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    Soluções Soluções Document Transcript

    • 22/02/2012 Soluções Titulo da Apresentação Texto Livre Educadora Melissa Deuner Química 3º ano do EM São misturas homogêneas de duas ou mais Colégio Marista Champagnat substâncias.SOLUÇÃO É UMA MISTURA HOMOGÊNEA DE SOLUTO: COMPONENTE GERALMENTE DOIS OU MAIS COMPONENTES EM MENOR QUANTIDADE. Solução soluto solvente SOLVENTE: COMPONENTE QUE ACOLHE O SOLUTO. 1
    • 22/02/2012Estudar soluções para....?????? Soluções no cotidiano Saber expressar quantitativamente essa Café forte ou fraco? concentração; Mais ou menos doce? Compreender o significado da concentração de soluções; O quanto de chumbo é permitido aparecer na água potável? TIPOS DE SOLUÇÕES Estudo das soluções: Solução é toda mistura homogênea. SÓLIDAS GASOSAS Ex:AR Ex:OURO 18K LIQUIDAS Ex: ÁGUA DO MAR 2
    • 22/02/2012 SOLUÇÕES são misturas Como se forma uma solução ? homogêneas de duas ou mais substâncias. substância A substância B mistura A + B (solução)SOLUÇÕES SOLUÇÕES SOLUÇÃO = SOLUTO + SOLVENTE  OOOO  O O O O  O  OOOO O O O  O O  OOOO O O O O em geral H2O menor proporção parede de separação removendo a parede Exemplos: A disseminação do soluto no solvente açúcar em água, ar, ligas metálicas,... ocorre de forma espontânea ! Classificação das Dispersões Vejamos alguns exemplos: O tamanho médio das partículas do SOLUÇÃO HOMOGÊNEA disperso é um critério para classificar as dispersões (1nm = 10-9m). SOLUÇÃO COLÓIDAL SOLUÇÃO HETEROGÊNEA 3
    • 22/02/2012Ao agitar a mistura, a sacarose (disperso) Quando agitada, a gelatina (disperso) sese dissemina na água (dispersante) sob a dissemina na água (dispersante) sob aforma de pequenas partículas, as quais se forma de pequenas partículas, as quais sedistribuem uniformemente na água. distribuem uniformemente na água.Classificação dos colóides: GEL Colóide constituído por:SOL Disperso = líquido Colóide constituído por: Dispersante = sólido Disperso = sólido Dispersante = líquido Exemplos: geléias; manteiga; queijo. Exemplos: gelatina em água; goma arábica em água; vernizes e tintas. 4
    • 22/02/2012EMULSÃO ESPUMAColóide constituído por: Colóide constituído por:Disperso = líquido Disperso = gásDispersante = líquido Dispersante = líquidoExemplos: maionese; leite. Exemplos: ar na espuma de sabão; ar no chantilly; no colarinho do chope.AEROSSOL Ao agitarmos a mistura por um dadoColóide constituído por: momento, o enxofre se dissemina na água, sob a forma de partículas que seDisperso = sólido distribuem uniformemente na água. PoucoDispersante = gás (o ar) tempo depois o enxofre sedimenta-se, e oExemplos: fumaças. sistema deixa de ser uma dispersão 5
