Soluções

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1.Quanto a natureza das espécies: •Homogênea – apresentam as mesmas propriedades em todas a sua extensão. •Heterogênea – apresentam propriedades diferentes em toda sua extensão. MISTURA- União de duas ou mais espécies químicas diferentes (formando um sistema). 2.Quanto ao de fases: •Monofásica – apresenta um único aspecto. •Polifásica: Bifásica – 2 aspectos Trifásica – 3 aspectos Tetrafásica – 4 aspectos.

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1.Quanto a natureza das espécies:

•Homogênea – apresentam as mesmas propriedades em todas a sua extensão. •Heterogênea – apresentam propriedades diferentes em toda sua extensão.

MISTURA- União de duas ou mais

espécies químicas diferentes (formando um sistema).

2.Quanto ao de fases:

•Monofásica – apresenta um único aspecto. •Polifásica: Bifásica – 2 aspectos Trifásica – 3 aspectos Tetrafásica – 4 aspectos.

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3.Quanto ao tamanho das partículas:

Mistura Homogênea

Heterogênea

Disseminação

Solução

Colóide

Suspensão

1 nm 10 A 0 nm

100 nm 1000 A

Soluções Colóides Suspensões Mis. Heterogêneas grosseiras

Mistura Homogênea Disseminação

Sistema Homogêneo

“DISPERSÃO”

DISPERSÃO- Sistema homogêneo nos quais uma substância está contida em outra

na forma de pequenas partículas.

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COLÓIDES-Dispersão em que o diâmetro médio das partículas fica entre 1 a 100 nm (nanômetro).

SUSPENSÃO- Dispersão em que o diâmetro médio das partículas fica acima de 100 nm e o disperso é SÓLIDO e o dispersante é LÍQUIDO.

“DISPERSÃO”

Disperso ou fase dispersa (que é dissolvido).

Dispersante ou dispergente (que dissolve).

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SOLUÇÕES-Dispersão em que o diâmetro médio das partículas fica abaixo de 1 nm.

Disperso = Soluto (que é dissolvido).

Dispersante = Solvente (que dissolve).

Tipos de Solventes Classificação:

Universal Água

Orgânicos: • Álcool •Éter •Acetona •Benzina.

Agregação Natureza do Soluto

Razão soluto/solvente

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1.Quanto a agregação:

•Sólidas – ligas metálicas, aço, cobre, etc. •Líquidas – café c/ leite, água do mar, etc. •Gasosas – ar atmosférico, etc.

2.Quanto a natureza do soluto:

•Moleculares – não liberam íons em meio aquoso e sim moléculas (açúcar c/ água). •Iônicas – liberam íons em meio aquoso (sal c/ água).

3.Quanto a razão soluto/solvente:

•Diluída- Possuem pouca quantidade de soluto em relação a do solvente. •Concentrada-Possuem uma quantidade mais próxima ao nível ideal em relação ao solvente. Por ter um nível mais baixo que o ideal é chamada também de Insaturada.

•Saturada-possui a quantidade máxima de soluto permitida pelo solvente naquela temperatura. •Supersaturada-possui uma quantidade superior ao permitido pelo solvente.

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Soluto: é o componente que encontra-se dissolvido no solvente.

Eletrólitos Fortes – Substâncias que em água se dissociam,

quase que completamente, conduzindo corrente elétrica;

Ácidos Fortes, Bases Fortes e Sais Solúveis;

Eletrólitos Fracos – Substâncias que em água se dissociam pouco, conduzindo

pouca corrente elétrica; Ácidos Fracos, Bases Fracas e Sais pouco Solúveis;

Não Eletrólitos – Substâncias que não se dissociam em água, não conduzem

corrente elétrica;

Os soluto estão divididos em:

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As soluções podem ser classificadas em:

Soluções Insaturadas: Quando o produto de solubilidade ainda não foi atingido. O

solvente pode solubilizar mais soluto;

Soluções Saturadas: O produto de solubilidade foi atingido. Com uma pequena

quantidade a mais do soluto, ocorre a precipitação deste excesso;

Soluções Supersaturadas: O produto de solubilidade ainda foi extrapolado, e

existe a formação de corpo de fundo. Quando esta solução é submetida ao

aquecimento este corpo de fundo torna-se solúvel, formando, desta forma, uma

solução supersaturada.

