Soluções

1. Solução, dispersão coloidal e suspensão
2. Classificação das soluções
3. Tipos de concentração
4. Diluição e titulação
5. Mistura de Soluções
6. Colóides

Solução, dispersão coloidal e suspensão

Solução é toda mistura homogênea de duas ou mais substâncias.

As partículas dispersas:

são moléculas ou íons comuns

têm diâmetro menor que 1 nm (10dispersão coloidal : as partículas dispersas têm diâmetro entre 1 e 100 nm são agregados de moléculas ou de íons comuns, ou macromoléculas, ou macroíons isolados não se sedimentam sob a ação da gravidade, nem sob a ação dos centrifugadores comuns, mas sim sob a ação de ultracentrifugadores não são retidas por filtros comuns, mas o são por ultrafiltros não são detectadas ao microscópio comum, mas o são com o auxílio do microscópio eletrônico e do ultramicroscópio. Na suspensão: as partículas dispersas têm diâmetro maior que 100 nm são agregados de moléculas ou de íons sedimentam-se pela ação da gravidade ou dos centrifugadores comuns são retidas pelo filtro comum e são detectadas a olho nu ou com o auxílio de microscópios comuns. Classificação das soluções Quanto ao estado físico: sólidas líquidas gasosas Quanto à condutividade elétrica: eletrolíticas ou iônicas não-eletrolíticas ou moleculares Quanto à proporção soluto/solvente: diluída concentrada não-saturada saturada supersaturada Tipos de concentração % em massa: _massa de soluto_ massa de solução ´ 100 % em volume: _volume de soluto_ volume de solução ´ 100 (só é usada quando soluto e solvente são ambos líquidos ou ambos gasosos) concentração em g/L: massa de soluto em gramas volume de solução em litros concentração em mol/L: _quantidade de soluto (mol)_  volume de solução em litros concentração em molalidade: _quantidade de soluto (mol)_ massa do solvente em kg concentração em fração molar de soluto: _quantidade de soluto (mol)_ quantidade de solução (mol)  Partes por milhão (ppm) Em soluções diluídas é comum utilizar a concentração em partes por milhão (ppm), que mostra o número de partes do soluto que há em 1 milhão de partes da solução. Em soluções intensamente diluídas podemos utilizar a concentração em partes por bilhão (ppb) que mostra o número de partes do soluto que há em 1 bilhão de partes da solução. Em soluções líquidas intensamente diluídas, a densidade da solução é praticamente igual a densidade da água.   Diluição e titulação Diluição é uma operação em que se acrescenta solvente à solução. A quantidade de soluto permanece constante. Cálculo da concentração comum - C Condições Inicial Final concentração Ci Cf volume da solução Vi Vf massa do soluto mi = Ci.Vi mf = Cf.Vf Como a quantidade do soluto permanece constante mi = mf então Ci.Vi = Cf.Vf Cálculo da molaridade - M Condições Inicial Final molaridade Mi Mf volume da solução Vi Vf mols do soluto ni = Mi.Vi nf = Mf.Vf Como a quantidade do soluto permanece constante ni = nf então Mi.Vi = Mf.Vf Mistura de Soluções Mistura de soluções com solutos e solventes quimicamente iguais Cálculo da concentração comum - C Condições Inicial Final concentração solução A CA solução B CB Cf volume da solução solução A VA solução B VB Vf = VA + VB massa do soluto solução A mA = CA.VA solução B mB = CB.VB mf = mA + mB Como a massa final do soluto é mf = Cf . Vf então Cf . Vf = CA.VA + CB.VB Cálculo da molaridade - M Repetindo o cálculo para a molaridade teremos um resultado semelhante Mf . Vf = MA.VA + MB.VB Mistura de soluções com solutos diferentes que não reagem quimicamente Cálculo da concentração comum - C Serão consideradas duas soluções com solutos A e B Condições Inicial Final concentração solução A CA solução B CB CAf e CBf volume da solução solução A VA solução B VB Vf = VA + VB massa do soluto solução A mA = CA.VA solução B mB = CB.VB A massa do soluto A é: CAf . Vf = CA.VA    A massa do soluto B é: CBf . Vf = CB.VB   Cálculo da molaridade - M Repetindo o cálculo para a molaridade teremos um resultado semelhante MAf . Vf = MA.VA    MBf . Vf = MB.VB   Exemplos: 1 ) Misturamos 200 mL de uma solução 0,5 M ( leia 0,5 molar ou 0,5 mols / L ) de NaNO3 com 300 mL de uma solução 0,8 M de Na2SO4 . Determine a molaridade da solução de NaNO3 na mistura. [NaNO3] Volume inicial # NaNO3 Volume final MAf 0,5 mols / L 0,2 L 0,2x0,5 = 0,1 mol 0,2 + 0,3 = 0,5 L 0,1 / 0,5 = 0,2 M 2 ) Misturamos 200 mL de uma solução 