Soluções Chang Cap 11, 12

Soluções, definições 1 Solução: mistura homogénea de substâncias de estrutura molécular diferente Solvente: componente da solução do mesmo estado físico, por exemplo água numa solução aquosa Soluto: componente dissolvido no solvente, por exemplo sal numa solução aquosa de Na Cl

Soluções, definições 2 Solúvel: substância que pode ser dissolvida Insolúvel: substância que não pode ser dissolvida Solubilidade: capacidade do soluto de se dissolver no solvente Saturação: quantidade maxima de soluto dissolvido no solvente (nas dadas condições)

Solubilidade e Saturação p.ex. solução de NaCl 35 g/kg, m/m, %º Soluto: 35 g de NaCl Solvente: 965g de H2O condições: 1atm, 25ºC dissolve rapidemente NaCl (s) Na+(aq)+Cl-(aq) Saturação, equilibrio estabelecido NaCl (s) Na+(aq)+Cl-(aq)

Precipitação de sais Precipitação controlada pelas solubilidades produto de solubilidade Ordem de precipitação de sais marinhos, importante na industria de sal CaCO3 /CaS04 /NaCl/sais de K e Mg Processos estuarinos, precipitação de sais pouco soluveis

Soluções, definições 3 Solvatação: processo de formação de solução, agregação das moleculas do solvente com o soluto, Hidratação: processo de formação de solução, no caso de soluções aquosas Entalpia de dissolução: calor libertado ou absorvido quando 1 mole de substância é dissolvida

Soluções, definições 4 Precipitado: substância insolúvel formada numa solução Precipitação: formação de um precipitado, `sair de solução´ Suspensão: sistema de 2 fases. Pequenas partículas sólidas disseminadas num meio líquido

Tipos de solução Solução líquida: Solução gasosa: Solução solida: Gás/liquído: p.ex.: O2em H2O Liquído/liquído: etanol em H2O Solido/liquído: Na Cl em H2O Solução gasosa: Gás/gás: O2 em N2 Liquído/gás: Cloroformio em N2evaporado Sólido/gás: Gelo seco em N2 sublimado Solução solida: Gás/solido: H2 em Pd, Liquído/solido: Hg em Au, Solido/solido: Cu em Ni

Tipos de Misturas Tipos de Misturas Homogêneas Heterogêneas Soluções Coloides

Temp. de fusão e misturas Heterogênea TºC Homogênea TºC f2 f1 `intervalo´ de fusão t t

Coloides são misturas homogêneas não sedimentam não são separaveis por filtração particulas coloidais < 10-5 cm não são soluções ionicas dispersam a luz (efeito Tyndall) p ex. proteínas ou glicose em água

Tipos de coloides Sol gel emulsão solido/gás fumaça liquido /gás agitação Sol gel emulsão fumaça nevoeiro aerossois: nevoeiro solido/liquido liquido/liquido solido/gás liquido /gás

Concentração quantidade de soluto num dado volume de solvente S.I. : mol dm-3 outras unidades M: molaridade m: molalidade fracção molar % molar, % massa m/m, v/v, m/v p.ex g/l Diluíção: diminuir concentração, normalmente aumentando volume de solvente

Soluções aquosas + - solvente é àgua àgua é excelente solvente molécula polar constante dielectrica elevada H O + H iões e moleculas de àgua + -

Dissolução de NaCl Dissociação e dissolução de um sólido ionico (NaCl) em àgua H H O Na Cl

Entalpia de solução Hsol Soluto +solvente+ calor Solução Solubilidade aumenta com temperatura Endotermico +Hsol Soluto +solvente Solução + calor Solubilidade diminuí com temperatura Exotermico -Hsol

Entalpia de solução molar Calor libertado ou absorvido quando se dissolve 1 mole de soluto num determinado solvente

Entalpia de solução endotermico + H M+(g) X- (g) M+(aq) X-(aq) Entalpia de hidratação Entalpia matricial M+(aq)X-(aq) Entalpia de solução + H M+X-(s)

Entalpia de solução exotermico - H M+(g) X-(g) Entalpia matricial Entalpia de hidratação M+X-(s) Entalpia de solução - H M+(aq)X-(aq)

Propriedades Coligativas de Soluções Propriedades que dependem exclusivamente da concentração das particulas presentes, p.ex.: abaixamento da pressão de vapor aumento do ponto de ebulição abaixamento do ponto de fusão pressão osmótica Teoria Cinetica Molecular, Chang Cap 11

Solução ideal Soluto não volátil solução muito diluída n«N N = moles de solvente n = moles de soluto Soluto não reage com solvente Soluções reais apresentam desvos no comportamento Àgua do mar não é uma solução ideal !

Lei de Raoult Lei de Raoult: a presença do soluto diminuí a tendencia de escape das moleculas do solvente P1 > P2 P1 P2 Solvente Solução Solvente Solução

Abaixamento da pressão de vapor P1 : pressão de vapor do solvente (puro) P2:: pressão de vapor do solvente (em solução) P1 > P2

Pvap e temperatura Pvap Solução Solvente P1 P1 - P2 P2 Temperatura

Elevação do ponto de ebulição T1 : ponto de ebulição do solvente T2 : ponto de ebulição da solução Pressão Solvente Solução Patm TºC T1 T2 T = T2 - T1 : elevação do ponto de ebulição T = T2 - T1 = Ke n/N = Ke m n = moles de soluto,, N = moles de solvente m = molalidade da solução Ke = constante de ebulição do solvente, aumento provocado pela adição de 1 mole de soluto a 1kg de solvente

Abaixamento do ponto de fusão Pressão s l s l Solução Solvente TºC T1 T2 T = T2 - T1 : abaixamento do ponto de fusão T = T2 - T1 = Kc n/N = Kc m n= moles de soluto,, N = moles de solvente m = molalidade da solução Kc= constante de crioscopica do solvente, abaixamento provocado pela adição de 1 mole de soluto a 1kg de solvente

Pressão osmótica Osmose: passagem de solvente através de uma membrana semi-permeável Isotónica: soluções da mesma pressão osmótica Hipertónica: solução de pressão osmótica superior (concentração tambem superior) Hipotónica: solução de pressão osmótica inferior (concentração tambem inferior)

Osmose Solvente Solução membrana semi- permeável v v Transferência efectiva de solvente P1 > P2 Equação van´t Hoff:  = MRT M: molaridade R: const.dos gases T: Kelvin