Tipos de dispersões Tamanho médio das

partículas dispersas

Soluções < 1nm

Dispersões coloidais 1-100nm

Suspensões >100nm

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Diluída

Insaturada

Saturada

Supersaturada

Concentrada

Cs

Ex:

50g de sal em 1L de água

A B C D

50g de sal 40g de sal 79g de sal 12g de sal

Diluída Insaturada Saturada Supersaturada Concentrada

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É a massa, em gramas, de uma substância capaz de saturar 100g de água, numa certa temperatura.

Ex.: 32g de KNO3 saturam 100g de água a 20°C.

A B C

40g 30g 32g

100g de água a 20°C

Podemos dizer que: •Solução A – Supersaturada •Solução B – Insaturada •Solução C - Saturada

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20°C 80°C 20°C

40g Cs - NaCl= 36g / 100 água a 20°C

Se aquecermos a partir de 20°C, com agitação uma solução contendo 40g de sal dissolvidos em 100g de água até 80°C, conseguiríamos a dissolução total do sal. A partir de então deixamos a mistura sob lento resfriamento e repouso absoluto até que atinja a temperatura inicial. Nestas condições, toda quantidade de soluto encontra-se dissolvida na água de forma instável e basta o acréssimo de um minúsculo cristal de sal ou pequena agitação para que ocorra a precipitação de 4g de sal correspondente ao excesso de soluto dissolvido para 20°C.

20°C

Aquecimento E

Agitação

Solução Saturada

Resfriamento E

Repouso Absoluto

Solução Supersaturada

Germe

4g de precipitado Solução Saturada c/ 36g NaCl/100g H2O

O precipitado também é chamado de corpo de fundo, resíduos ou corpo de chão.

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São os gráficos que apresentam a variação dos coeficiente de solubilidade das substâncias em função da temperatura.

Dissolução Endotérmica

Dissolução Exotermica

Dissolução Permanente

KNO3

Ca(OH)2 NaCl

Curva Ascendente

Curva Descendente

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Soluções: são misturas homogêneas que apresentam uniformidades em suas

propriedades. Seus componentes são denominados de solvente e soluto.

Solvente: é o componente que está em maior quantidade na solução.

Soluções Aquosas – O solvente é água;

Geralmente o Solvente Determina o Estado da Solução

Soluções Líquidas: água do mar;

Soluções Sólidas: ligas metálicas;

Soluções Gasosas: ar;

As soluções estão divididos em:

Soluções Não Aquosas – O solvente é composto orgânico;

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Solubilidade: o termo Solubilidade ou Coeficiente de Solubilidade refere-se à

capacidade que uma substância tem de se dissolver em outra.

A solubilidade do NaCl em água a 20 oC é de 36,0 g em 100 mL de água.

Exercício 1. Uma solução contendo 10 g de sulfato de cobre II (CuSO4) em 30

mL de água, a 20 oC, será saturada ou insaturada? (Dados: densidade da água a

20 oC = 1g.mL-1, solubilidade do CuSO4 a 20 oC = 21 g/100g de H2O).

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AUMENTO DE TEMPERATURA PARA SÓLIDOS E

LÍQUIDOS

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AUMENTO DE TEMPERATURA PARA GASES

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Temp. (°C)

0 10 20 30 40 50 60 70 80

CSA* 13 21 32 46 64 85 110 138 169

CSB 185 176 165 153 141 128 116 106 94

CSC 35 37 39 41 43 45 47 49 51

CSD 90 120 150 180

*Coeficiente de Solubilidade - CS (g/100 g de H2O)

Tarefa: construir um gráfico cartesiano (X,Y) relacionando o coeficiente de solubilidade (eixo Y) com a temperatura (eixo X).

Sugestão: escala de T (0 a 90, de 10 em 10); escala de CS (0 a 200, escala de 10 em 10).

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UNIDADES DE CONCENTRAÇÃO

É a forma utilizada para descrever, quantitativamente, a composição de uma

solução.

Concentração Comum (C) - C (g.L-1) = Massa do soluto (g)

Volume da solução (L)

Densidade (d) - d (g.cm-3) = Massa da amostra (g)

Volume da amostra (cm3)

Concentração Molar (M) - M (mol.L-1) = Número de mol (mol)

Volume da solução (L)

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Número de mol (mol) - no mol (mol) = Massa do soluto (g)

Massa molar (g.mol-1)

1 mol de átomos de CARBONO (C) tem massa igual a 12 g, e essas 12

g contêm 6,022 x 1023 ÁTOMOS de CARBONO.

