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Soluções Curvas de solubilidade Conceitos iniciais.

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Apresentação em tema: "Soluções Curvas de solubilidade Conceitos iniciais."— Transcrição da apresentação:

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2 Soluções Curvas de solubilidade Conceitos iniciais

3 Soluções Soluções Soluções são misturas homogêneas (sempre monofásicas). Podem conter 2 ou mais componentes Meio dispersante – solvente Material disperso – soluto Podem se apresentar com diferentes ´aspectos´ - sólido, líquido ou gasoso

4 Exemplos de soluções solução aquosa (água) de cloreto de sódio (NaCl) solução aquosa (água) de cloreto de sódio (NaCl) solução alcoólica (etanol=álcool etílico) de iodo (I 2 ) solução alcoólica (etanol=álcool etílico) de iodo (I 2 ) Qualquer mistura de gases (ar limpo) Qualquer mistura de gases (ar limpo) Ligas metálicas (aço, bronze, latão) Ligas metálicas (aço, bronze, latão)

5 CLASSIFICAÇÃO DAS DISPERSÕES (QUANTO AO TAMANHO DAS PARTÍCULAS DO DISPERSO) Solução verdadeira: menor que 1nm Solução verdadeira: menor que 1nm Solução coloidal: 1 a 100 nm Solução coloidal: 1 a 100 nm Suspensão ou Solução Grosseira: maior que 100 nm Suspensão ou Solução Grosseira: maior que 100 nm OBS: 1nm=10 -9 m nm=nanometro 1 A= m A=angstron 1 A= m A=angstron

6 CARACTERÍSTICAS DAS DISPERSÕES Características Solução verdadeira Solução coloidal Solução grosseira Homogeneidade da solução HomogêneaHeterogênea Visibilidade do disperso Não visível em Nenhum aparelho Visível em Ultramicroscó pio Visível em Microscópio comum Sedimentação do disperso Não sedimenta Sedimenta apenas por meio de ultracentrífuga Sedimenta Espontanea- mente ou por meio de Centífuga comum Retenção do disperso em filtros Não é retido por nenhum tipo de filtro É retido somente por ultrafiltros É retido por filtros comuns

7 Soluções Soluções Coeficiente de Solubilidade - CS Quantidade máxima de soluto solubilizável numa dada quantidade de solvente, a uma dada condição de temperatura e pressão. Ex: CS(KNO3) = 13,6 g/100 g de H20 a 0oC Curvas de Solubilidade Indicam a dependência CS vs. temperatura

8 Coeficiente de Solubilidade - CS Em geral é considerada como sendo a massa em gramas possível de ser solubilizada em 100 g de água, em uma dada Temperatura e pressão. Obs. Quando a temperatura ou a pressão não são indicadas, considera-se a temperatura de 25°C e pressão de 1 atm.

9 1L de água a 0°C 357 g de NaCl SOLUÇÕES Misturas Homogêneas CS do NaCl a 0°C = 35,7 g / 100g de H 2 O CS do NaCl a 25°C = 42,0 g / 100g de H 2 O 200 g de NaCl400 g de NaCl SaturadaSaturada com corpo de fundo insaturada

10 SOLUÇÃO SUPERSATURADA 1L de água a 0°C 1L de água a 25°C 1L de água a 0°C 400 g de NaCl Supersaturada A concentração na solução final está acima do CS do NaCl a 0°C.

11 CURVAS DE SOLUBILIDADE CS (g/100g de água) Comportamento normal Comportamento anormal CS 1 T1T1 T°C

12 Exercícios de fixação: 1)A 18°C a solubilidade de uma substância X é de 60g/100mL de água. Nessa temperatura 150g de X foram misturados em 200mL de água. O sistema obtido é: a) Heterogêneo com uma fase. b) Homogêneo com duas fases. c) Uma solução aquosa com corpo de fundo. d) Heterogêneo com três substâncias. e) Apenas uma solução aquosa.

