Química Geral Soluções - Cálculos

1. Química Geral Soluções - Cálculos Solução • Solução é toda mistura homogênea de duas ou mais substâncias. • Uma solução é sempre formada pelo • soluto e pelo solvente.

2. Ao solvente também dá-se o nome de meio dispersante e ao soluto dá-se o nome de meio disperso. • A água é chamada de solvente universal. Isso porque ela dissolve muitas substâncias e está presente em muitas soluções. Soluções importantes no cotidiano: • Ácido Acético Ácido Acético a 4% Temperar alimentos • Álcool Hidratado Hidratado 96% Álcool doméstico, empregado na em limpeza • Soda Cáustica NaOH (líquido) Remoção de crosta de gorduras e fabricação de sabão • Soro Fisiológico NaCl (aquoso) 0,9% Medicina e limpeza de lentes de contato • Formol Metanal 40% Conservação de tecido animal • Aliança de ouro Ouro 18 quilates Joalheria • Água Sanitária Hipoclorito de sódio a 5% Bactericida e alvejante

3. Classificação • QUANTO AO ESTADO FÍSICO: • Sólidas • Líquidas • Gasosas • QUANTO À CONDUTIVIDADE ELÉTRICA: • eletrolíticas ou iônicas • não-eletrolíticas ou moleculares

4. Classificação • QUANTO À PROPORÇÃO SOLUTO/SOLVENTE: • Diluída • Concentrada • Não-saturada • Saturada • Supersaturada Solução concentrada x diluída • Concentrada: grande quantidade de soluto em relação ao solvente. • Exemplo: H2SO4 conc = ácido sulfúrico 98% + água • Diluída: pequena quantidade de soluto em relação ao solvente. • Diluir significa adicionar mais solvente puro a uma determinada solução. • Exemplo: água + pitada de sal de cozinha.

5. Coeficiente de solubilidade • Coeficiente de solubilidade (CS) • CS = m de soluto/100 g de solvente • Exemplos: • AgNO3 – 330g/100mL de H2O a 25°C • NaCl – 357g/L de H2O a 0°C • AgCl – 0,00035g/100mL de H2O a 25°C • Insaturada: msoluto < CS • Saturada: msoluto = CS • Supersaturada: msoluto > CS

6. Curvas de solubilidade • São gráficos que apresentam variação dos coeficientes de solubilidade das substâncias em função da temperatura. • Para qualquer ponto em cima da curva de solublidade, a solução é saturada. • Para qualquer ponto acima da curva de solubilidade, a solução é supersaturada. • Para qualquer ponto abaixo da curva de solubilidade, a solução é insaturada. • Através do gráfico também é possível observar que a solubilidade aumenta com o aumento da temperatura. • Em geral, isso ocorre porque quando o soluto se dissolve com absorção de calor (dissolução endotérmica). • As substâncias que se dissolvem com liberação de calor (dissolução exotérmica) tendem a ser menos solúveis a quente.

7. CURVAS DE SOLUBILIDADE As curvas de solubilidade são obtidas de forma experimental, quando descrevemos num gráfico a variação dos coeficientes de solubilidade como função da temperatura. A temperatura exerce influência direta sobre a solubilidade, portanto as curvas de solubilidade apresentam extrema importância no estudo das soluções de sólidos em líquidos. Veja abaixo alguns exemplos de curvas de solubilidade:

8. Considerando as curvas acima, temos: • a solubilidade do KNO3 a 20°C é aproximadamente 33g/100g de H2O. • a solubilidade do KNO3 a 70°C é aproximadamente 140g/100g de H2O. • o KNO3 e o KCl a 20°C apresentam a mesma solubilidade. • considerando todos os sais apresentados, a 20°C o MgCl2 apresenta menor solubilidade, e o AgNO3 apresenta a maior solubilidade. • a solubilidade do NaCl apresenta baixa variação com a temperatura. • a solubilidade do KNO3 apresenta alta variação com a temperatura.