Exercício 2. Quantas moléculas de água existem em 1 L de água?

18 g de H2O corresponde a 6,022 x 1023 moléculas.

1000 g de H2O corresponde a X

1000 g de água existe 3,34 x 1025 molécuas.

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Concentração Normal (N) - N (eq.L-1) = No de Equivalente de Soluto

Volume da solução (L)

No de Equivalente - No eq (mol.c) = Massa do Soluto (g)

Equivalente Grama (g.mol-1.c-1)

Equivalente Grama (Eq) - Eq (g.mol-1.c-1) = Massa Molar (g . mol-1)

Carga (c)

- CARGA (c):

1. Número de Hidrogênio ionizáveis de um ácido;

2. Número de Hidroxilas ionizáveis de uma base;

3. Número Total de Cargas (+) ou (-) em um Sal;

4. Número Total de Elétrons Recebidos (Agente Oxidante);

5. Número Total de Elétrons Cedidos (Agente Redutor);

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N (eq.L-1) = No de Equivalente de Soluto

Volume da solução (L)

N (eq.L-1) = Massa do Soluto (g)

Eq (g.mol-1.c-1) Volume da solução (L)

N (eq.L-1) = Massa do Soluto (g)

Massa Molar (g.mol-1).Volume da solução (L)

Carga (c)

N (eq.L-1) = Massa do Soluto (g).Carga (c)

MMolar (g. mol-1).Vol da solução (L)

N (molc.L-1) = M. do Soluto (g).Carga (c)

MMolar (g.mol-1).Vol. da sol. (L)

N (molc.L-1) = M. do Soluto (g).Carga (c)

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Fração Molar (XA) – é a razão entre o número de mols de um componente e o

número total de mols da solução.

XA = (nA)

(nA + nB + nc +...)

XB = (nB)

(nA + nB + nc +...)

SOLUÇÃO A + B

QUANDO: XA = 1; Composto A Puro;

XB = 1; Composto B Puro;

XA = XB; ½ A e ½ B.

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Porcentagem em massa (% massa) e Titulo (T) – é a razão entre a massa do

soluto e a massa da solução.

% massa(soluto) = massa (soluto) . 100

massa(solução)

Massa(solução) = massa(soluto) + massa(solvente)

T = massa (soluto)

massa(solução)

% massa(soluto) = T . 100

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Exercício 3. Um estudante em um laboratório de rotina precisa determinar K em

uma amostra de solo. Para extrair este nutriente do solo ele utilizará 30 mL do

Extrator de Mehlch, composto de H2SO4 0,025 N e HCl 0,05 N. Para preparar o

extrator ele encontra no laboratório um fracos lacrado de 1L de HCl, contendo as

seguintes informações:

HCl – 32,47%; d – 1,16 g/mL; MM – 36,47 g/mol.

Qual o procedimento o aluno deverá adotar para preparar 500 mL da solução de

HCl 0,05 N,?

1,16 g/mL = m(g)

1000 mL

m = 1160 g de Solução

% massa(soluto) = massa (soluto) . 100

massa(solução)

d = m(g)

V (mL)

32,47 % = massa (soluto) . 100

1160 g

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m(soluto) = 376,65 g em 1 L de solução

M = 376,65 g

36,47 g.mol-1 . 1L

M = 10,32 mol.L-1

N = M.x

N = 10,32 molc.L-1

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C1. V1 = C2.V2

DILUIÇÃO

A diluição é uma prática comum em vários ramos da ciência. Ela se faz necessária

quando precisamos preparar uma solução a partir de uma solução concentrada

(Solução Estoque).

Quando um volume pequeno de uma solução estoque é diluído em um volume

maior, o número total de mols no soluto na solução não muda, no entanto, a

concentração do soluto diminui.

Para Concentração Comum temos:

M1. V1 = M2.V2

N1. V1 = N2.V2

Para Concentração Molar temos:

Para Concentração Normal temos:

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Exercício 4. Em uma solução concentrada de ácido sulfúrico (H2SO4) a

concentração é 10,32 mol.L-1. Preparar, a partir da solução concentrada de H2SO4,

uma solução 0,05 mol.L-1 em um balão volumétrico de 500 mL.