QUÍMICA ANALÍTICA SOLUÇÕES Prof. Dr. Ricardo Menon UNIÃO DINÂMICA DE FACULDADES CATARATAS FACULDADE DINÂMICA DAS CATARATAS QUÍMICA ANALÍTICA SOLUÇÕES Prof. Dr. Ricardo Menon

Misturas Homogêneas também são chamadas de Soluções Misturas: É considerada mistura quando dois ou mais componentes entram em contato uns com os outros e eles mantém as suas propriedades químicas na mistura. As misturas estão divididas em: Misturas Heterogêneas: Quando podemos identificar os componentes de uma mistura. Os componentes se apresentam em fases distintas. Ex: Água + óleo vegetal. Misturas Homogêneas: Quando não é possível identificar os componentes de uma mistura. Os componentes estão na mesma fases. Ex: Água + álcool. Misturas Homogêneas também são chamadas de Soluções

Geralmente o Solvente Determina o Estado da Solução Soluções: são misturas homogêneas que apresentam uniformidades em suas propriedades. Seus componentes são denominados de solvente e soluto. Solvente: é o componente que está em maior quantidade na solução. As soluções estão divididos em: Soluções Aquosas – O solvente é água; Soluções Não Aquosas – O solvente é composto orgânico; Geralmente o Solvente Determina o Estado da Solução Soluções Líquidas: água do mar; Soluções Sólidas: ligas metálicas; Soluções Gasosas: ar;

Soluto: é o componente que encontra-se dissolvido no solvente. Os soluto estão divididos em: Eletrólitos Fortes – Substâncias que em água se dissociam, quase que completamente, conduzindo corrente elétrica; Ácidos Fortes, Bases Fortes e Sais Solúveis; Eletrólitos Fracos – Substâncias que em água se dissociam pouco, conduzindo pouca corrente elétrica; Ácidos Fracos, Bases Fracas e Sais pouco Solúveis; Não Eletrólitos – Substâncias que não se dissociam em água, não conduzem corrente elétrica;

Tamanho médio das partículas dispersas Tipos de dispersões Tamanho médio das partículas dispersas Soluções < 1nm Dispersões coloidais 1-100nm Suspensões >100nm As soluções podem ser classificadas em: Soluções Insaturadas: Quando o produto de solubilidade ainda não foi atingido. O solvente pode solubilizar mais soluto; Soluções Saturadas: O produto de solubilidade foi atingido. Com uma pequena quantidade a mais do soluto, ocorre a precipitação deste excesso; Soluções Supersaturadas: O produto de solubilidade ainda foi extrapolado, e existe a formação de corpo de fundo. Quando esta solução é submetida ao aquecimento este corpo de fundo torna-se solúvel, formando, desta forma, uma solução supersaturada.

A solubilidade do NaCl em água a 20 oC é de 36,0 g em 100 mL de água. Solubilidade: o termo Solubilidade ou Coeficiente de Solubilidade refere-se à capacidade que uma substância tem de se dissolver em outra. A solubilidade do NaCl em água a 20 oC é de 36,0 g em 100 mL de água. Exercício 1. Uma solução contendo 10 g de sulfato de cobre II (CuSO4) em 30 mL de água, a 20 oC, será saturada ou insaturada? (Dados: densidade da água a 20 oC = 1g.mL-1, solubilidade do CuSO4 a 20 oC = 21 g/100g de H2O). No máximo 30 mL consegue dissolver 6,3 g. Como foram adicionados 10 g, formou-se uma solução saturada com excesso de 3,7g, denominado de corpo de fundo.

UNIDADES DE CONCENTRAÇÃO É a forma utilizada para descrever, quantitativamente, a composição de uma solução. C (g.L-1) = Massa do soluto (g) Volume da solução (L) Concentração Comum (C) - d (g.cm-3) = Massa da amostra (g) Volume da amostra (cm3) Densidade (d) - M (mol.L-1) = Número de mol (mol) Volume da solução (L) Concentração Molar (M) -

no mol (mol) = Massa do soluto (g) Massa molar (g.mol-1) Número de mol (mol) - 1 mol de átomos de CARBONO (C) tem massa igual a 12 g, e essas 12 g contêm 6,022 x 1023 ÁTOMOS de CARBONO. Exercício 2. Quantas moléculas de água existem em 1 L de água? 18 g de H2O corresponde a 6,022 x 1023 moléculas. 1000 g de H2O corresponde a X 1000 g de água existe 3,34 x 1025 molécuas.

