2.3. Composição quantitativa de soluções

2.3. Composição quantitativa de soluções
Que outros constituintes fazem parte da atmosfera terrestre? A troposfera terrestre, devido à sua proximidade, contém, para além da solução gasosa, materiais dispersos, sólidos e líquidos, originados por fenómenos naturais e pela atividade humana. Esses materiais dispersos, bem como a solução gasosa, consistem em misturas de duas ou mais substâncias que se designam por dispersões e que podem ser classificadas em três tipos: soluções coloides suspensões

Soluções, coloides e suspensões
2.3. Composição quantitativa de soluções Soluções, coloides e suspensões Uma forma de distinguir as dispersões é através do tamanho médio das suas partículas, que sendo diferente é responsável pela sua aparência distinta.

Aparência das dispersões e tipo de partículas dispersas
2.3. Composição quantitativa de soluções Soluções, coloides e suspensões Aparência das dispersões e tipo de partículas dispersas

2.3. Composição quantitativa de soluções Soluções, coloides e suspensões Soluções são misturas de duas ou mais substâncias de aspeto uniforme, invisíveis a olho nu e ao microscópio ótico, apresentando partículas dispersas que exibem um tamanho inferior a 1 nm. Numa solução não é possível separar o(s) soluto(s) por filtração. Solução – constituída por uma fase dispersante (solvente) e por uma fase dispersa (soluto(s)).

2.3. Composição quantitativa de soluções Soluções, coloides e suspensões

2.3. Composição quantitativa de soluções Soluções, coloides e suspensões Dispersões coloidais ou coloides são misturas de duas ou mais substâncias invisíveis a olho nu mas visíveis ao microscópio ótico, apresentando partículas dispersas que exibem um tamanho compreendido entre 1 nm e 1000 nm. Submetendo um coloide a uma centrifugação, verifica-se a formação de depósitos, que podem ser extraídos por filtração. Numa dispersão coloidal existe uma fase dispersante (que corresponde ao solvente numa solução) na qual está disseminada a fase dispersa (que corresponde ao(s) soluto(s) numa solução).

Tipos de coloides em função das fases dispersante e dispersa

2.3. Composição quantitativa de soluções Soluções, coloides e suspensões Suspensões são misturas de duas ou mais substâncias de aspeto não uniforme, visíveis a olho nu, apresentando partículas dispersas que exibem um tamanho superior a 1000 nm (1μm). No caso das suspensões, as partículas podem ser separadas através de decantação, seguida, no caso da existência de partículas sólidas, de filtração.

2.3. Composição quantitativa de soluções Soluções, coloides e suspensões Exemplos de suspensões, tais como fumos e poeiras, cujas partículas apresentam um tamanho superior a 1 mm, e a mistura de água com azeite, que formam uma suspensão que mistura dois líquidos. O granito é também um exemplo de uma suspensão.

2.3. Composição quantitativa de soluções Soluções, coloides e suspensões A atmosfera terrestre contém, em particular na sua camada mais baixa – a troposfera –, para além dos gases que constituem uma solução gasosa, quantidades consideráveis de:

2.3. Composição quantitativa de soluções Soluções, coloides e suspensões A atmosfera terrestre contém, em particular na sua camada mais baixa – a troposfera –, para além dos gases que constituem uma solução gasosa, quantidades consideráveis de: partículas de reduzida dimensão provenientes de fontes naturais, como pólen, areia fina, cinzas vulcânicas ou bactérias;

2.3. Composição quantitativa de soluções Soluções, coloides e suspensões A atmosfera terrestre contém, em particular na sua camada mais baixa – a troposfera –, para além dos gases que constituem uma solução gasosa, quantidades consideráveis de: partículas de reduzida dimensão provenientes de fontes naturais, como pólen, areia fina, cinzas vulcânicas ou bactérias; suspensões de gotas de água, originando o nevoeiro e as nuvens;

2.3. Composição quantitativa de soluções Soluções, coloides e suspensões A atmosfera terrestre contém, em particular na sua camada mais baixa – a troposfera –, para além dos gases que constituem uma solução gasosa, quantidades consideráveis de: partículas de reduzida dimensão provenientes de fontes naturais, como pólen, areia fina, cinzas vulcânicas ou bactérias; suspensões de gotas de água, originando o nevoeiro e as nuvens; suspensões de partículas sólidas, que dão origem aos fumos e ao smog – mistura de fumo com nevoeiro.

