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Dispersões; Soluções; Colóides; Suspensões. 3 Inês Borralho -

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Apresentação em tema: "Dispersões; Soluções; Colóides; Suspensões. 3 Inês Borralho -"— Transcrição da apresentação:

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3 Dispersões; Soluções; Colóides; Suspensões. 3 Inês Borralho -

4 Caracterizar disperso e dispersante; Caracterizar dispersão sólida, líquida e gasosa; Classificar critério de classificação de dispersões em soluções, colóides e suspensões; Explicar a composição qualitativa de soluções; Identificar a composição quantitativa de uma solução – unidades SI; Caracterizar o estado coloidal; Classificar Colóides; Associar suspensões às partículas heterogéneas; Referir o impacto ambiental e na saúde da matéria em suspensão quer em meios aquáticos que na atmosfera 4 Inês Borralho -

5 Dispersão, Disperso e dispersante Os materiais naturais e artificiais que foram objecto de estudo até este momento foram genericamente classificados em substâncias e misturas (dispersões). Materiais Misturas (dispersões)Substâncias Compostas Elementares HeterogéneasHomogéneas 5 Inês Borralho -

6 As misturas podem ser classificadas em homogéneas e heterogéneas. A diferença entre elas é que a mistura homogénea é uma solução que apresenta uma única fase, enquanto a heterogénea pode apresentar duas ou mais fases. Exemplos de misturas homogéneas: as águas salgadas, o ar, apresentam uma única fase. A água do mar contém, além de água, uma quantidade enorme de sais minerais. O ar é uma mistura de nitrogénio e oxigénio que apresenta aspecto homogéneo. Exemplos de misturas heterogéneas: água e óleo, granito. A água e o óleo não se misturam, sendo assim, é um sistema que apresenta duas fases e cada uma é composta por uma substância diferente. O granito é uma pedra cuja composição é feita por uma mistura heterogénea de quartzo, feldspato e mica, podemos ver pela diferença de cor de cada pedra. 6 Inês Borralho -

7 Mistura heterogénea : mistura de água e azeite granito Mistura homogénea : água do mar ar 7 Inês Borralho -

8 Dispersão é, genericamente, uma mistura de duas ou mais substâncias, em que as partículas de uma fase (fase dispersa) se encontram distribuídas no seio de outra (fase dispersante). DISPERSO + DISPERSANTE Do esquema já visto, sabemos que as dispersões podem ser classificadas em : 1. Soluções 2. Dispersões coloidais ou Colóides 3. Suspensões 8 Inês Borralho -

9 Uma solução é uma mistura de duas ou mais substâncias, existindo apenas um solvente e podendo haver um ou mais solutos. Partículas do disperso menores que 1nm (10 -9 m). Podem ser átomos, iões, moléculas.Ex.: água salgada 9 Inês Borralho -

10 O disperso (soluto) Não é visível por nenhum aparelho; Não pode ser filtrado ou separado por nenhum aparelho; As partículas não se sedimentam. 10 Inês Borralho -

11 Disperso = soluto (m s ) Dispersante ou Dispergente = solvente (m sv ) Solução = soluto + solvente m= m s + m sv 11 Inês Borralho -

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13 Coloide ou dispersão coloidal é um tipo de mistura em que os componentes não se separam por acção da gravidade, mas em que é possivel separá-los usando filtros extremamente finos ou centrifugadoras extremamente potentes. Partículas do disperso entre 1nm e 100 μm Podem ser conjuntos de átomos, iões, moléculas, macro moléculas ou iões gigantes. Ex.: leite, água com areia em pó. 13 Efeito de Tyndall – os colóides permitem o espalhamento de luz visível Inês Borralho -

14 O disperso É visível através de ultramicroscópio; Pode ser filtrado por um ultrafiltro; É separado por ultracentrífuga. acelerações até g. a câmara onde se situa o rotor é refrigerada e encontra-se sob vácuo 14 Inês Borralho -

