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Soluções
Chang Cap 11, 12
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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
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Soluções, definições 2
• 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)
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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)
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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
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Soluções, definições 3
• 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
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Soluções, definições 4
• 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
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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
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Tipos de Misturas
»Tipos de Misturas
Homogêneas Heterogêneas
Soluções Coloides
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Temp. de fusão e misturas
• Heterogênea TºC
• Homogênea TºC
f2
f1
t`intervalo´de fusão t
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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
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Tipos de coloides
• Sol gel• emulsão• fumaça• nevoeiro
aerossois:– fumaça– nevoeiro
• solido/liquido• liquido/
liquido• solido/gás• liquido /gás
agitação
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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
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Soluções aquosas
• solvente é àgua• àgua é excelente
solvente– molécula polar– constante dielectrica
elevadaH
– O +H
– iões e moleculas de àgua+ -
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Dissolução de NaCl
• Dissociação e dissolução de um sólido ionico (NaCl) em àgua
Cl
NaH H O
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Entalpia de soluçãoHsol
• Soluto +solvente+ calor Solução
Solubilidade aumenta com temperatura
Endotermico +Hsol
• Soluto +solvente Solução + calor
Solubilidade diminuí com temperatura
Exotermico -Hsol
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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
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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
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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
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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
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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!
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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
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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
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Pvap e temperatura
Pvap
Temperatura
Solução Solvente
P1
P2
P1 - P2
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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
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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
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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)
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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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