A atmosfera terrestre é uma solução gasosa na qual também se encontram coloides e suspensões de matéria particulada (sólidos ou líquidos em suspensão no ar).

2.3. Composição quantitativa de soluções Soluções, coloides e suspensões A troposfera contém ainda substâncias gasosas responsáveis pela poluição do ar, emitidas essencialmente pelas chaminés de fábricas e pelos tubos de escape dos veículos automóveis. Estas substâncias designam-se por poluentes, que podem ser: Poluentes primários óxidos de enxofre (SO2 e SO3) óxidos de nitrogénio (NO, NO2 e outros) dióxido de carbono (CO2) e monóxido de carbono (CO) hidrocarbonetos (CXHY) Poluentes secundários (poluentes primários que reagem entre si ou com os componentes do ar, formando novos compostos) ácido sulfúrico (H2SO4) ácido nítrico (HNO3) ozono troposférico (O3)

Existem dois tipos de fontes poluidoras – naturais e antropogénicas. As gotas de chuva, contendo esses ácidos, passam a apresentar um elevado grau de acidez, formando a chamada chuva ácida. Ao precipitar sobre o solo, esta chuva tem como consequências o desaparecimento de várias espécies aquáticas, a destruição de espécies vegetais e a corrosão de metais e outros materiais.

2.3. Composição quantitativa de soluções Soluções, coloides e suspensões A emissão de compostos orgânicos voláteis (COV), tais como hidrocarbonetos e clorofluorocarbonetos (CFC), e de matéria particulada provocam efeitos nocivos ao ser humano. São exemplos desses efeitos dores de cabeça, náuseas, reações alérgicas ou agravamento de bronquites. Em algumas cidades do Mundo a poluição do ar é tão elevada que torna necessário o uso de máscaras.

A composição quantitativa de soluções pode ser expressa de vários modos ...

Concentração mássica A concentração mássica (cm) de uma solução indica a massa de soluto (msoluto) que existe por unidade de volume da solução (Vsolução).

Concentração mássica Qual deles será o mais gordo? Qual deles tem maior concentração mássica em lípidos? Qual o significado físico desse valor?

Concentração mássica Cálculo da concentração mássica em lípidos de cada uma das amostras: Amostra I Amostra II 𝑐 m = 𝑚 soluto 𝑉 solução 𝑐 m = 0,1 g 0,10 L 𝑐 m =1 g/L (ou g/ dm 3 )  𝑐 m = 𝑚 soluto 𝑉 solução 𝑐 m = 1,6 g 0,10 L 𝑐 m =16 g/L (ou g/ dm 3 ) 

Concentração mássica Amostra III 𝑐 m = 𝑚 soluto 𝑉 solução 𝑐 m = 3,7 g 0,10 L 𝑐 m =37 g/L (ou g/ dm 3 )  O leite mais gordo é o leite relativo à amostra III, dado que, para o mesmo volume de solução, é o que apresenta uma maior massa de gordura (lípidos). Assim, o valor calculado significa que em cada 1 dm3 (ou L) deste leite (solução), existem 37 g de lípidos dissolvidos (soluto).

Concentração molar ou concentração A concentração molar ou, simplesmente, concentração (c) ou ainda molaridade indica a quantidade de matéria de soluto (nsoluto) que existe por unidade de volume de solução (Vsolução).

Concentração molar ou concentração
2.3. Composição quantitativa de soluções A concentração molar total média do sódio é de 0,46 mol/L. Qual o significado físico deste valor? Que quantidade química de iões sódio existe num copo com 200 mL de água do mar?