    • 22/02/2012 Definições Classificação das soluções quanto a natureza das Soluto: substância a ser dissolvida; partículas dispersas 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 PrefixoMúltiplos Símbolo Fator Frações Símbolo Fator 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 Solução iônica: As partículas dispersas do Solução molecular: As partículas dispersas do soluto são íons ou íons e moléculas soluto são moléculas. A solução molecular é (dependendo do sal ou do ácido). também chamada de solução não-eletrolítica e A solução iônica é também chamada de não conduzem a corrente elétrica. solução eletrolítica e conduz corrente elétrica. Exemplo: água e açúcar Os íons são os responsáveis pela condução da corrente elétrica numa solução. Exemplos: água e sal (cloreto de sódio) enfraquecimento da estrutura iônica. 6
    • 22/02/2012 Solubilidade dos compostos iônicosPor ser polar, a água aproxima-se dos íons que formam um compostoiônico (sólido) pelo pólo de sinal contrário à carga de cada íon, Porém, substâncias diferentes se dissolvem emconseguindo assim anular suas cargas e desprendê-las do resto do quantidades diferentes em uma mesma quantidadesólido. Uma vez separado do sólido, os íons são rodeados por de solvente na mesma temperatura.moléculas de água, evitando que eles regressem ao sólido (ex. NaCl). Isto depende do Coeficiente de solubilidade? O QUE É O COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE (Cs)?• O Coeficiente de Solubilidade ou de Saturação CS do NaCl a 0°C = 35,7 g / 100g de H2O (CS) é a quantidade máxima de um soluto CS do NaCl a 25°C = 42,0 g / 100g de H2O sólido, que pode ser dissolvida em certa quantidade de um solvente, em dada temperatura. 200 g de NaCl 357 g de NaCl 400 g de NaCl• O CS é uma grandeza determinada experimentalmente e apresentada em tabelas.Por exemplo: 1L de água 1L de água 1L de água• NaCl  CS = 36 g/100 g de água, à 20oC a 0°C a 0°C a 0°C• CaSO4  CS = 0,2 g/100 g de água, à 20oC insaturada Saturada Saturada com• KNO3  CS = 13,3 g/100 g de água, à 20oC corpo de fundo 7
    • 22/02/2012 Classificação das soluções quanto a relação soluto x solvente Tipos de solução • Sólidas (ex: aliança ouro 18 K) 75 % Au, 25 % Ag e Cu. Soluto? Solvente? • Líquidas (ex: álcool combustível) 96 % etanol e 4 % de água. Soluto? Solvente?• gasosas (ex: ar)78 % N2, 20 % O2, 2 % outros gasesSoluto? Solvente? SOLUÇÃO Água Sal de cozinha Solvente + soluto = Mistura Homogênea 8
    • 22/02/2012Classificação das soluções T = 20 C T = 40 C T = 20 C aquecimento 100 mL de água Não dissolve, mesmo sob agitação! 100 mL de água 100 mL de água O coeficiente de solubilidade do NaCl O coeficiente de solubilidade do NaCl em água é, a 20 C, em água é, a 40 C, = 1 g de NaCl = 1 g de NaCl 40 g NaCl/ 100 mL de água 36 g NaCl/ 100 mL de águaClassificação das soluções Classificação das soluções T = 20 C T = 20 C 20 g de NaCl dissolvidos 36 g de NaCl dissolvidos Solução Insaturada Solução saturada 100 mL de água Massa de sal é menor que o 100 mL de água Massa de sal é igual ao coeficiente de coeficiente de solubilidade solubilidade 9
