Propriedades das soluções

1. Propriedades das soluções Arthur Politi Duarte 16992 Leandro Augusto Rennó Silva 17010

2. Introdução O Processo de dissolução Soluções saturadas e solubilidade Fatores que afetam a solubilidade Formas de expressar a concentração Propriedades coligativas Colóides INTRODUÇÃO Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 01/38

3. 1. INTRODUÇÃO Para que haja uma mistura, seus componentes devem estar misturados uniformemente em nível molecular Misturas homogêneas são chamadas de soluções Exemplos: Ar – solução de vários gases Latão – solução sólida de zinco e cobre Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 02/38

4. 1. INTRODUÇÃO • TIPOS DE MISTURAS: • Gasosas, sólidas ou líquidas • COMPONENTES DAS MISTURAS: • Solvente presente em maior quantidade • Soluto demais componentes Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 03/38

5. O PROCESSO DE DISSOLUÇÃO Ex.: Processo de dissolução de um sal iônico em água Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 04/38

6. 2. O PROCESSO DE DISSOLUÇÃO SOLVATAÇÃO Interação entre moléculas de soluto e de solvente OBS: Quando o solvente for a água chamamos de hidratação. Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 05/38

7. 2. O PROCESSO DE DISSOLUÇÃO MUDANÇAS DE ENERGIA E FORMAÇÃO DE SOLUÇÃO ΔH(dissolução) = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 06/38

8. 2. O PROCESSO DE DISSOLUÇÃO Exemplo de aplicação: Bolsa de calor instantâneo. MgSO4 quente NH4NO3 fria Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 07/38

9. 2. O PROCESSO DE DISSOLUÇÃO FORMAÇÃO DE SOLUÇÃO, ESPONTANEIDADE E DESORDEM Ocorre espontaneamente quando Energia do sistema diminui (exotérmico) Aumento da desordem ou ENTROPIA (endotérmico) Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 08/38

10. Solubilidade quantidade de soluto necessária para formar uma solução saturada em certa quantidade de solvente • Ex.: a solubilidade do NaCl a 0ºC é de 35,7g por 100 mL de H2O SOLUÇÕES SATURADAS E SOLUBILIDADE Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 09/38

11. Saturada quando as velocidades dos processos de dissolução e cristalização se igualam • Insaturadapossui menor quantidade de soluto do que a saturada • Ex.: 10 g de NaCl em 100 mL de H2O a 0ºC 3. SOLUÇÕES SATURADAS E SOLUBILIDADE Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 10/38

12. 3. SOLUÇÕES SATURADAS E SOLUBILIDADE • Supersaturada possui maior quantidade de soluto do que a saturada. Forma-se corpo de fundo. Ex.: 50 g de NaCl em 100 mL de H2O a 0ºC Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 11/38

13. FATORES QUE AFETAM A SOLUBILIDADE • Interações soluto-solvente • Pressão • Temperatura Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 12/38

14. 4. FATORES QUE AFETAM A SOLUBILIDADE • Interações soluto-solvente • Quanto mais fortes as atrações entre as moléculas de soluto e de solvente, maior a solubilidade • Semelhante dissolve semelhante • Líquidos: miscíveis e imiscíveis Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 13/38

15. 4. FATORES QUE AFETAM A SOLUBILIDADE • Solubilidade das vitaminas • A, D, E e K  Lipossolúveis • B e C  Hidrossolúveis • (mais importantes na dieta) Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 14/38

16. 4. FATORES QUE AFETAM A SOLUBILIDADE • Pressão Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 15/38

17. 4. FATORES QUE AFETAM A SOLUBILIDADE • LEI DE HENRY: • Sg = kPg • Sg solubilidade do gás na fase de solução • Pg  pressão parcial do gás sobre a solução • K  constante de proporcionalidade ou de Henry • Essa contante é diferente para cada par soluto-solvente, e varia com a temperatura Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 16/38

18. 4. FATORES QUE AFETAM A SOLUBILIDADE Efeito da pressão na solubilidade e na produção de bebidas carbonatadas Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 17/38

19. 4. FATORES QUE AFETAM A SOLUBILIDADE • Temperatura Nos sólidos: T = solubilidade (maioria) (em água) Nos gases : T = solubilidade (em água) Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 18/38

20. QUALITATIVAMENTE: • Diluída – concentração relativamente pequena • Concentrada – concentração grande • QUANTITATIVAMENTE: • Porcentagem em massa, fração em quantidade de matéria, concentraçao em quantidade de matéria e concentração em mol/kg FORMAS DE EXPRESSAR A CONCENTRAÇÃO Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 19/38

21. PORCENTAGEM EM MASSA: • Ex.: Solução de ácido clorídrico 36% em massa 36 g de HCl para cada 100 g de solução 5. FORMAS DE EXPRESSAR A CONCENTRAÇÃO Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 20/38

22. 5. FORMAS DE EXPRESSAR A CONCENTRAÇÃO • PARTES POR MILHÃO (ppm) - usada para soluções muito diluídas • 1ppm 1g de soluto para cada milhão (106) de gramas de solução ou 1 mg de soluto por litro de solução Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 21/38

