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SOLUÇÕES. Soluções: São misturas homogêneas (1 fase) de duas ou mais substâncias dispersas como moléculas, átomos ou íons. O solvente é o componente da.

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1 SOLUÇÕES

2 Soluções: São misturas homogêneas (1 fase) de duas ou mais substâncias dispersas como moléculas, átomos ou íons. O solvente é o componente da solução que é visualizado como o dissolvente de outra(s) substância(s), o(s) soluto(s). De modo geral, o solvente é a substância que está presente em maior proporção na solução. Em soluções aquosas, a água é sempre o solvente, mesmo quando em menor proporção. Ex.: H 2 SO 4 conc. 96% H 2 SO 4 (soluto) + 4% H 2 O (solvente)

3 * Soluções concentradas: são aquelas que contém uma quantidade relativamente grande de soluto dissolvido no solvente. * Soluções diluídas: são aquelas que contém uma quantidade relativamente pequena de soluto dissolvida no solvente. 96% H 2 SO 4 + 4% H 2 O 20% H 2 SO % H 2 O concentrado e diluído são termos relativos 5% H 2 SO % H 2 O

4 * Solução saturada: é aquela que contém tanto soluto dissolvido quanto o solvente pode dissolver. Ex.: 35,7 g NaCl/100 mL H 2 O (0 o C) * Solução insaturada: é aquela que contém menos soluto dissolvido do que ela pode conter. Ex.: 21,3 g NaCl/100 mL H 2 O (0 o C)

5 Solubilidade do soluto: é a quantidade de soluto necessária para preparar uma solução saturada em uma dada quantidade de solvente. A solubilidade depende da temperatura. Ex.: 35,7 g NaCl/100 mL H 2 O (0 o C) 39,1 g NaCl/100 mL H 2 O (100 o C)

6 * Solução supersaturada: é aquela que contém mais soluto do que o necessário para a saturação. É instável. Ex.: 119 g CH 3 COONa/100 mL H 2 O Se aumentar a temperatura, é possível dissolver mais acetato de sódio. Quando a solução for resfriada, o excesso do soluto ainda permanece em solução. Porém, qualquer perturbação desencadeia a precipitação do excesso de soluto. Dissolução: soluto + solvente solução

7 TIPOS DE SOLUÇÕES:

8 PROCESSO DE DISSOLUÇÃO EM SOLUÇÕES LÍQUIDAS ( H DISS ): Há três processos envolvidos: 1) A separação das moléculas do soluto ( H 1 ): H 1 > 0 ( endotérmico)

9 2) A separação das moléculas do solvente ( H 2 ): H 2 > 0 (endotérmico)

10 3) Formação das interações soluto-solvente ( H 3 ): H 3 < 0 (exotérmico)

11 O processo de dissolução em soluções líquidas: H diss = H 1 + H 2 + H 3 H diss pode ser positivo: H 3 < ( H 1 + H 2 ) Ex.: NH 4 NO 3 em água: H diss = + 26,4 kJ/mol H diss pode ser negativo: H 3 > ( H 1 + H 2 ) Ex.: NaOH em água: H diss = - 44,5 kJ/mol Se H diss for muito endotérmico, não haverá dissolução. O processo de dissolução depende das interações intermoleculares.

12 Dissolução de líquidos em líquidos: Está baseada na miscibilidade do soluto no solvente, ou seja, na capacidade do soluto ocupar posições do solvente na solução. Ex. 1: C 6 H 6 em CCl 4 (Forças de London - fracas) Miscíveis Ex. 2: C 2 H 5 OH em H 2 O (Ligações de hidrogênio - fortes) Miscíveis Ex. 3: C 6 H 6 em H 2 O Imiscíveis Líquidos miscíveis: misturam-se em qualquer proporção Líquidos imiscíveis : não se misturam Semelhante dissolve semelhante

13

14 Dissolução de sólidos em líquidos: Está baseada na remoção dos íons ou moléculas do sólido pelo solvente. Ex. 1: I 2 (sólido) em CCl 4 (Forças de London) Ex. 2: NaCl em H 2 O (Forças íon-dipolo)

15 Dissolução de gases em líquidos: A solubilidade de um gás em um líquido é uma função da pressão do gás. Quanto maior for a pressão, maior a solubilidade. Ex. : CO 2 dissolvido em água (água mineral) Gases dissolvidos no sangue (mergulhadores)

16 EFEITO DA TEMPERATURA NA SOLUBILIDADE: * A solubilidade de um sólido em um líquido geralmente aumenta com a temperatura. Exceção: Ce 2 (SO 4 ) 3

17 * A solubilidade de um gás em um líquido diminui com a temperatura. Quando os lagos se aquecem muito, o CO 2 e o O 2 tornam- se menos solúveis e ficam indisponíveis para as plantas ou animais.