15 Colóides Micelares – as partículas são agregados de átomos, iões ou moléculas (ex.: enxofre coloidal em água) Moleculares – as partículas são macromoléculas (ex.: amido em água) Iónicos – as partículas são macromoléculas com cargas eléctricas em um ou mais pontos (ex.: proteínas em água) 15 Inês Borralho -

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17 Electroforese A electroforese é uma técnica de transporte de partículas na presença de um campo eléctrico, é um processo idêntico à sedimentação. É aplicada no campo da bioquímica a separação de compostos que possuem carga (aminoácidos, péptidos, proteínas, acido nucleicos) tendo em conta que a carga destas substâncias depende do pH do meio em se encontram. As partículas carregadas negativamente e positivamente mover-se-ão em direcções opostas do campo eléctrico. 17 Inês Borralho -

18 As águas naturais e o solo contêm muitos materiais dispersos de dimensões coloidais, desde as argilominerais solubilizadas das rochas até às macromoléculas, tais como os ácidos húmicos provenientes da matérias orgânicas de células vegetais e animais. Um dos passos mais importantes nos processos de depuração de águas residuais é a eliminação de sólidos em suspensão e de partículas coloidais. 18 Inês Borralho -

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20 Uma suspensão é uma dispersão na forma de uma mistura heterogénea, em que as dimensões das partículas do meio disperso são superiores a 1 μm. As suspensões podem ter as seguintes formas: Matéria particulada (PM – sigla em inglês) são partículas sólidas, de diâmetros com valores compreendidos entre 5x10 -4 μm a 1x10 2 μm. 20 Fase Dispersa Fase dispersante Sólida Líquido Antibiótico em xarope Gás Matéria particulada no ar Inês Borralho -

21 O disperso É visível até a olho nu; Pode ser filtrado por um filtro comum; É separado até pela ação da gravidade. 21 Inês Borralho -

22 Na saúde, as PM 10 são um dos principais poluentes atmosféricos com maior impacto na saúde humana, alojando-se nos pulmões, bloqueando as principais defesas do sistema respiratório. Toda a matéria particulada pode causar infecções do sistema respiratório superior, asma, conjuntivite, bronquite, entre outros problemas. A arteriosclerose – endurecimento, estreitamente e obstrução das artérias – pode ser provocada pela exposição à matéria particulada. 22 Inês Borralho -

23 No ambiente, a matéria particulada pode ser responsável por: diminuir trocas gasosas em espécies vegetais, por bloqueamento dos estomas; Danificar património construído; Interferir no processo de formação de núcleos de condensação, alterando os processos meteorológicos. Causas a eutrofização e degradação dos ecossistemas devido às deposições de azoto e de substâncias ácidas. 23 Inês Borralho -

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25 1. Os materiais existentes podem classificar-se em que classes? 2. As misturas podem ser classificadas em que classes? 3. Qual a diferença entre misturas homogéneas e heterogéneas? 4. O que é uma dispersão? 5. As dispersões podem classificar-se em que classes? 6. O que é uma solução? 7. Quais as características de uma solução? 8. O que é um colóide? 9. Quais as características de um colóide? 10. Os colóides podem ser classificados de que forma? 11. Qual a importância dos colóides? 12. O que é uma suspensão? 13. Quais as características de uma suspensão? 14. Qual o impacto das suspensões no quotidiano? 25 Inês Borralho -

26 As soluções são misturas homogéneas, ou seja, são misturas de duas ou mais substâncias e possuem um aspecto uniforme. Geralmente, as soluções estão no estado físico do solvente. Assim, à temperatura ambiente, as soluções podem ser sólidas, liquidas ou gasosas. 26 Inês Borralho -

27 Estado Físico Exemplos SolutoSolventeSolução Gás Ar GásLíquido Água gaseificada Líquido Álcool etílico e água SólidoLíquido Açúcar e água Sólido Bronze ( cobre e estanho) 27 Inês Borralho -