    • 22/02/2012Classificação das soluções SOLUÇÃO SUPERSATURADA T = 20 C Resfriamento Aquecimento E E Repouso 36 g de NaCl dissolvidos 400 g de NaCl Agitação Absoluto Germe 4 g de NaCl não dissolvidos 1L de água 1L de água 1L de água Solução saturada com a 0°C a 25°C a 0°C ppt Supersaturada 100 mL de água Massa total do sal é maior que o coeficiente de solubilidade • A concentração na solução final está acima do CS do NaCl a 0°C.Representação gráfica-solubilidade x temperatura gramas de KNO3 Temperatura em 100 g de ( ºC ) água Tempera Solubilidade tura (C) (g/100 g de 0 13 H2O) 10 20 0 27,6 20 32 10 31 30 46 40 64 a 20 34 50 85 30 37 60 110 40 40 70 137 50 42,6 80 169 60 45,5 90 204 100 246 70 48,3 80 51,1 90 54 100 56,7 10
    • 22/02/2012 Soluções O gráfico abaixo representa as curvas de solubilidade dasCurvas com ponto(s) de substâncias A,B,C e D. inflexão referem-se a solutos ´hidratados´. Na temperatura da inflexão ocorre um decréscimo (total ou parcial) do número de moléculas de hidratação na fórmula do composto.Curva ascendente – dissolução endotérmicaCurva descendente – dissolução exotérmica Curvas de Solubilidade Influência da T na solubilidade 11
    • 22/02/2012 Exercitar é preciso! 01) O coeficiente de solubilidade de um sal é de 40 g por 100 mL de água a 80 C. Determine a massa desse sal, nessa temperatura, necessária para formar uma solução saturada com 70 mL de água. 02) A solubilidade de um sal a 20 C é de 12,5 g pora) Qual(is) substância(s) aumenta(m) sua solubilidade 100 mL de água. Colocando-se em um tubo de com o aumento da T? ensaio 20 mL de água e 5 g desse sal, determine,b) Qual(is) substância(s) diminue(m) sua solubilidade com o aumento da T? após agitação, a massa de sal que não se dissolve. C O Concentração é a relação entre N a quantidade de soluto (massa, no C de mols, volume,..) e a quantidade E de solução. N T Exemplo R A Soro fisiológico (NaCl) 0,9 % Ç - em cada 100 gramas dessa Õ solução há 0,9 gramas de NaCl e E 99,1 gramas de H2O. S 12
    • 22/02/2012C CO Unidades de massa O Concentração Comum (C)N grama = 103 miligramas NC quilograma (kg) = 103 gramas C É a razão entre a massa, emE E miligrama = 10-3 gramas = 10-6 kg gramas, do soluto (m1) e oN N volume, em litros (V), da solução.T TR Unidades de volume RA AÇ Litro = 103 mililitros = dm3 Ç C  m1 unidades: grama/litroÕ m3 = 103 litros Õ VE mililitro = cm3 = 10-3 litro ES S Concentração (C) C É o quociente entre a massa do soluto e o volume da solução O Exemplo N msoluto C Uma solução de NaOH apresenta C Vsolução E 200 mg dessa base num volume de 400 mL de solução. Qual a Concentração N (g/L)? Ex.: Preparar uma solução aquosa 5 g/L de cloreto de sódio (NaCl) T R Solução: A m1 = 200 mg = 0,2 g ; V = 400 mL = 0,4 L Adicionar Ç C = 0,2 g / 0,4 L = 0,5 grama/Litro Õ água NaCl destilada Tampar Agitar2,500 g E Resposta: C = 0,5 g/L 500 mL 500 mL 500 mL 500 mL S 13
    • 22/02/2012 Ex.: Qual a massa de cloreto de alumínio C (AlCl3) necessária para preparar 150 mL de O Título ou % em massa (T) uma solução aquosa de concentração igual a N 50 g/L. C É a razão entre a massa, em E m gramas, do soluto (m1) e a massa, C  soluto msoluto  C.Vsolução N Vsolução em gramas, da solução(m). T R g A T  m1  m1 sem unidades msoluto  50 .0,15L  7,5g m m1 m2 L Ç Õ E Ainda: T% = T . 100 SC CO Exemplo O Título em volume (Tv)N NC C Foram dissolvidas 80 gramas de É a razão entre o volume, em L ouE NaCl em 320 gramas de água. Qual o E mL, do soluto (V1) e o volume, emN título da solução ? N L ou mL, da solução(V).T Solução: TR R V VA m1 = 80 g ; m2 = 320 g ; m = 400 g A T  1 1 sem unidadesÇ T = 80 / 80 + 320 = 80 / 400 = 0,2 Ç v V V V 1 2 O Título em volume éÕ Õ usado para expressar a graduação alcoólicaE Resposta: T = 0,2 ou T% = 20 % E das bebidas. Ainda: Tv% = Tv . 100S S Ex.: 38o GL = 38 % 14
