Professor: José Tiago Pereira Barbosa Soluções Professor: José Tiago Pereira Barbosa 2013

SOLUÇÃO É uma mistura uniforme de átomos, íons ou moléculas de duas ou mais substâncias. SOLUTO Substância dissolvida ou substância presente em menor quantidade na solução. SOLVENTE Substância que dissolve ou a substância presente em maior quantidade.

SOLUÇÃO SOLUTO SOLVENTE SOLUÇÃO

SOLUÇÃO

Definições Prefixos mais comuns na literatura química Soluto: substância a ser dissolvida; Solvente: substância que efetua a dissolução; Solução aquosa: solução que utiliza água como solvente; Solução diluída: solução que contém uma pequena quantidade de soluto; Solução concentrada: solução que contém uma quantidade razoável de soluto. Prefixos mais comuns na literatura química Prefixo Múltiplos Símbolo Fator Prefixo Frações tera T 1012 deci d 10-1 giga G 109 centi c 10-2 mega M 106 mili m 10-3 kilo k 103 micro  10-6 hecto h 102 nano n 10-9 deca da 101 pico p 10-12

EXEMPLOS DE SOLUÇÕES

ÁGUA 105 o Soluções Aquosas: Soluções que contêm água como solvente. Estrutura de Lewis para a molécula de água 105 o

O PROCESSO DA DISSOLUÇÃO “O SEMELHANTE DISSOLVE O SEMELHANTE.” Um soluto se dissolve num solvente que tem estrutura semelhante a ele.  Solventes polares: tendem a dissolver solutos polares ou iônicos.  Solventes não polares: tendem a dissolver solutos não polares. “O SEMELHANTE DISSOLVE O SEMELHANTE.”

PROCESSO DE DISSOLUÇÃO DE UM SÓLIDO IÔNICO EM ÁGUA

Compostos covalentes polares que se dissolvem em água. IONIZAÇÃO Compostos covalentes polares que se dissolvem em água. Exemplo: HCl (H+ e Cl-) Eletrólitos: substâncias que produzem íons quando se dissolvem em água.

SOLUBILIDADE É a massa do soluto que pode ser dissolvida numa certa quantidade de solvente em uma dada temperatura. É expressa em gramas de soluto por 100 mL (100 cm3) ou por 100 g de solvente numa dada temperatura.

Exemplos: 1) Cloreto de sódio - 36 g por 100 g de H2O a 20 oC. 2) Sacarose - 204 g por 100 g de H2O a 20 oC. 3) Hidróxido de cálcio [Ca(OH)2] - 0,17 g por 100 g de H2O a 20 oC. 4) Cloreto de prata (AgCl) - 0,0001 g por 100 g de H2O a 20 oC.

Influência da Temperatura na Solubilidade A solubilidade da maioria dos sólidos nos líquidos aumenta com a temperatura. Exemplo: uma quantidade adicional de 308 g de açúcar se dissolve em 100 g de água quando a temperatura passa de 0 oC a 100 oC. Velocidade de dissolução: pulverização e agitação.

SOLUÇÃO SATURADA Solução que está em equilíbrio em relação a uma outra substância dissolvida. SOLUÇÃO INSATURADA Uma solução que não está em equilíbrio em relação à substância dissolvida e pode dissolver quantidade maior desta mesma substância.

SOLUÇAO SUPERSATURADA Solução com quantidade de substância dissolvida maior que a solução saturada. Solução de Acetato de Sódio: a) adição de um cristal de NaC2H3O2. b) e c) O excesso de NaC2H3O2 cristaliza-se na solução.

 Têm geralmente estruturas moleculares semelhantes. Líquidos Miscíveis:  Líquidos que se misturam completamente entre si para formar uma solução em qualquer proporção.  Têm geralmente estruturas moleculares semelhantes. Líquidos Imiscíveis:  Líquidos imiscíveis se dispõem em camadas de acordo com sua densidade.