18 FORMAS DE EXPRESSAR A CONCENTRAÇÃO: * Concentração mássica (pondero-volumétrica): C = massa de soluto (g) volume de solução (L) ppm = massa de soluto (mg) volume de solução (L) ppb = massa de soluto ( g) volume de solução (L) ppt = massa de soluto (ng) volume de solução (L)

19 * Concentração molar (molaridade): M = n o mols (mol) volume de solução (L) n o mols = m (g) (mol) massa molar (g.mol -1 ) * Molalidade: n o mols de soluto (mol) massa de solvente (kg)

20 * Fração mássica: W A = m A (adimensional) m A + m B +... * Percentagem mássica: %W A = W A. 100 (%) * Fração molar: X A = n A (adimensional) n A + n B +... * Percentagem molar: %X A = X A.100 (%)

21 * Fração volumétrica: V A = v A (adimensional) v A + v B +... * Percentagem volumétrica: %V A = V A x 100 (%) %A + %B + %C +... = 100% fração A + fração B + fração C = 1

22 Exercícios: 1. Calcule a molaridade de uma solução que contém 3,65 g de HCl em 2 L de solução. 2. Calcule a quantidade de Ba(OH) 2 requerida para preparar 2,5 L de uma solução com concentração 0,06 mol/L. 3. Calcule o volume de água que deve ser adicionada a 300 g de cloreto de sódio para se obter uma solução de 0,2 mol/L. 4. O ácido sulfúrico comercial tem 96,4% de H 2 SO 4 em massa e densidade igual a 1,84 g/mL. Calcule a molaridade desta solução. R: 1. 0,05 mol/L; 2. 25,7 g; 3. 25,66 L; 4. 18,1 mol/L

23 5. Uma solução de ácido sulfúrico com densidade igual a 1, 25 g/mL contém 33% de H 2 SO 4. Expresse a concentração do H 2 SO 4 em: a) concentração mássica b) fração mássica c) percentagem mássica d) concentração molar e) fração molar e) percentagem molar 6. Determine as frações mássica e molar do benzeno nas seguintes soluções: a) 1,00 g de benzeno e 1,00 g de tetracloreto de carbono. b) 4,00 g de benzeno, 4,00 g de tetracloreto de carbono e 4,00 g de dissulfeto de carbono. R: 5. a) 412,5 g/L; b) 0,33; c) 33%; d) 4,21 mol/L; e) 0,083; f) 8,3% 6. a) 0,50 e 0,66; b) 0,33 e 0,39

24 7. Uma solução de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO 4.5H 2 O) tem concentração mássica de 80 g/L. Converta para concentração molar. 8. Converta para concentração mássica a solução de ácido clorídrico 12 mol/L. 9. Expresse em molaridade a concentração de uma solução contendo 25 ppm de Fe (II). 10. Transforme 200 ppm de cromo em molaridade. R: 7. 0,32 mol/L; ,4 g/L; 9. 4,48×10 -4 mol/L; 10. 3,85×10 -3 mol/L

25 11. Uma amostra de 0,6 g de hidróxido de potássio foi dissolvida em 50 mL de água. Qual é a concentração mássica? 12. Qual é a massa de sulfato ferroso necessária para preparar 100 mL de uma solução de 24 g/L? 13. Calcule o volume da solução de KMnO 4 0,10 mL necessário para reagir completamente com 0,01 mol do íon oxalato, segundo a reação: 2MnO C 2 O H + 2Mn CO 2 + 8H 2 O 14. Considere a reação: 2H 3 PO 4 + 3Ca(OH) 2 Ca 3 (PO 4 ) 2 + 6H 2 O. Qual é a massa de hidróxido de cálcio necessária para reagir com 35 mL de H 3 PO 4 0,035 mol/L? R: g/L; 12. 3,6 g, mL; 14. 0,137 g

26 DILUIÇÃO DE SOLUÇÕES: Quando uma quantidade de água é adicionada a uma solução, a quantidade de soluto não varia, mas a sua concentração na solução diminui. n 1 = n 2 1 – antes da diluição 2 – depois da diluição M 1 V 1 = M 2 V 2

27 Exercícios: 1.Quantos mililitros de uma solução 18 mol/L são requeridos para preparar 1L de uma solução 0,9 mol/L de H 2 SO 4 ? 2. Qual é o volume de água que deve ser adicionado a 300 mL de uma solução 0,25 mol/L de NaOH para preparar uma solução 0,10 mol/L? 3. 24,5 g de ácido ortofosfórico foram dissolvidos em água, até completar 200 mL de solução. A seguir, esta solução foi diluída a 500 mL. Qual é a molaridade da solução final? mL de uma solução de HNO 3 2,5 mol/L foram diluídos a 100 mL. Qual é a molaridade da solução final? R: mL; 2. 0,45 L; 3. 0,5 mol/L; 4. 0,25 mol/L


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