0,5 M de NaNO3 com 300 mL de uma solução 0,8 M de Na2SO4 . Determine a molaridade da solução do íon  Na+ na mistura, supondo que os sais estejam completamente ionizados. Sabendo que:  NaNO3 ® Na+ + NO3- Na2SO4 ® 2 Na+ + SO42-  [NaNO3] [Na+] Volume # Na+ 0,5 mol / L 0,5 mol / L  0,2 L 0,5 x 0,2 = 0,1 mol [Na2SO4] [Na+] Volume # Na+ 0,8 mol / L 2 x 0,8 = 1,6 mol / L 0,3 L 1,6 x 0,3 = 0,48 mol # Na+ Volume [Na+] 0,1 + 0,48 = 0,58 mol 0,2 + 0,3 = 0,5 L 0,58 / 0,5 = 1,16 mol / L Mistura de soluções com solutos que reagem quimicamente. O resultado depende da qualidade dos solutos e de suas quantidades para saber se a reação química foi completa ou sobrou reagente. Cada caso deve ser analisado separadamente não cabe uma solução geral. Mistura de um ácido com uma base. Nas soluções de ácido e bases em água são encontrados íons H+ e OH- . Misturadas estas soluções os íons se neutralizam na proporção de 1 para 1.   H+   +   OH- ®     H2O 1 mol    1 mol      1 mol Como resultado da mistura pode ocorrer: Neutralização Quantidade de íons  total do ácido e da base   H+   =   OH-  parcial do ácido   H+   >   OH-  parcial da base   H+   <   OH-  Quando ocorre uma neutralização parcial do ácido ou da base, a solução resultante é uma solução do ácido ou da base mais diluída, uma vez que o volume da mistura é maior e a quantidade de soluto foi reduzida.  Exemplos: 1) Foram misturados 600 mL de uma solução 2 M de HCl com 400 mL de uma solução 3 M de NaOH. Supondo o ácido e a base completamente ionizados, verifique se ocorreu ou não a neutralização total do ácido e da base. Sabemos que:         HCl  ®  H+ + Cl- 1 mol   1 mol          NaOH  ®  OH- + Na+ 1 mol     1 mol [HCl] [H+] volume da solução quantidade de H+  2 M 2 M 0,6 L 1,2 mol [NaOH] [OH-] volume da solução quantidade de OH- 3 M 3 M 0,4 L 1,2 mol Como as quantidades de íons hidrogênio e hidroxila são iguais ocorreu uma neutralização total do ácido e da base. 2) Foram misturados 200 mL de uma solução 2 M de HCl com uma solução 3 M de NaOH. Supondo o ácido e a base completamente ionizados, determine o volume da solução da base para ocorrer uma neutralização total. Sabemos que:         HCl  ®  H+ + Cl- 1 mol   1 mol          NaOH ® OH- + Na+ 1 mol    1 mol [HCl] [H+] volume da solução quantidade de H+  2 M 2 M 0,2 L 0,4 mol [NaOH] [OH-] volume da solução quantidade de OH- 3 M 3 M x 3x mol Para ocorrer neutralização total é necessário que as quantidades de íons hidrogênio e hidroxila sejam iguais. 3x = 0,4 ® x = 0,133 L 3) Foram misturados 600 mL de uma solução 0,5 M de H3PO4  com 400 mL de uma solução 2 M de Ca(OH)2 . Supondo o ácido e a base completamente ionizados, verifique se ocorreu ou não a neutralização total. Havendo uma neutralização parcial, determine a concentração do ácido ou da base residual. Sabemos que:               H3PO4  ®    3 H+    + PO4-   1 mol         3 mols         Ca(OH)2 ® 2 OH- + Ca2+ 1 mol      2 mols [H3PO4] [H+] volume da solução quantidade de H+  0,5 M 3 x 0,5 M 0,6 L 3 x 0,5 x 0,6 = 0,9 mol [Ca(OH)2] [OH-] volume da solução quantidade de OH- 2 M 2 x 2 M 0,4 L 2 x 2 x 0,4 = 1,6 mol Como a quantidade de íons hidroxila é maior que a de íons hidrogênio ocorreu uma neutralização parcial da base, tendo restado na solução 1,6 - 0,9 = 0,7 mol do íon hidroxila. Como o volume da mistura é 0,6 + 0,4 = 1 L, então a concentração molar da base restante é 0,7 M Titulação é uma operação de laboratório através da qual se determina a concentração de uma solução A medindo-se o volume de uma solução B de concentração conhecida, que reage completamente com um volume conhecido da solução A. Colóides Estado coloidal - A passagem de sol a gel é reversível. As partículas dispersas têm película de solvatação, que estabiliza o colóide. Exemplos: proteínas em água, amido em água, gelatina em água e a maioria dos colóides naturais. Efeito TYNDALL - Numa dispersão coloidal, ao jogar um feixe de luz, observaremos um fundo escuro, uma turvação, por causa da dispersão dos raios luminosos nas partículas dispersas Colóide irreversível ou liófobo ou hidrófobo - os processos vitais estão associados ao estado coloidal. Industrial - preparo de geléias, maionese, creme chantilly, etc.

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Este site foi atualizado em 01/01/11

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