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