    • 22/02/2012C C Concentração Molar Exemplo ouO ON N Molaridade (M)C Uma bebida alcoólica apresenta CE 25% de etanol (álcool). Qual o volume, E É a razão entre o no de mols doN em mL, do etanol encontrado em 2 litros N soluto (n1) e o volume, em litrosT dessa bebida ? T (V), da solução.R Solução: RA Tv% = 25%  Tv = 0,25 ; V = 2 L AÇ Ç M n 1 unidades: mol/litro ou M V1 = Tv. V = 0,25.2 = 0,5 L = 500 mLÕ Õ VE E Resposta: V1 = 500 mL = 0,5 LS S Concentração Molar ou Molaridade (M) C O ExemploÉ o quociente entre o número de moles do soluto e o N volume da solução em litros (M = mol/L ou mol L-1) C Uma solução de H2SO4 contém 0,75 E mols desse ácido num volume de 2500 N cm3 de solução. Qual a Molaridade ? nsoluto mM como n  T Solução: PM Vsolução(litros ) R A n1 = 0,75 mol ; V = 2500 mL = 2,5 L Ç M = n1 / V = 0,75 / 2,5 = 0,3 mol/L ou 0,3 M msoluto Õ M PMsoluto.Vsolução (litros) E Resposta: M = 0,3 mol/L S 15
    • 22/02/2012 Ex.: Preparar 1 litro de uma solução 0,5 M de NaOH Ex.: Preparar 1 litro de uma solução 0,5 M de NaOH msoluto msoluto = 20 g M PMsoluto.Vsolução (litros) Vsolução = 1 litro M = 0,5 M Na = 23; O = 16; H = 1 PMsoluto = 40 g/mol Vsolução = 1 litro Adicionar msoluto  PMsoluto.Vsolução (litros).M NaOH água destilada Tampar Agitar 20,000 g g mol msoluto  40 .1L.0,5  20 g 1000 mL 1000 mL 1000 mL 1000 mL mol LEx.: Qual a molaridade de uma solução aquosa que contém 2,30 g de Ex.: Preparar uma solução aquosa 2 M de ácido acético (CH 3COOH)? álcool etílico (C2H5OH) em 3,5 litros? msoluto  PMsoluto.Vsolução (litros).M msoluto M M=2M PMsoluto.Vsolução (litros) C = 12; O = 16; H = 1 PMsoluto = 60 g/mol Vsolução = ? = 0,25 L M=?M msoluto = ? g C = 12; O = 16; H = 1 PMsoluto = 46 g/mol Vsolução = 3,5 L Como não foi fixado o volume de solução que deve ser preparado, fica a msoluto = 2,30 g critério de cada um escolher o volume da solução. Neste caso vamos preparar 250 mL de solução. Assim um balão volumétrico de 250 mL deverá ser usado. 2,3g mol M  0,0143  0,0143 M g L 46 .3,5L g mol mol msoluto  60 .0,25L.2  30 g mol L 16
    • 22/02/2012 Ex.: Preparar uma solução aquosa 2 M de ácido acético (CH 3COOH)? C O Relações entre C e T msoluto  30 g N C C  m1 T  m1  m1 E V m m1 m2 N T dividindo C por T, resulta Adicionar R Ácido Acético água destilada Tampar Agitar A m Ç 130,000 g Õ C  V  m  densidade  d ou  250 mL 250 mL 250 mL 250 mL E T m V 1 S mC CO Observações: O Relações entre C, T e MN NC 1. A Concentração (C) sempre C deve ser expressa em g/L; C  m1 T  m1  m1 M n 1E E V m m1 m2 VN 2. Se a densidade também está NT expressa em g/L a relação resultará T m1 = massa do soluto M1 = massaR C=T.d R como n1 = m1 / M1 molar do solutoA AÇ 3. Se a densidade está expressa Ç em g/mL (ou g/cm3) a relação resultaráÕE C = T . 1000 . d Õ E M =V n 1  m  C  T .1000 .d 1 V .M M 1 M1 1S S 17