Solubilidade de alguns alcoóis em água e hexano Álcool Solubilidade em H2O a Solubilidade em C6H14 CH3OH ∞ 0,12 CH3CH2OH CH3CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2OH 0,11 CH3CH2CH2CH2CH2OH 0,030 CH3CH2CH2CH2CH2CH2OH 0,0058 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2OH 0,0008 a Expresso em mol de álcool / 100 g de solvente a 20 oC. O símbolo de infinito indica que o álcool é completamente miscível em solvente.

GLICOSE

CONCENTRAÇÃO A concentração de uma solução expressa a quantidade de soluto presente numa dada quantidade de solvente ou de solução.

Concentração (C) É o quociente entre a massa do soluto e o volume da solução Ex.: Preparar uma solução aquosa 5 g/L de cloreto de sódio (NaCl) 500 mL 500 mL Adicionar água destilada 500 mL Agitar 2,500 g NaCl Tampar 500 mL

Porcentagem em massa por volume: EXEMPLO: uma solução a 5 % (m/v) de dextrose usada para alimentação endovenosa contém 5 g de dextrose (glicose) para 100 mL.

Porcentagem em massa: EXEMPLO: Uma solução de ácido nítrico a 70 % (m/m) contém 70 g de HNO3 em cada 100 g de solução.

Porcentagem em volume: EXEMPLO: Uma solução de álcool etílico a 70 % (v/v) usada como antisséptica e dessinfetante consiste de 70 mL de álcool etílico cujo volume total é de 100 mL.

Porcentagem: significa partes por cem 5 %: 5 partes em 100 Partes por milhão (ppm) 5 ppm: 5 partes em um milhão ( ou 106 partes) EXEMPLO: Se a quantidade de mercúrio em amostra for 5 mg, sua concentração em ppm é ( Note que 1 kg = 103 g = 106 mg e que mg/kg é portanto o mesmo que ppm.)

MOLARIDADE  Uma solução 5,00 M de cloreto de sódio contém 5,00 moles (292,5 g) de NaCl por litro de solução. EXEMPLO: A molaridade de uma solução que contém 0,600 mol de soluto em 2,00 litros de solução é

EXERCÍCIOS 1) Uma garrafa de coca-cola (0,473 L) contém 36,9 g de sacarose, C12H22O11. Qual é a molaridade desta solução? R = 0,228 M 2) Que massa de nitrato de prata, AgNO3 é necessária para preparar 500 mL de uma solução a 0,40 % (m/v)? R = 2,0 g de AgNO3 3) Que massa de sulfato de cobre (II) é necessária para preparar 1,50 L de uma solução 0,690 M? R = 165 g de CuSO4 4) Que massa de uma solução aquosa de ácido fosfórico a 85% (m/m) contém 20,0 g de H3PO4? R = 23,5 g de solução 5) Que massa de cloreto de amônio, NH4Cl, é necessária para preparar 750 mL de uma solução 0,333 M? R = 13,4 g de NH4Cl

Soluções dadas em molaridade: DILUIÇÃO DE SOLUÇÕES  Cálculos de diluição estão baseados no fato que o número de moles do soluto retirados da solução original e o número de moles da solução diluída são os mesmos. Soluções dadas em molaridade: moles de soluto litros de solução (iniciais) x litros de solução (iniciais) = (finais) x litros de solução (finais)

M1 x V1 = M2 x V2 EXEMPLO: Considere a diluição de ácido clorídrico, HCl, que é disponível sob forma de uma solução aquosa 12 M. Ache o volume desta solução original necessário para preparar 2,00 L de HCl 0,50 M. V1 = 0,50 M x 2,00 L 12 M 83 mL

EXERCÍCIOS 1) Uma alíquota de 10,0 mL de NH3 15 M é diluída a 250 mL com água. Qual é a molaridade da solução diluída? R = 0,60 M 2) Que volume de H2SO4 18 M é necessário para preparar 500 mL de uma solução 0,150 M? R = 4,2 mL 3) Se 25,0 mL de NaH2PO4 3,60 M são diluídos a 1,00 L, qual é a molaridade da nova solução? R = 0,0900 M