Concentração molar ou concentração 𝑐= 𝑛 soluto 𝑉 solução 0,46= 𝑛 Na + 0,200 𝑛 Na + =0,092 mol de iões Na +  O valor 0,46 mol/L significa que, em cada litro (ou dm3) de água do mar (solução), existem 0,46 mol de iões sódio (soluto) dissolvidos.

Percentagem em massa A percentagem em massa (% m/m) indica a massa de soluto (msoluto) existente em cada 100 unidades de massa de solução (msolução). É adimensional.

Percentagem em massa

Percentagem em massa Qual o significado físico do valor 65% em lípidos? Qual o produto mais indicado para pessoas cuja dieta alimentar recomenda baixa ingestão de gordura?

Percentagem em massa O valor 65% (m/m) em lípidos significa que em cada 100 g de margarina (solução), existem 65 g de lípidos dissolvidos. A restante massa (35 g) corresponde à massa dos restantes componentes.

Percentagem em volume A percentagem em volume (% V/V) indica o volume de soluto (Vsoluto) contido em cada 100 unidades de volume de solução (Vsolução). É adimensional.

Percentagem em volume Que volume de álcool é ingerido ao beber 200 mL deste vinho? Qual o significado físico do valor 16,5% V/V? %( 𝑉 𝑉 ) = 𝑉 soluto 𝑉 solução 100 16,5% = 𝑉 soluto 200 100 𝑉 soluto =33 mL 

Percentagem em volume Que volume de álcool é ingerido ao beber 200 mL deste vinho? Qual o significado físico do valor 16,5% V/V? Bebendo 200 mL deste vinho do Porto são ingeridos 33 mL de álcool. O valor 16,5% V/V significa que em 100 mL deste vinho (solução) estão dissolvidos 16,5 mL de etanol (soluto).

Percentagem

Partes por milhão Partes por milhão (ppm) indica a massa ou volume de soluto existente em um milhão (106) de unidades de massa ou volume de solução. Utiliza-se quando a concentração do soluto é muito baixa. É adimensional.

Partes por milhão Considere-se, por exemplo, a percentagem em volume de metano numa amostra de ar seco que é de 0,0002%. Qual a composição deste gás na troposfera expressa em ppmV? Qual o significado físico do valor encontrado?

Partes por milhão

Partes por milhão Este valor, 2 𝐩𝐩𝐦 𝑽 de metano no ar, significa que existem 2 unidades de volume (por exemplo, 2 L) de metano, por cada unidades de volume (um milhão de litros ou 106 L) de ar.

Partes por milhão Um dos gases que tem sido alvo de maior atenção é o dióxido de carbono, pois a sua concentração na atmosfera tem vindo a aumentar nas últimas décadas. Teor de dióxido de carbono na atmosfera, em ppmV.

Partes por milhão A concentração de CO2 na atmosfera é 400 ppmV 400 partes de CO2 em de partes de ar da atmosfera 400 cm3 de CO2 em cm3 de ar 400 cm3 de CO2 em cada m3 de ar atmosférico

Partes por milhão

Fração molar A fração molar (x) é o quociente entre a quantidade de matéria do componente (por exemplo, o soluto A) e a quantidade de matéria total da solução. É adimensional. A soma das frações molares dos diferentes componentes de uma solução é igual a 1.

Fração molar Tome-se como exemplo o soro fisiológico, que é constituído por água destilada e cloreto de sódio a 0,9% em massa. ↪ Qual a fração molar de cloreto de sódio e de água destilada nesta solução? ↪ Qual o significado físico dos valores obtidos?

Fração molar O valor 0,9% em massa significa que em cada 100 g de solução (soro), 0,9 g são de soluto (cloreto de sódio) e 99,1 g são de água destilada (solvente).

Fração molar Estes valores significam que em cada mole de partículas que constituem o soro fisiológico, 0,003 mol são de cloreto de sódio e 0,997 mol são de moléculas de água.

Diagrama de conteúdos

2.3. Diluição de soluções

2.3. Diluição de soluções Assim, sendo n = c x V então

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2.3. Composição quantitativa de soluções

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