    • 22/02/2012 Relação entre C e M C O Exemplo msoluto msoluto C M N Vsolução PMsoluto.Vsolução (litros) C Uma solução de HCl contém 36,5 %, em massa do E ácido e densidade 1,2 g/mL.Qual a Molaridade ? Igualando Solução: N T% = 36,5 %  T = 0,365; d = 1,2 g / mLmsoluto  C.Vsolução msoluto  M.PMsoluto.Vsolução (litros) T M = T . 1000 . d / M1 = 0,365 . 1000 . 1,2 / 36,5 R A M = 12,0 mol ou 12,0 M ou 12,0 Molar C  M.PMsoluto Ç Õ E Resposta: M = 12,0 mol/L S D Diluir uma solução é I adicionar solvente L U (em geral água) I mantendo a Ç quantidade de soluto Õ constante. E S 18
    • 22/02/2012 Solução 1 Solução 2 ExemploD DI I Foram adicionados 750 mL de água destilada à 250 mL de uma solução 0,5 M de HCl. Qual a molaridade da soluçãoL + Vágua L formada ?U U Solução: Vágua = 0,75 L ; V = 0,25 L ; M = 0,5 ; M’ = ?I I M .V = M’.V’  M’ = M.V / V’Ç Ç M’ = 0,5 . 0,25 / 1,0 = 0,125 mol/L ou 0,125 MÕ M = n1/ V M ’ = n 1 / V’ ÕE n1 = M.V n1 = M’.V’ ES S Resposta: M = 0,125 mol/L M . V = M’ . V’ I - MESMO SOLUTO (sem reação química) ExemploM Solução 1 Solução 2 Solução 3 MI I Foram misturados 0,5 L de solução 1 M de NaOH, comS S 1,5 L de solução 2 M, da mesma base. Qual a Molaridade resultante ? +T T Solução:U U M = 1 ; V = 0,5 ; M’ = 2 ; V’ = 1,5 ; V’’ = 2,0 ; M’’ = ? M .V + M’.V’ = M’’.V’’  M’’ = M.V + M’ V’ / V’’R R =(1 . 0,5) + (2 . 1,5) / 2,0 = 1,75 mol/L = 1,75 M n1 = M.V + n1’ = M’.V’ = n1’’ = M’’.V’’ M’’A AS donde resulta: S n1 + n1’ = n1’’ M.V + M’.V’ = M’’ .V‘’ Resposta: M = 1,75 M 19
    • 22/02/2012 II - SOLUTOS DIFERENTES (c/ reação química) II - SOLUTOS DIFERENTES (c/ reação química)M Ex.: solução de HCl + solução de NaOH MI Nesse caso devemos levar em conta a estequiometria da I Nesse caso ácido adiciona-se umaS reação, no seu ponto final. S solução sobre a HCl + NaOH  NaCl + H2OT 1 mol 1 mol T outra e o pontoU No ponto final da reação U final da reação pode serR no mols ácido = no mols da base nácido = nbase R visualizado pelaA A adição de umS S indicador ácido- base base. Mácido.Vácido = Mbase . Vbase Exemplo BIBLIOGRAFIAM Foram neutralizados 600 mL de solução 1 M de NaOH,I com 1,5 L de solução de HCl. Qual a Molaridade da solução • http://w3.ualg.pt/~anewton/UL/QA.htm • www.ctec.ufal.br/professor/elca/Soluções.ppt ácida ?S Solução: • http://www.google.com.br/url?sa=t&rct=j&q=ppt%20soluçõeT Mb = 1 ; Vb = 600 mL = 0,6 L ; Ma = ? ; Va = 1,5 s&source=web&cd=6&sqi=2&ved=0CE8QFjAF&url=http%3A% 2F%2Fwww.urcamp.tche.br%2Fccr%2Fagronomia%2Fhocn%2U Para essa reação, no ponto final, Ma.Va = Mb. Vb FArquivos%2FR • http://www.google.com.br/url?sa=t&rct=j&q=coeficiente%20 Ma = 1 . 0,6 / 1,5 = 0,4 mol/L de%20solubilidade%20ppt&source=web&cd=3&ved=0CC0QFjA AC&url=http%3A%2F%2Fwww.vestibular1.com.br%2Frevisao %2Fintroducao_quiS • www.quimica.net/emiliano/medianeira/solubilidade.ppt Resposta: M = 0,4 mol/L 20