9. Observando o gráfico anterior, sobre a solubilidade de alguns sais, responda: 1) Qual o soluto mais solúvel a 0°C? 2) Qual o C.S. aproximado do NaNO3 a 20°C? 3) Se a temperatura de uma solução baixar de 70°C para 50°C, qual será aproximadamente a massa do KBr que precipitará? 4) Qual sal tem a solubilidade prejudicada pelo aquecimento? 5) Se o KNO3 solubiliza 90g em 100g de água a 50°C, quanto solubilizará quando houver 50g de água? 6) Que tipo de solução formaria 80g do sal NH4Cl a 20°C? Respostas: 1) É o KI, porque solubiliza quase 130g em 100g de água. 2) 90 3) 70°C = 90g 50°C = 80g Então: 90-80 = 10g 4)Na2SO4 5) x = 45g de sal KNO3 6) Solução Supersaturada.

10. Mol • É a quantidade de substância que contém tantas entidades elementares (átomos, moléculas ou outras partículas) quantos forem os átomos contidos em exatamente 12g do isótopo Carbono-12. • O mol corresponde ao número 6,0x1023 (constante de Avogadro) Massa Molar • É a massa, em gramas, de um mol de partículas • A massa molar de um elemento químico é a massa que contém 1 mol de átomos do elemento (6,0x1023 átomos) • A massa molar de uma substância é a massa que contém 1 mol de moléculas da substância (6,0x1023 moléculas) • A unidade de massa molar é g/mol (g.mol-1)

11. Número de mols Para achar o número de mols de um elemento ou molécula: n = m/MM Onde: n = número de mols (mol) m = massa do elemento ou molécula(g) MM = massa molar (g/mol) Concentração • Concentração é o termo que utilizamos para fazer a relação entre a quantidade de soluto e a quantidade de solvente em uma solução. • As quantidades podem ser dadas em massa, volume, mol, etc.

12. Concentração comum • É a relação entre a massa do soluto em gramas e o volume da solução em litros. • C = m/V • Onde: • C = concentração comum (g/L) • m= massa do soluto(g) • V = volume da solução (L) • Exemplo: • Qual a concentração em g/L de uma solução de 3L com 60g de • NaCl?

13. Molaridade • A molaridade de uma solução é a concentração em número de mols de soluto por 1L de solução. • M = n/V • Onde: • M = molaridade (mol/L) • n= número de mols do soluto (mol) • V = volume da solução (L) Exemplo • Qual a molaridade de uma solução de 3L com 87,75g de NaCl?

14. Percentual • Percentual (%) - É a relação entre soluto e solvente de uma solução dada em percentual (%). • massa/massa ou peso/peso: m/m ; %p/p • % = (m1/m)x100 • Percentual massa/volume: m/V ; %p/V • % = (m1/V)x100 • Percentual volume/volume: %v/v • % = (V1/V)x100

15. Exemplos • NaCl 20,3% = 20,3g em 100g de solução • 50% de NaOH = 50g de NaOH em 100mL de solução (m/v) • 46% de etanol = 46mL de etanol em 100mL de solução (v/v) Diluição • Consiste em adicionar mais solvente puro a uma determinada solução. • A massa de uma solução após ser diluída permance a mesma, não é alterada, porém a sua concentração e o volume se alteram. • Enquanto o volume aumenta, a concentração diminui. • Veja a fórmula: • M1.V1 = M2.V2 • Onde: • M1 = molaridade da solução 1 • M2 = molaridade da solução 2 • V1 = volume da solução 1 • V2 = volume da solução 2

16. Titulação • Método de análise volumétrica que consiste em determinar a concentração de ácido ou de base através de um volume gasto de uma das soluções com molaridade conhecida. • Este método é muito utilizado em laboratórios químicos. • Vidrarias e reagentes: • - erlenmeyer (vidro usado para guardar e preparar soluções); • - bureta (tubo de vidro graduado em milímetros com torneira; • - indicador ácido-base (fenolftaleína, alaranjado de metila, etc). • Na bureta, coloca-se a solução de concentração conhecida, a qual é adicionada a uma alíquota (porção) da solução com concentração a ser determinada. • O momento em que o indicador muda de cor chamamos de ponto final ou ponto de equivalência. • Anota-se o volume gasto na bureta. • Através deste volume podemos estabelecer as quantidades, em mol, que reagiram entre si.