28 Solução Saturada: Apresenta a quantidade máxima de soluto que pode ser dissolvido em uma quantidade de solvente, após não poderemos mais dissolver soluto. Solução Insaturada: Quando a quantidade de soluto dissolvida é inferior ao valor máximo, estipulado pelo coeficiente de solubilidade, ou seja, poderemos dissolver mais soluto. Solução Sobressaturada: Sob certas condições especiais e artificiais de preparação é possível, em alguns casos, conseguir a solubilização de uma quantidade de soluto maior que a prevista pelo coeficiente de solubilidade. A solução assim obtida é denominada sobressaturada, sendo extremamente instável, ou seja, facilmente ocorre a precipitação do excesso que está ultrapassando o coeficiente de solubilidade. 28 Inês Borralho -

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30 Diz-se na linguagem do quotidiano que o açúcar e o sal se dissolvem bem em agua, mas que é muito difícil ou impossível dissolver uma nódoa de gordura em agua. Solubilidade ou coeficiente de solubilidade, a determinada temperatura, é a quantidade máxima de um soluto que se pode dissolver numa certa quantidade de solvente. Há vários aspectos a considerar na solubilidade, no que diz respeito à propriedade do par soluto/solvente. 30 Inês Borralho -

31 A quantidade de soluto que se dissolve na mesma quantidade de um mesmo solvente varia de soluto para soluto. Diz-se que as solubilidades são diferentes. Há solutos que se dissolvem muito bem num determinado solvente mas não se dissolvem em outros. Podemos dizer que de um modo geral, a solubilidade de compostos em água é um processo endotérmico, ou seja, a solubilidade aumenta com o aumento de temperatura 31 Inês Borralho -

32 Observe o gráfico que relaciona a variação da solubilidade em água de solutos sólidos, em função da temperatura. 32 Inês Borralho -

33 1. Como varia a solubilidade do brometo de potássio e do sulfato de césio(II) com a temperatura? 2. A solubilidade dos compostos referidos na alínea anterior é um processo endotérmico ou exotérmico? 33 Inês Borralho -

34 34 Parâmetro Expressão dos resultados Tipo de água A1 (obtida por tratamento físico e desinfecção) Tipo de água A2 (obtida por tratamento físico e químico e desinfecção) Tipo de água A3 (tratamento físico, químico de afinação e desinfecção VMRVMAVMRVMAVMRVMA pH, 25ºC Escala Sørensen 6,5 – 8,5-5,5 – 9,0- - TemperaturaºC Nitratosmg/L Ferro Dissolvido mg/L0,10,31,02,01,00- Cobremg/L0,020,05 -1,0- Zincomg/L0,53,01,05,01,05,0 Chumbomg/L-0,05- - Mercúriomg/L0,00050,00100,00050,00100,00050,0010 Sulfatosmg/L Cloretosmg/L VMR – esta valor não deve ser ultrapassado; VMA – este valor não pode ser ultrapassado. Inês Borralho -

35 A solubilidade do oxigénio em água diminui com a temperatura. As descargas de efluentes num rio aumentam a temperatura da água e diminuem a quantidade de oxigénio dissolvido, provocando a morte dos seres vivos, para além de acarretarem outros problemas ambientais. A água para ser potável e poder ser consumida pelo ser humano necessita que os valores referentes aos seus parâmetros de qualidade respeitem os VMR e o VMA. 35 Solubilidade do compostos em água Processo endotérmicoProcesso exotérmico Solubilidade do composto aumenta com o aumento de temperatura Solubilidade do composto diminuí com o aumento de temperatura Inês Borralho -

36 1. Classifique as seguintes frases em verdadeiras (V) ou falsas (F). Justifiques as falsas. a) As descargas de efluentes num rio aumentam a temperatura da água aumentando a quantidade de oxigénio dissolvido. b) Uma solução possui partículas de dimensões inferiores a 1 nm. c) Numa solução sobressaturada pode haver sólido depositado. d) A solubilidade é a quantidade máxima de soluto que é possível dissolver num determinado volume de solvente, a uma dada temperatura. e) As soluções estão no estado físico do soluto. Inês Borralho - 36

37 1. Qual a importância da temperatura de uma água na quantidade de oxigénio dissolvido? 2. Uma água do tipo A2 possui os seguintes parâmetros de qualidade: a) Consultando a tabela (slide 33), indique, justificando se esta água é própria para o consumo ou não. Inês Borralho - 37