13 2) 160g de uma solução saturada de sacarose (C 12 H 22 O 11 ) a 30°C é resfriada a 0°C. Qual a massa de açúcar cristalizada? Dados: Temperatura °C CS da sacarose (g/ 100g de água) 0°180 30°220 Exercícios de fixação:

14 Para responder às questões 3) e 4) considere o gráfico e as informações apresentadas: CS do KNO 3 (g/100g de água) Temperatura °C °C Solução aquosa de KNO 3 100g de KNO 3 100g de água Exercícios de fixação:

15 3) Essa mistura heterogênea, inicialmente a 20°C, é aquecida até 60°C. Dessa forma: a) A solução aquosa torna-se insaturada. b) A solução aquosa torna-se saturada e restam 5g de corpo de fundo. c) A solução aquosa continua saturada, sem corpo de fundo. d) A solução aquosa continua saturada e restam 20g de corpo de fundo. e) A massa de KNO 3 dissolvida triplica. Exercícios de fixação:

16 4) Uma maneira conveniente para se recuperar todo o KNO 3 do sistema e obter o sal sólido e puro é: a) Evaporar toda água, por aquecimento. b) Agitar a mistura e depois filtrá-la. c) Decantar a solução sobrenadante. d) Resfriar a mistura a 0°C. e) Aquecer a mistura a 40°C Exercícios de fixação:

17 Soluções Soluções Curvas com ponto(s) de inflexão referem-se a solutos ´hidratados´. Na temperatura da inflexão ocorre um decréscimo (total ou parcial) do número de moléculas de hidratação na fórmula do composto. Curva ascendente – dissolução endotérmica Curva descendente – dissolução exotérmica Curvas de Solubilidade

18 Classificação das Soluções Sol. INSATURADA – aquela em que a quantidade de soluto solubilizada é inferior à quantidade estipulada pelo CS (estável) Sol. SATURADA – possui uma quantidade solubilizada de soluto igual à indicada pelo CS (estável) Sol. SUPER-SATURADA – aquela em que a quantidade solubilizada do soluto é maior que a estipulada pelo CS (instável) Soluções Soluções

19 Pontos A, B e C indicam soluções insaturadas Pontos A, B e C indicam soluções insaturadas Qualquer ponto sobre a curva indica solução saturada Qualquer ponto sobre a curva indica solução saturada O ponto D representa solução super-saturada O ponto D representa solução super-saturada Explique a proposta do gráfico, de se sair de A e se chegar em D Curva de Solubilidade Insaturação Supersaturação

20 Concentrações das Soluções Concentrações das Soluções Expressam a relação Expressam a relação Soluções Soluções As formas de expressão das concentrações incluem: - as que não utilizam volume de solução - as que não utilizam volume de solução - as que utilizam volume de solução - as que utilizam volume de solução

21 Concentrações que não envolvem volume de solução Concentrações que não envolvem volume de solução Qde. de soluto / Qde. de solução ou solvente Fração em massa ou título Fração em mols ou Fração em quantidade de matéria Conc. mol/kg (É a antiga concentração molal ou molalidade) % em massa ou %(m/m) = x 100

22 É importante mencionar que, além da % (m/m) É importante mencionar que, além da % (m/m) ou % em massa [a massa, em gramas, do soluto ou % em massa [a massa, em gramas, do soluto em 100 g de solução], outras porcentagens ou em 100 g de solução], outras porcentagens ou frações são possíveis, como: frações são possíveis, como: % (m/v): massa, em gramas, de soluto em 100 % (m/v): massa, em gramas, de soluto em 100 mL de solução mL de solução % em mol ou % molar do soluto: X soluto x 100 % em mol ou % molar do soluto: X soluto x raciocínio idêntico se aplica a % em mol do solvente - - raciocínio idêntico se aplica a % em mol do solvente - % em volume ou % (v/v): V soluto /V solução x 100 % em volume ou % (v/v): V soluto /V solução x 100 Concentrações que não envolvem volume de solução Concentrações que não envolvem volume de solução

23 Qde. de soluto / Qde. de solução Concentração Comum g/L Concentração em quantidade de matéria/L ou conc. mol / L É a antiga concentração molar ou molaridade Concentrações que envolvem volume de solução nsoluto= msoluto / MMsolutoM = msoluto / (MMsoluto x V) D = m solução / V solução Densidade g/L (Obs: note que m e V são da solução) ATENÇÃO:

24 Soluções Soluções Diluição de Soluções Diluição de Soluções Método experimental que consiste em diminuir a concentração de uma solução original pela introdução de mais solvente à mesma. Método experimental que consiste em diminuir a concentração de uma solução original pela introdução de mais solvente à mesma. Em tal procedimento, a massa de soluto presente no meio permanece inalterada. Diz-se que uma solução é mais diluída quanto menor for a sua concentração.

