Soluções Soluções
Rosana Petinatti
CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA
SISTEMAS HOMOGÊNEOS
SISTEMAS HETEROGÊNEOS
SUBSTÂNCIAS PURAS
MISTURAS DE UMA FASE
MISTURAS DE MAIS DE UMA
FASE
SUBSTÂNCIAS EM MUDANÇA
DE ESTADO
Recebe a denominação de fase cada porção uniforme de uma determinada matéria, com as mesmas características em toda sua extensão.
Curva de Aquecimento da água
S
L
L e GG
T°C
100
0
- 20
tempo
S e L
Curvas de Misturas Comuns
Aquecimento
Solução é toda mistura homogênea de duas ou mais substâncias.
as partículas dispersas são moléculas ou íons comuns
têm diâmetro menor que 1 nm
pode ser líquida, sólida ou gasosa
Definição
Solução Suspensão
as partículas dispersas têm diâmetro maior que 100 nm são agregados de moléculas ou de íons sedimentam-se pela ação da gravidade ou dos
centrifugadores comuns são retidas pelo filtro comum e são detectadas a olho nu ou
com o auxílio de microscópios comuns.
Colóides as partículas dispersas têm diâmetro entre 1 e 100 nm são agregados de moléculas ou de íons comuns, ou
macromoléculas, ou macroíons isolados não se sedimentam sob a ação da gravidade, nem sob a
ação dos centrifugadores comuns, mas sim sob a ação de ultracentrifugadores
não são retidas por filtros comuns, mas o são por ultrafiltros
não são detectadas ao microscópio comum, mas o são com o auxílio do microscópio eletrônico e do ultramicroscópio.
Definições
Até 1 nm (nanômetro)de 1 nm a 100 nmmaior que 100 nm
Solução verdadeiraSolução coloidalSolução grosseira
Tamanho das partículas dispersas
Classificação
• Soluções– São misturas homogêneas de duas ou mais
substâncias onde o tamanho médio de partícula está entre 0 e 1 nm;
• Soluto– É a substância dispersa (menor quantidade)
na solução; • Solvente
– É a substância dispersante (maior quantidade) na solução;
Definições
Soluções
Quanto ao estado físico: sólidas líquidas gasosas
Quanto à condutividade elétrica: eletrolíticas ou iônicas não-eletrolíticas ou moleculares
Quanto à proporção soluto/solvente:
diluída concentrada não-saturada saturada supersaturada
Classificação
Quanto à proporção soluto/solvente:
diluída concentrada não-saturada saturada supersaturada
Classificação
3664
31,60,2
0,0014
NaClBr
KNO3CaSO4AgCl
Coeficiente de solubilidade g por
100g de água a 20º CSubstância
Coeficiente de solubilidade é a relação entre a quantidade máxima de soluto e a quantidade de solvente é denominada
Classificação
Solução saturada: é a que contém a máxima quantidade de soluto em uma dada quantidade de solvente, a determinada temperatura
Classificação
Não-saturada ou instaurada solução com quantidade de soluto inferior ao coeficiente de solubilidade
Classificação
Super-saturadas: são soluções em que a massa de soluto dissolvida é superior ao coeficiente de solubilidade. São preparadas com técnicas especiais e são instáveis, ou seja, o excesso de soluto pode depositar-se no fundo do recipiente por ação de alguns fatores físicos (agitação, atrito, variações temperatura, adição de
um “germen de cristalização” , etc...)
Gráficos de solubilidade
Solu
bilid
ade em
H2O
A
T°C0 10
B
15 20 30 40
30
50
70
Determine como varia a solubilidade do KCl a diferentes temperaturas, de acordo com os dados abaixo.
Exercícios
250 100 210 90170 80140 70 110 60 80 50 60 40 30 20 18 0
Solubilidade de KCl
(g/100g de H2O)
Temperatura
( ºC)
Exercícios - resposta
Exercícios
• Unidade de massa atômica (u) é a massa de 1/12 do átomo de 12C.
• Massa atômica de um átomo é a massa desse átomo expressa em u. Indica quantas vezes a massa do átomo é maior
que 1/12 da massa de 12C.
Grandezas químicas
• Massa molecular de uma substância é a massa da molécula dessa substância expressa em u. Indica quantas vezes a massa da molécula dessa substância é maior que a massa de 1/12 do átomo de 12C.
