 ( ) Um volume de 50,0 mL de uma solução de nitrato de potássio a 2,0 g/L contém maior massa de

nitrato de potássio do que 100,0 mL de solução do mesmo sal a 1,0 g/L.

19) Analise o preparo de três soluções de brometo de potássio, a 50ºC e responda os quesitos:

Com base nestas soluções e na tabela de solubilidade do KBr em água da questão anterior, assinale V ou F para as afirmativas abaixo:

1-( ) A solução A é classificada como insaturada.2-( ) A solução B é classificada como saturada.3-( ) O frasco C apresenta corpo de fundo4-( ) A solução B encontra-se mais diluída.

20) (UFU/2005) O gráfico a seguir apresenta a variação da solubilidade de sacarose (açúcar de cana) em função da temperatura. A solubilidade está expressa como o número de gramas de sacarose dissolvido em 100 g de água.

Considere uma solução que contenha 200 g de sacarose em 100 g de água a 80ºC. Uma solução saturada na mesma temperatura, partindo da solução inicial, pode ser obtida:A) adicionando 150 g de água.B) adicionando e dissolvendo 150 g de açúcar.C) esfriando a solução até que o açúcar comece a cristalizar e aquecendo-a a 80ºC.D) sem nenhum tratamento adicional, pois a solução já está saturada.

21) O brometo de potássio apresenta a seguinte tabela de solubilidade:Temperatura (ºC) 30 50 70

g de brometo de potássio/100 g de água 70 80 90

Com base nestas informações, julgue as afirmativas a seguir como verdadeiras ou falsas:1-( ) A massa de brometo de potássio necessária para saturar 100g de água a 50ºC é 80g.2-( ) Serão necessários 180g de brometo de potássio para saturar 200g de água a 70ºC.3-( ) Uma solução preparada, a 30ºC, dissolvendo-se 40g de brometo de potássio em 75g de água

é classificada como insaturada4-( ) Uma solução insaturada pode ser preparada à 50ºC com 110g de KBr e 150g de água.

22) (PAIES-2003) Observe a figura ao lado: Considerando as informações que podem ser obtidas na figura, assinale (V) verdadeira ou (F) falsa para cada afirmativa abaixo.

1-( ) A dissolução do nitrato de potássio ocorre com absorção de calor, portanto é um processo endotérmico.

2-( ) Ao se resfriar, de 60ºC até 15ºC, uma solução contendo inicialmente 5g de sulfato de cério em 100g de água, haverá a precipitação de aproximadamente 10g do sal.

3-( ) O processo de dissolução do sal Na2SO4.10H2O é endotérmico, enquanto a dissolução do sal Na2SO4 é exotérmico.

4-( ) A 10ºC, num mesmo volume de água, com certeza dissolve- se maior quantidade, em gramas, do sal sulfato de cério do que do sal nitrato de potássio.

23) (UnB-DF) Examine a tabela abaixo, em que constam dados sobre a solubilidade da sacarose(C12H22O11), do sulfato de sódio (Na2SO4) e do clorato de potássio (KClO3) em água, a duas temperaturas diferentes e julgue os itens seguintes:

1-( ) A solubilidade de uma substância em determinado solvente independe da temperatura.2-( ) Uma solução aquosa de sulfato de sódio, de concentração 488 g/L, deixa de ser

saturada, quando aquecida a 60ºC. 3-( ) A uma dada temperatura, a quantidade limite de um soluto que se dissolve em

determinado volume de solvente é conhecida por solubilidade.4-( ) Nem todas as substâncias são mais solúveis a quente.

24) Sabe-se que, a 20ºC, 30g de um sal formam com 200g de água uma solução saturada. A 80ºC, são necessários 50g desse sal, dissolvidos em 200g de água, para dar uma solução saturada. Supondo que a variação da solubilidade em função da temperatura seja linear, calcule:a) o coeficiente de solubilidade desse sal, a 40ºCb) o coeficiente de solubilidade desse sal, a 60ºC.

25) A uma determinada temperatura, o coeficiente de solubilidade do iodeto de sódio é de 180g/100 g de água. Calcule a massa de água necessária para preparar uma solução saturada que contenha 12,6 gramas desse sal na temperatura considerada.

Substância Solubilidade em água (g/L)40ºC 60ºC

C12H22O11 2 381 2 873Na2SO4 488 453KClO3 12 22

26) (PAIES) Baseando-se no gráfico abaixo, que relaciona a solubilidade de K2Cr2O7 em função da temperatura, julgue os itens a seguir:

1-( ) Uma solução saturada de K2Cr2O7 em 200g de água é resfriada de 60°C a 10°C e será precipitado 40 g deste sal

2-( ) Uma solução preparada com 10g de K2Cr2O7 em 200g de água é uma solução saturada, a 10ºC.

3-( ) Uma solução preparada com 50g de água, a 60ºC, será insaturada se a massa de K2Cr2O7 for inferior a 21g.

4-( ) Para preparar uma solução saturada de K2Cr2O7 em 1 litro de água, serão necessários 400g deste sal.

27) Foram agitados 39g de nitrato de cálcio com 25g de água a 18ºC. O sistema resultou heterogêneo e por filtração, foram obtidos 57,5g de solução saturada. Calcule o coeficiente de solubilidade do nitrato de cálcio, a 18ºC.

28) As curvas de solubilidade de dois sólidos (A e B) em água, são dadas no seguinte gráfico.

a) dissolvendo-se 20g de A em 100 mL de água a 50ºC e, em seguida, abaixando a temperatura para 20ºC, que massa de A continua dissolvida?

b) Dissolvendo-se 30g de B em 100 mL de água a 50ºC e, em seguida, abaixando a temperatura para 20ºC, que massa de B precipita?

c) Determine o coeficiente de solubilidade de B a 30ºC.d) Em qual temperatura os coeficientes de solubilidade de

A e B são iguais?

29) O coeficiente de solubilidade de um sal, numa determinada temperatura, é de 68g/100g de água. Calcule a massa de uma solução saturada que contenha 17g desse sal na temperatura considerada.

30) (Fuvest) O gráfico ao lado mostra a solubilidade (S) do dicromato de potássio (K2Cr2O7) sólido em água, em função da temperatura (t). Uma mistura constituída de 30g de K2Cr2O7 e 50g de água, a uma temperatura inicial de 90ºC, foi deixada esfriar lentamente e com agitação. A que temperatura aproximada deve começar a cristalizar o K2Cr2O7?a) 25ºC b) 45ºC c) 60ºC d) 70ºC e) 80ºC

Bibliografia:COVRE, G. J. Química – O homem e a natureza. V. 2. São Paulo: FTD, 2000.MORTIMER, E. F., MACHADO, A. H. Química para o ensino médio. São Paulo: Scipione, 2002.USBERCO, J., SALVADOR, E. Química, v.único. 5.ed. São Paulo: Saraiva, 2002.http://www.ingresso.ufu.br, acessado em março/2010