N (eq.L-1) = No de Equivalente de Soluto Volume da solução (L) Concentração Normal (N) - No eq (mol.c) = Massa do Soluto (g) Equivalente Grama (g.mol-1.c-1) No de Equivalente - Eq (g.mol-1.c-1) = Massa Molar (g . mol-1) Carga (c) Equivalente Grama (Eq) - - CARGA (c): 1. Número de Hidrogênio ionizáveis de um ácido; 2. Número de Hidroxilas ionizáveis de uma base; 3. Número Total de Cargas (+) ou (-) em um Sal; 4. Número Total de Elétrons Recebidos (Agente Oxidante); 5. Número Total de Elétrons Cedidos (Agente Redutor);

N (eq.L-1) = No de Equivalente de Soluto Volume da solução (L) N (eq.L-1) = Massa do Soluto (g) Eq (g.mol-1.c-1) Volume da solução (L) N (eq.L-1) = Massa do Soluto (g) Massa Molar (g.mol-1).Volume da solução (L) Carga (c) N (eq.L-1) = Massa do Soluto (g).Carga (c) MMolar (g. mol-1).Vol da solução (L) N (molc.L-1) = M. do Soluto (g).Carga (c) MMolar (g.mol-1).Vol. da sol. (L) N (molc.L-1) = M. do Soluto (g).Carga (c)

Fração Molar (XA) – é a razão entre o número de mols de um componente e o número total de mols da solução. SOLUÇÃO A + B XA = (nA) (nA + nB + nc +...) XB = (nB) (nA + nB + nc +...) QUANDO: XA = 1; Composto A Puro; XB = 1; Composto B Puro; XA = XB; ½ A e ½ B.

Massa(solução) = massa(soluto) + massa(solvente) Porcentagem em massa (% massa) e Titulo (T) – é a razão entre a massa do soluto e a massa da solução. Massa(solução) = massa(soluto) + massa(solvente) % massa(soluto) = massa (soluto) . 100 massa(solução) T = massa (soluto) massa(solução) % massa(soluto) = T . 100

Exercício. Um estudante em um laboratório de rotina precisa determinar K em uma amostra de solo. Para extrair este nutriente do solo ele utilizará 30 mL do Extrator de Mehlch, composto de H2SO4 0,025 N e HCl 0,05 N. Para preparar o extrator ele encontra no laboratório um fracos lacrado de 1L de HCl, contendo as seguintes informações: HCl – 32,47%; d – 1,16 g/mL; MM – 36,47 g/mol. Qual o procedimento o aluno deverá adotar para preparar 500 mL da solução de HCl 0,05 N,? d = m(g) V (mL) % massa(soluto) = massa (soluto) . 100 massa(solução) 1,16 g/mL = m(g) 1000 mL 32,47 % = massa (soluto) . 100 1160 g m = 1160 g de Solução

m(soluto) = 376,65 g em 1 L de solução M = 376,65 g 36,47 g.mol-1 . 1L M = 10,32 mol.L-1 N = M.x N = 10,32 molc.L-1

Para Concentração Comum temos: DILUIÇÃO A diluição é uma prática comum em vários ramos da ciência. Ela se faz necessária quando precisamos preparar uma solução a partir de uma solução concentrada (Solução Estoque). Quando um volume pequeno de uma solução estoque é diluído em um volume maior, o número total de mols no soluto na solução não muda, no entanto, a concentração do soluto diminui. Para Concentração Comum temos: C1. V1 = C2.V2 Para Concentração Molar temos: M1. V1 = M2.V2 Para Concentração Normal temos: N1. V1 = N2.V2

Exercício. Em uma solução concentrada de ácido sulfúrico (H2SO4) a concentração é 10,32 mol.L-1. Preparar, a partir da solução concentrada de H2SO4, uma solução 0,05 mol.L-1 em um balão volumétrico de 500 mL.