38 As partículas que constituem a matéria – átomos, iões e moléculas – são reduzidíssimas dimensões. Numa pequena amostra de substância podem existir milhões de partículas, Para calcular a quantidade de substância que se encontra dissolvida. Os químicos definiram a mole como uma unidade de grandeza fundamental – quantidade de substância. 38 Inês Borralho -

39 O Sistema internacional de Unidades (SI) tem sete grandezas fundamentais e, consequentemente, sete unidades fundamentais. 39 Inês Borralho -

40 40 1 mol Corresponde a 6,022 x partículas O numero de partículas que existe numa mole é constante e designa-se constante de Avogadro, N A, sendo o seu valor N A = 6,022 x mol -1

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42 As átomos têm uma massa extremamente pequena, daí que para a determinar se utilizar como padrão de comparação o isótopo do carbono-12. Deste modo, para designar a massa de um átomo fala-se em massa atómica relativa (A r ) pois esta é obtida em relação a este padrão e é uma grandeza adimensional: 42 Inês Borralho -

43 No caso de moléculas, fala-se de massa molecular relativa (M r ) e o seu valor obtêm-se somando as massas atómicas relativas dos átomos que constituem o agregado. A massa molar (M) é a massa de 1 mole de partículas e tem como unidade g/mol. A massa molar (M) é numericamente igual à massa molecular relativa (M r ), mas não é adimensional. Inês Borralho - 43

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46 Uma solução só fica totalmente identificada se conhecermos a sua composição quantitativa, ou seja, a proporção de combinação entre os diversos constituintes. Existem diversas formas de exprimir a composição quantitativa de uma solução. Concentração mássica; Concentração; Percentagem em massa; Percentagem em volume; Percentagem em massa/volume; Partes por milhão; E partes por bilião. Inês Borralho - 46

47 A concentração mássica de uma solução representa- se por c m e é determinada fazendo o quociente entre a massa de soluto (m) e o volume da solução (V), de acordo com a seguinte expressão: Inês Borralho - 47

48 Outra forma de exprimir a composição quantitativa de uma solução é a concentração. A concentração representa-se por c e traduz o quociente entre a quantidade de substancia de soluto (n) e o volume de solução (V), de acordo com a seguinte expressão: Inês Borralho - 48

49 Pretende-se determinar a concentração mássica de uma solução aquosa de sulfato de cobre(II). Para tal utilizaram-se 2 g de sulfato de cobre(II) e 0,2 dm 3 de solução. Utiliza a expressão Agora, determine a concentração da amostra anterior. Primeiro, calcula a massa atómica do sulfato de cobre(II). Depois utiliza a expressão Inês Borralho - 49

50 Outras formas de exprimir a concentração de uma solução é através da percentagem em massa, percentagem em volume e percentagem em massa por volume. Inês Borralho - 50

51 Inês Borralho - 51

52 Ainda se podem utilizar outras maneiras para exprimir a concentração de uma solução. Quando se trata de quantidade muito pequenas de soluto utilizam-se como unidade de medição partes por milhão e partes por bilião. Inês Borralho - 52 Partes por milhão, ppm: partes de solutos (em massa ou em volume) por milhões de partes de solução (em massa ou volume); Partes por bilião, ppb: partes de solutos (em massa ou em volume) por biliões de partes de solução (em massa ou volume);

53 Inês Borralho - 53

54 Quando a uma solução de uma determinada concentração se adiciona um solvente, o volume aumenta, daí que a sua concentração diminui, este processo designa-se por diluição da solução. Inês Borralho - 54

55 Ao efectuar uma diluição, a quantidade de substância do soluto mantém-se, logo: Inês Borralho - 55

56 Se o volume da solução aumentar dez vezes, a sua concentração fica dez vezes menor e diz- se, então, que o factor de diluição da solução é dez. O factor de diluição determina-se através da seguinte expressão: Inês Borralho - 56

57 Inês Borralho - 57


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