Grandezas químicas
Exercícios
Constante de Avogadro (número de Avogadro). Seu valor numérico é: 6,02 x 1023
Mol é um tipo de unidade com a qual podemos contar átomos, moléculas, fómulas, etc, assim:
1mol → 6,02 x 1023
Grandezas químicas
Massa molar é a massa de substância que contém 6,02 x 1023 entidades representadas pela fórmula dessa substância. É comumente expressa em g/mol ou g.mol-1.
Grandezas químicas
Exercícios
Resumo
TP(g) → 1mol → 6,02 x 1023
Unidades de concentraçãoConcentração é a denominação dada a qualquer solução entre a quantidade de soluto e solvente, ou entre a quantidade de soluto e solução.
Unidades de concentração
DefiniçãoNotação Unidade Aplicação
Concentração C g/l, g/ml Geral
Título T - Geral
Porcentagem P % Geral
Molaridade M M, molar ou mol/l Química
Densidade D g/l, g/ml Química
Molalidade W molal Química e Física
Fração Molar FM mols Química e Física
É a razão entre a massa de soluto, em gramas, e o volume de solução em litros ou mL.
Concentração comum ou concentração em g/l
Concentração comum ou concentração em g/l Onde:
C = concentração (g/L);m1 = massa do soluto (g);V = Volume de solução (L ou mL).Unidade g/L ou g/ml.
Exsolução soluto solução. 1 g/l.............................1 g de soluto….................1 l de solução;20 g/l……...................20 g de soluto..................1 l de solução; 30 g/ml.....................30 g de soluto...............1 ml de solução.
Exercícios1)Cada litro de água do mar possui cerca de 3,5g de cloreto de sódio (NaCl), ou seja C = 3,5 g
/L. Quanta água do mar é necessária ser evaporada para ter-se 700g de sal?
Uma solução de sacarose (açúcar comum) possui concentração C = 90,0 g/L. Quanto açúcar existirá em uma garrafa de 330 mL (miliLitros, ou 0,330L)
ExercíciosCada litro de água do mar possui cerca de 3,5g de cloreto de sódio (NaCl), ou seja C = 3,5 g
/L. Quanta água do mar é necessária ser evaporada para ter-se 700g de sal?
Resolução: 3,5 g/1,0L = 700g
/(x)L 3,5g · (x)L = 700g · 1,0L ou seja, x = 200 L de água do mar. Uma solução de sacarose (açúcar comum) possui concentração C = 90,0 g/L. Quanto açúcar existirá em uma garrafa de 330 mL (miliLitros, ou 0,330L)
Resolução: 90,0 g/1,0L = (x)g
/(x)0,330L 90,0g · 0,330L = (x)g · 1,0L ou seja, x = 29,7g de açúcar.
Exemplo Uma solução de KCl 10 % possui 10 gramas de KCl em 100 g de solução ou em 90 g de água.
Concentração em massa ou título
É a razão entre a massa de soluto, e a massa de solução.
Unidade é um número sem unidades, maior que zero e menor que um. Geralmente utiliza-se em porcentagem.
Concentração em massa ou
título
Onde: T = título m1 = massa do soluto m2 = massa do solvente m1 + m2 = m (massa da solução).
Exercícios1)Dissolve-se 30g de sal comum (NaCl) em 120g de água. Qual o título (ou fração) do sal na água?
2)Deseja-se fazer soro fisiológico, que é uma solução 0,9% de NaCl. Quanto sal NaCl deverá ser dissolvido nestes 3,0 litros de água (equivalente a 3 Kg = 3000g de H2O)?
Dissolve-se 30g de NaCl em 120g de água. Qual o título do sal na água?
T = 30g/(30g + 120g) = 30g
/(150g) onde T = 0,2 Para transformar em porcentagem, 0,20 equivale a 20% de sal na solução Deseja-se fazer soro fisiológico, que é uma solução 0,9% de NaCl. Quanto sal NaCl deverá ser dissolvido nestes 3,0 litros de água (equivalente a 3 Kg = 3000g de H2O)?
0,9% = 0,009, fração do soluto na solução 0,009 = (x)g de NaCl
/(xg + 3000g) onde (0,009 · x + 0,009 · 3000)g = (x)g então 27g = (x)g - 0,009x ou 27g = 0,991 x aproximadamente, x = 27g de sal para cerca de 3 litros de água.
Concentração molar, concentração em mol/L
ou molaridade. É a razão entre o número de mols de soluto e o volume de solução dado em L.
Onde: M = Concentração em mol/L; n1 = número de mols de soluto;V = volume de solução (litros); m1 = massa de soluto (gramas); Mol = massa molar do soluto.
Unidade : mol por litro (mol/L), molar.Exemplo Uma solução 0,5M possui 0,5 mols de soluto dissolvidos em um litro de solução.