25 Soluções Soluções Diluição de Soluções Diluição de Soluções V 1 – volume da solução inicial V 2 – volume da solução final m 1 – massa da solução inicial m 2 – massa da solução final V 2 = V 1 + V solv. adicionado

26 Soluções Soluções Diluição de Soluções Diluição de Soluções Tem-se:C 1 = m soluto /V 1 m soluto = C 1 V 1 C 2 = m soluto /V 2 m soluto = C 2 V 2 Como m soluto é mantida durante a diluição, logo: De forma similar podemos obter: M: conc. mol/L : fração em massa C 1 V 1 = C 2 V 2 M 1 V 1 = M 2 V 2 1 m 1 = 2 m 2

27 Soluções Soluções Mistura de Soluções Mistura de Soluções Podemos ter: Podemos ter: - mistura de soluções com solutos iguais - mistura de soluções com solutos diferentes e que não reagem entre si - mistura de soluções com solutos diferentes e que reagem entre si O nosso interesse é pelo primeiro caso !!!

28 Soluções Soluções Mistura de Soluções c/ Solutos Iguais Mistura de Soluções c/ Solutos Iguais 1: solução inicial 1: solução inicial 2: sol. a ser misturada a 1, de mesmo soluto 3: solução resultante da mistura Como m soluto (3) = m soluto (1) + m soluto (2), logo: De forma similar obtemos: C 3 V 3 = C 1 V 1 + C 2 V 2 M 3 V 3 = M 1 V 1 + M 2 V 2 3 m 3 = 1 m m 2

29 Soluções Soluções Mistura de Soluções c/ Solutos Iguais Mistura de Soluções c/ Solutos Iguais É importante observar que, o valor da É importante observar que, o valor da concentração da solução final representa concentração da solução final representa uma média ponderada das concentrações das soluções misturadas. Ademais, a concentração da solução Ademais, a concentração da solução resultante é, também, intermediária em relação aos valores das concentrações das soluções misturadas.

30 Soluções Soluções Mistura de Soluções - c/ Solutos Mistura de Soluções - c/ Solutos Diferentes que Reagem Entre Si Diferentes que Reagem Entre Si Neste caso trata-se de um problema de Neste caso trata-se de um problema de Cálculo Cálculo Estequiométrico Estequiométrico...

31 Soluções Soluções Mistura de Soluções - c/ Solutos Mistura de Soluções - c/ Solutos Diferentes que Não Reagem Entre Si Diferentes que Não Reagem Entre Si Quando os solutos não reagem entre si, Quando os solutos não reagem entre si, cada um deles acaba passando por um processo de diluição com a mistura das soluções. Considere o exemplo que é apresentado no próximo slide, para ilustração! no próximo slide, para ilustração!

32 Soluções Soluções Mistura de Soluções - c/ Solutos Mistura de Soluções - c/ Solutos Diferentes que Não Reagem Entre Si Diferentes que Não Reagem Entre Si Exemplo: Exemplo: Sol. 1 – 100 mL, c/ 5 g de NaCl – C 1 = 50 g/L Sol. 1 – 100 mL, c/ 5 g de NaCl – C 1 = 50 g/L Sol. 2 – 100 mL, c/ 50 g de KCl – C 2 = 50 g/L Sol. 2 – 100 mL, c/ 50 g de KCl – C 2 = 50 g/L Com a mistura, tem-se 5 g de NaCl em 200 mL Com a mistura, tem-se 5 g de NaCl em 200 mL do meio Conc. para tal soluto na solução final do meio Conc. para tal soluto na solução final é 25 g/L (< que C 1 ; o NaCl sofreu uma diluição). é 25 g/L (< que C 1 ; o NaCl sofreu uma diluição). O mesmo é observado para o KCl! O mesmo é observado para o KCl!


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