QI OCN QG EA6/26/2015 Soluções Chang Cap 11, 12. QI OCN QG EA6/26/2015 Soluções, definições 1...

QI OCN QG EA 04/27/23

Soluções

Chang Cap 11, 12


Soluções, definições 1

• Solução: mistura homogénea de substâncias de estrutura molécular diferente

• Solvente: componente da solução do mesmo estado físico, por exemplo água numa solução aquosa

• Soluto: componente dissolvido no solvente, por exemplo sal numa solução aquosa de Na Cl



• Solúvel: substância que pode ser dissolvida

• Insolúvel: substância que não pode ser dissolvida

• Solubilidade: capacidade do soluto de se dissolver no solvente

• Saturação: quantidade maxima de soluto dissolvido no solvente (nas dadas condições)


Solubilidade e Saturação

• p.ex. solução de NaCl– 35 g/kg, m/m, %º– Soluto: 35 g de NaCl– Solvente: 965g de H2O– condições: 1atm, 25ºC– dissolve rapidemente

• NaCl (s) Na+(aq)+Cl-(aq)• Saturação,

equilibrio estabelecido NaCl (s) Na+(aq)+Cl-(aq)


Precipitação de sais

• Precipitação controlada pelas solubilidades– produto de solubilidade

• Ordem de precipitação de sais marinhos, importante na industria de sal– CaCO3 /CaS04 /NaCl/sais de

K e Mg• Processos estuarinos,

precipitação de sais pouco soluveis



• Solvatação: processo de formação de solução, agregação das moleculas do solvente com o soluto,

• Hidratação: processo de formação de solução, no caso de soluções aquosas

• Entalpia de dissolução: calor libertado ou absorvido quando 1 mole de substância é dissolvida



• Precipitado: substância insolúvel formada numa solução

• Precipitação: formação de um precipitado, `sair de solução´

• Suspensão: sistema de 2 fases. Pequenas partículas sólidas disseminadas num meio líquido


Tipos de solução• Solução líquida:

– Gás/liquído: p.ex.: O2em H2O– Liquído/liquído: etanol em H2O– Solido/liquído: Na Cl em H2O

• Solução gasosa:– Gás/gás: O2 em N2– Liquído/gás: Cloroformio em N2evaporado

– Sólido/gás: Gelo seco em N2 sublimado

• Solução solida: – Gás/solido: H2 em Pd, – Liquído/solido: Hg em Au, – Solido/solido: Cu em Ni


Tipos de Misturas

»Tipos de Misturas

Homogêneas Heterogêneas

Soluções Coloides


Temp. de fusão e misturas

• Heterogênea TºC

• Homogênea TºC

f2

f1

t`intervalo´de fusão t


Coloides

• são misturas homogêneas• não sedimentam• não são separaveis por

filtração• particulas coloidais < 10-5

cm• não são soluções ionicas• dispersam a luz (efeito

Tyndall)• p ex. proteínas ou glicose

em água


Tipos de coloides

• Sol gel• emulsão• fumaça• nevoeiro

aerossois:– fumaça– nevoeiro

• solido/liquido• liquido/

liquido• solido/gás• liquido /gás

agitação


Concentração quantidade de soluto num dado volume de solvente

• S.I. : mol dm-3

• outras unidades– M: molaridade– m: molalidade– fracção molar– % molar, % massa– m/m, v/v, m/v p.ex g/l

• Diluíção: diminuir concentração, normalmente aumentando volume de solvente


Soluções aquosas

• solvente é àgua• àgua é excelente

solvente– molécula polar– constante dielectrica

elevadaH

– O +H

– iões e moleculas de àgua+ -


Dissolução de NaCl

• Dissociação e dissolução de um sólido ionico (NaCl) em àgua

Cl

NaH H O


Entalpia de soluçãoHsol

• Soluto +solvente+ calor Solução

Solubilidade aumenta com temperatura

Endotermico +Hsol

• Soluto +solvente Solução + calor

Solubilidade diminuí com temperatura

Exotermico -Hsol


Entalpia de solução molar

• Calor libertado ou absorvido quando se dissolve 1 mole de soluto num determinado solvente

MX s H O M aq X aq

NaCl s H O Na aq Cl aq

( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( )

2

2


Entalpia de solução

endotermico + H

• M+(g) X- (g) M+

(aq) X-(aq)

Enta

lpia

mat

ricia

l

Enta lpia de hidratação

•M+X-(s)

•M+(aq)X-(aq)

Entalpia de solução+ H


Entalpia de solução

exotermico - H

•M+X-(s)

•M+(aq)X-(aq)

•M+(g) X-(g)En

talp

ia m

atric

ial

Entalpia de hidratação

Entalpia de solução- H


Propriedades Coligativas de Soluções

• Propriedades que dependem exclusivamente da concentração das particulas presentes, p.ex.:– abaixamento da pressão de

vapor– aumento do ponto de ebulição– abaixamento do ponto de

fusão– pressão osmótica

Teoria Cinetica Molecular, Chang Cap 11


Solução ideal

• Soluto não volátil• solução muito diluída

– n«N– N = moles de solvente – n = moles de soluto

• Soluto não reage com solvente

• Soluções reais apresentam desvos no comportamento

• Àgua do mar não é uma solução ideal!


Lei de Raoult

• Lei de Raoult: a presença do soluto diminuí a tendencia de escape das moleculas do solvente P1 > P2 P1 P2

Solvente Solução

Solvente Solução


Abaixamento da pressão de vapor

• P1 : pressão de vapor do solvente (puro)

• P2:: pressão de vapor do solvente (em solução)

• P1 > P2

P PP

nN

1 2

1


Pvap e temperatura

Pvap

Temperatura

Solução Solvente

P1

P2

P1 - P2


Elevação do ponto de ebulição

• PressãoSolvente Solução

Patm

TºCT1 T2T = T2 - T1 : elevação do ponto de ebulição T = T2 - T1 = Ke n/N = Ke mn = moles de soluto,, N = moles de solvente m = molalidade da soluçãoKe = constante de ebulição do solvente, aumento provocado pela adição de 1 mole de soluto a 1kg de solvente

T1 : ponto de ebulição do solventeT2 : ponto de ebulição da solução


Abaixamento do ponto de fusão

• Pressão

TºCT1 T2

T = T2 - T1 : abaixamento do ponto de fusão T = T2 - T1 = Kc n/N = Kc m

SolventeSolução

s l s l

n= moles de soluto,, N = moles de solvente m = molalidade da soluçãoKc= constante de crioscopica do solvente, abaixamento provocado pela adição de 1 mole de soluto a 1kg de solvente


Pressão osmótica

• Osmose: passagem de solvente através de uma membrana semi-permeável

• Isotónica: soluções da mesma pressão osmótica

• Hipertónica: solução de pressão osmótica superior (concentração tambem superior)

• Hipotónica: solução de pressão osmótica inferior (concentração tambem inferior)


Osmose

• Solvente Solução

v

v

membrana semi- permeável

P1 > P2Transferênciaefectiva de solventeEquação van´t Hoff:

= MRT M: molaridadeR: const.dos gasesT: Kelvin

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