Molaridade.
Exercícios1) A quantidade de matéria do soluto, em mols, existente em 500 mililitros de uma solução de ácido sulfúrico com concentração 6,0 mol/L é:
2) Uma solução aquosa de hidróxido de sódio 2 molar tem quantos gramas de hidróxido de sódio por litro?
3) 0,9 gramas de glicosCe (C6H12O6) por litro de sangue de um adulto é considerado normal, logo qual é concentração em mol/litro?
1) A quantidade de matéria do soluto, em mols, existente em 500 mililitros de uma solução de ácido sulfúrico com concentração 6,0 mol/L é:
Resolução: 3 moles. 2) Uma solução aquosa de hidróxido de sódio 2 molar tem quantos gramas de hidróxido de sódio por litro?
Resolução: 2 = m/ M .V M=(23+16+1=40gramas/mol).2= m/40 . 1Logo a solução tem 80 gramas de hidróxido de sódio por litro de solução. 3) 0,9 gramas de glicose (Mol=180) por litro de sangue de um adulto é considerado normal, logo qual é a concentração em mol/litro?:
Resolução: M = 0,9 / 180 1. M = 0,005mol
Logo a concentração molar é igual a 0,005mol/litro
4) Quantos mols existem e m 0,4L de solução Na2S 1,5M?
5)Qual o volume de solução AlCl3 0,8M necessário para conter 2,0 mols deste sal?
6)Quantas gramas de Na2CO3 existem em 0,8L deste sal, da concentração M = 2,5 mol/L? (dados 23Na, 12C, 16O)
4) Quantos mols existem e m 0,4L de solução Na2S 1,5M?
Resolução: M = 1,5 = (x)mol/0,4L
x = 0,6 mol deste ácido. 5)Qual o volume de solução AlCl3 0,8M necessário para conter 2,0 mols deste sal?
Resolução: M = 0,8 mol = 2mol/(x)L
x = 0,25 litros desta solução. 6)Quantas gramas de Na2CO3 existem em 0,8L deste sal, da concentração M = 2,5 mol/L? (dados 23Na, 32C, 16O)
Resolução: M = 2,5 mol = (x)mol/0,8L = m / M V
Na2CO3 = 106 onde m = 2,5 . 106 . 0,8L= 212g
Concentração molal ou molalidade .
É a razão entre o número de mols de soluto e a massa de solvente, dada em kg
Esta equação deve ser multiplicada por mil, porque a molalidade é expressa em número de mols por quilograma de solvente, logo:
Onde:W = molalidade; m1 = massa de soluto (gramas); m2 = massa de solvente (quilogramas);
Mol = massa molar. Unidade: molal.
Exemplo Uma solução 1 molal, possui um mol de soluto dissolvido em um quilograma desolvente. Uma solução 4 molal possui 4 mols de soluto em um quilograma de solvente.
Concentração molal ou molalidade .
Exercícios
1) Uma solução 0,2 molal de glicose (C6H12O6) foi preparada utilizando-se 500g de água. Qual é a massa de glicose presente nessa solução?
1) Uma solução 0,2 molal de glicose (C6H12O6) foi preparada utilizando-se 500g de água. Qual é a massa de glicose presente nessa solução?
Resolução: W = n/mKg = m/M mKg
W = msoluto/ M msolvente0,2 = msoluto/ 180 0,5msoluto = 18g
02) (UFG) Qual é a molalidade de uma solução que contém 34,2 g de sacarose, C12H22O11, dissolvidos em 200 g de água? Dados: C = 12; H = 1; O = 16
a) 0,1 molal
b) 0,005 molal
c) 0,5 molal
d) 1,2 molal
e) 0,0005 molal
Fração molar. A frção molar de uma solução é a relação entre o número de mols deste componente e o número total de mols da solução.
Fração molar.
Onde: FM1 = fração molar do soluto; FM2 = fração molar do solvente; n1 = número de mol de soluto; n2 = número de mol de solvente. Se a solução apresentar mais de um soluto, calcula-se a relação entre o número de mols do soluto ou solvente em questão, e o somatório do número de mols dos demais componentes.
Unidade não tem unidade, é um número maior que zero e menor que um, quando multiplicado por 100 (porcentagem molar) expressa-se o resultado em mols %.Exemplo Uma solução de NaCl que tem uma % molar de 5%, possui 5 mols de NaCl dissolvidos em 95 mols de água, ou 100 mols de solução. Esta mesma solução teria fração molar igual a 0,05 ou 0,05 mols em 0,95 mols de água.