23. 5. FORMAS DE EXPRESSAR A CONCENTRAÇÃO • PARTES POR BILHÃO (ppb) - usada para soluções ainda mais diluídas • 1ppb 1 g de soluto por bilhão (109) de gramas de solução ou 1 micrograma (µg) de soluto por litro de solução Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 22/38

24. FRAÇÃO EM QUANTIDADE DE MATÉRIA (mol/mol): • Ex.: 1 mol de HCl 1mol = 0,111 • 8 mols de H2O (1+8) mol 5. FORMAS DE EXPRESSAR A CONCENTRAÇÃO Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 23/38

25. 5. FORMAS DE EXPRESSAR A CONCENTRAÇÃO • CONCENTRAÇÃO EM QUANTIDADE DE MATÉRIA (mol/L): • Ex.: 0,5 mol de Na2CO30,5 mol = 2 mol/L de Na2CO3 • 0,250 L de solução 0,250 L Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 24/38

26. 5. FORMAS DE EXPRESSAR A CONCENTRAÇÃO • CONCENTRAÇÃO EM mol/kg (EX-MOLALIDADE): • Ex.: 0,2 mol de NaOH 0,2 mol = 0,4 mol/kg de NaOH • 0,5 kg de H2O 0,5 kg Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 25/38

27. PROPRIEDADES COLIGATIVAS • Propriedades físicas das soluções que dependem apenas da quantidade (concentração) de partículas que o soluto produz em solução, e não do tipo ou identidade delas • Tonoscopia • Ebulioscopia • Crioscopia • Osmometria Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 26/38

28. 6. PROPRIEDADES COLIGATIVAS • Tonoscopia: abaixamento da pressão de vapor pela adição de um soluto não-volátil • Pressão de vapor: ocorre quando se estabelece o equilíbrio de um líquido com seu vapor em um recipiente fechado. Nesse caso, a pressão exercida pelo vapor no líquido é a pressão de vapor • A adição de um soluto diminui a pressão de vapor • Lei de Raoult: PA = XA . Pº Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 27/38

29. 6. PROPRIEDADES COLIGATIVAS • Solução ideal: cumpre a lei de Raoult • As soluções reais têm comportamento aproximado do ideal quando: • a concentração dos solutos é pequena • solutos e solvente têm moléculas com tamanhos semelhantes e estão sujeitas a forças intermoleculares semelhantes Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 28/38

30. 6. PROPRIEDADES COLIGATIVAS Ebulioscopia: é a elevação do ponto de ebulição de um líquido quando acrescenta-se a ele um soluto não-volátil Concentração de soluto Pressão de vapor Ponto de ebulição O estudo da ebulioscopia obedece à seguinte equação: • ΔTe = Ke W • Ke = constante ebulioscópica (ligada ao solvente) • W = concentração em mol/kg Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 29/38

31. 6. PROPRIEDADES COLIGATIVAS Crioscopia: Diminuição do ponto de congelamento pela adição de um soluto não-volátil Pressão de vapor Ponto de ebulição Ponto de congelamento Concentração de soluto O estudo da crioscopia obedece à seguinte equação: ΔTc = Kc W Kc = constante crioscópica (ligada ao solvente) W = concentração em mol/kg Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 30/38

32. 6. PROPRIEDADES COLIGATIVAS • Osmose • Pressão osmótica (π) [soluto] = pressão osmótica Equação da pressão osmótica: • Soluções isotônicas / hipotônicas / hipertônicas Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 31/38

33. COLÓIDES Tamanho das partículas Soluções coloidais Soluções Suspensões Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 32/38

34. COLÓIDES • Exemplos: • Pasta de dente, neblina e leite. Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 33/38

35. COLÓIDES • Efeito Tyndall: • Desvio da luz por partículas coloidais Exemplo: Feixe de luz de um automóvel em uma estrada com poeira, neblina. Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 34/38

36. COLÓIDES • Colóides Hidrofílicos: • Colóides que tem uma afinidade com a água. São mais parecidos com as soluções que examinamos anteriormente • Colóides Hidrofóbicos: • Colóides que não interagem com a água. Porém, podem ser preparados em água, se eles forem estabilizados de alguma forma. Os colóides hidrofóbicos podem ser estabilizados pela adsorção de íons (aderência à superfície) ou pela presença de um grupo hidrofílico (como o estearato de sódio numa suspensão de óleo em água). Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 35/38

37. COLÓIDES • Remoção de partículas coloidais: • Não podem ser separadas por filtraçao simples (são muito pequenas) • Devem ser aumentadas por processo chamado coagulação, como através de um aquecimento. • As partículas maiores resultantes podem então ser separadas pela filtração ou simplesmente pela decantação Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 36/38

38. COLÓIDES Aplicações Tecnológicas Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 37/38

39. Referências bibliográficas • www.wikipedia.org • Química: A Ciência Central Arthur Politi Duarte e Leandro Augusto Rennó Silva 38/38