Exercícios
Densidade É a razão da massa da solução pelo volume da solução, dada em L ou mL.
Exemplo - Uma solução de densidade 980 g/l possui massa 980 g por 1 l de solução, ou seja, 1 l de solução apresenta massa igual a 980 g.
d = densidade;m = massa da solução;V = volume da solução, dada em L ou mL. Unidade: g/L ou g/mL.
Exercícios Uma solução de ácido sulfúrico de densidade 1,2g/mL foi preparada adicionando-se 24,5g de ácido a 2755g de água. Qual o volume da solução?
Exercícios Uma solução de ácido sulfúrico de densidade 1,2g/mL foi preparada adicionando-se 24,5g de ácido a 2755g de água. Qual o volume da solução? d = msolução/Vsolução
1,2 = (24,5 + 2755)/VV= 2316 mL
para a conventração em g/L, devemos X por 1000 porque a densidade é expressa em g/mL. Com isso, a relação entre a concentração e o título fica:
Relações entre as unidades Dividindo a concentração pelo título, e simplificando a massa temos:
A densidade é igual a razão entre massa volume. Numa soluçãoa massa é igual a soma da massa de soluto e do solvente, assim, pode-se escrever:
C = 1000. d . T
Exercícios Uma solução de ácido sulfúrico de densidade 1,2g/mL foi preparada adicionando-se 24,5g de ácido a 2755g de água. Qual o título e a concentração comum da solução?
Exercícios Uma solução de ácido sulfúrico de densidade 1,2g/mL foi preparada adicionando-se 24,5g de ácido a 2755g de água. Qual o título e a concentração comum da solução?T= msoluto/msoluçãoT= 24,5 / 24,5+2755 = 0,0088 C = d x T x 1000C = 10,5 g/L
Simplificando a massa e o volume, tem-se
Relações entre as unidades Concentração e molaridade
Dividindo a concentração pela molaridade temos:
Exercícios
4. Diluição de Soluções • diminuir a sua concentração, normalmente com a adição de solvente à solução.• a massa de soluto, inicial e final, é a mesma, somente o volume é maior, logo, a concentração da solução será menor. Como a massa de soluto permanece inalterada durante a diluição, pode-se escrever:
C1.V1 = C2.V2Aplicando um raciocínio semelhante para a molaridade, obtém-se a expressão:
M1.V1 = M2.V2
observar-se que a concentração de uma solução é inversamente proporcional ao volume.
Relações entre as unidades
Exercícios
Uma amostra de 8.73 g de iodeto de potássio foi dissolvida em 120 g de água. Calcule a molalidade e a fracção molar de KI na solução.
Calcule a molalidade de uma solução que contém 150g de KCl em 300g de água.Calculando a molalidade de um soluto
1. Para calcular a molalidade de uma solução preparada dissolvendo-se 10,5 g de cloreto de sódio em 250 g de água, convertemos a massa de cloreto de sódio em mols de NaCl e dividimos pela massa de água em kg.Molalidade do NaCl = Convertendo molaridade para molalidade Encontre a molalidade da sacarose, C12H12O11, em uma solução 1,06 M de C12H12O11, que tem densidade igual a 1,14 g cm-3, ou 1,14 g mL-1. Passo 1: Calcule a massa total de exatamente 1 L de solução, a partir de sua densidade.Passo 2: Usando a molaridade, calcule a massa do soluto em 1 L de soluçãoPasso 3: Subtraia a massa do soluto da massa total, para encontrar a massa do solvente em 1L de soluçãoPasso 4: Divida os mols do soluto pela massa do solvente em kg para obter a molalidade. Solução: Passo 1: A massa de exatamente 1L de solução é:D = m/V \ m = (1,14 g mL-1) x (1x103 mL) = 1,14 kg.Passo 2: O número de mols do soluto em 1,00L de solução 1,06 M é 1,06 mol, e a massa molar da sacarose é 342,3 g mol-1. Então a massa de sacarose em 1,00 L de solução é: Massa de sacarose = (1,06 mol) x (342,3 g mol-1) = 363 g ou 0,363 kg Passo 3: A massa de água presente em 1,00 L de solução é, portanto:
Massa de água = 1,14 kg – 0,363 kg = 0,78 kg
Passo 4: Como 1,06 mol de C12H12O11 está dissolvido em 0,78 kg de água, concluímos que a molalidade da solução é:
Molalidade do C12H12O11 = 1,06 mol / 0,78 kg
= 1,4 mol kg-1 ou 1,4 molal