Soluções

1. Soluções Chang Cap 11, 12

2. Soluções, definições 1 • Solução: mistura homogénea de substâncias de estrutura molécular diferente • Solvente: componente da solução do mesmo estado físico, por exemplo água numa solução aquosa • Soluto: componente dissolvido no solvente, por exemplo sal numa solução aquosa de Na Cl

3. Soluções, definições 2 • Solúvel: substância que pode ser dissolvida • Insolúvel: substância que não pode ser dissolvida • Solubilidade: capacidade do soluto de se dissolver no solvente • Saturação: quantidade maxima de soluto dissolvido no solvente (nas dadas condições)

4. Solubilidade e Saturação • p.ex. solução de NaCl • 35 g/kg, m/m, %º • Soluto: 35 g de NaCl • Solvente: 965g de H2O • condições: 1atm, 25ºC • dissolve rapidemente • NaCl (s) Na+(aq)+Cl-(aq) • Saturação, equilibrio estabelecido NaCl (s) Na+(aq)+Cl-(aq)

5. Precipitação de sais • Precipitação controlada pelas solubilidades • produto de solubilidade • Ordem de precipitação de sais marinhos, importante na industria de sal • CaCO3 /CaS04 /NaCl/sais de K e Mg • Processos estuarinos, precipitação de sais pouco soluveis

6. Soluções, definições 3 • Solvatação: processo de formação de solução, agregação das moleculas do solvente com o soluto, • Hidratação: processo de formação de solução, no caso de soluções aquosas • Entalpia de dissolução: calor libertado ou absorvido quando 1 mole de substância é dissolvida

7. Soluções, definições 4 • Precipitado: substância insolúvel formada numa solução • Precipitação: formação de um precipitado, `sair de solução´ • Suspensão: sistema de 2 fases. Pequenas partículas sólidas disseminadas num meio líquido

8. Tipos de solução • Solução líquida: • Gás/liquído: p.ex.: O2em H2O • Liquído/liquído: etanol em H2O • Solido/liquído: Na Cl em H2O • Solução gasosa: • Gás/gás: O2 em N2 • Liquído/gás: Cloroformio em N2evaporado • Sólido/gás: Gelo seco em N2 sublimado • Solução solida: • Gás/solido: H2 em Pd, • Liquído/solido: Hg em Au, • Solido/solido: Cu em Ni

9. Tipos de Misturas • Tipos de MisturasHomogêneas Heterogêneas Soluções Coloides

10. Heterogênea TºC Homogênea TºC Temp. de fusão e misturas f2 f1 `intervalo´ de fusão t t

11. Coloides • são misturas homogêneas • não sedimentam • não são separaveis por filtração • particulas coloidais < 10-5 cm • não são soluções ionicas • dispersam a luz (efeito Tyndall) • p ex. proteínas ou glicose em água

12. Sol gel emulsão fumaça nevoeiroaerossois: fumaça nevoeiro solido/liquido liquido/liquido solido/gás liquido /gás Tipos de coloides agitação

13. Concentração quantidade de soluto num dado volume de solvente • S.I. : mol dm-3 • outras unidades • M: molaridade • m: molalidade • fracção molar • % molar, % massa • m/m, v/v, m/v p.ex g/l • Diluíção: diminuir concentração, normalmente aumentando volume de solvente

14. Soluções aquosas • solvente é àgua • àgua é excelente solvente • molécula polar • constante dielectrica elevada H • O + H • iões e moleculas de àgua + -

15. Dissolução de NaCl • Dissociação e dissolução de um sólido ionico (NaCl) em àgua H H O Na Cl

16. Entalpia de soluçãoHsol • Soluto +solvente+ calor SoluçãoSolubilidade aumenta com temperaturaEndotermico +Hsol • Soluto +solvente Solução + calor Solubilidade diminuí com temperatura Exotermico -Hsol

17. Entalpia de solução molar • Calor libertado ou absorvido quando se dissolve 1 mole de soluto num determinado solvente

18. Entalpia de solução endotermico + H • M+(g) X- (g) M+(aq) X-(aq) Entalpia de hidratação Entalpia matricial • M+(aq)X-(aq) Entalpia de solução + H • M+X-(s)

19. Entalpia de solução exotermico - H • M+(g) X-(g) Entalpia matricial Entalpia de hidratação • M+X-(s) Entalpia de solução - H • M+(aq)X-(aq)

20. Propriedades Coligativas de Soluções • Propriedades que dependem exclusivamente da concentração das particulas presentes, p.ex.: • abaixamento da pressão de vapor • aumento do ponto de ebulição • abaixamento do ponto de fusão • pressão osmóticaTeoria Cinetica Molecular, Chang Cap 11

21. Solução ideal • Soluto não volátil • solução muito diluída • n«N • N = moles de solvente • n = moles de soluto • Soluto não reage com solvente • Soluções reais apresentam desvos no comportamento • Àgua do mar não é uma solução ideal !

22. Lei de Raoult • Lei de Raoult: a presença do soluto diminuí a tendencia de escape das moleculas do solvente P1 > P2 P1 P2 Solvente Solução Solvente Solução

23. Abaixamento da pressão de vapor • P1 : pressão de vapor do solvente (puro) • P2:: pressão de vapor do solvente (em solução) • P1 > P2

24. Pvap e temperatura Pvap Solução Solvente P1 P1 - P2 P2 Temperatura

25. Elevação do ponto de ebulição T1 : ponto de ebulição do solvente T2 : ponto de ebulição da solução • Pressão Solvente Solução Patm TºC T1 T2 T = T2 - T1 : elevação do ponto de ebulição T = T2 - T1 = Ke n/N = Ke m n = moles de soluto,, N = moles de solvente m = molalidade da solução Ke = constante de ebulição do solvente, aumento provocado pela adição de 1 mole de soluto a 1kg de solvente

26. Abaixamento do ponto de fusão • Pressão s l s l Solução Solvente TºC T1 T2 T = T2 - T1 : abaixamento do ponto de fusão T = T2 - T1 = Kc n/N = Kc m n= moles de soluto,, N = moles de solvente m = molalidade da solução Kc= constante de crioscopica do solvente, abaixamento provocado pela adição de 1 mole de soluto a 1kg de solvente

27. Pressão osmótica • Osmose: passagem de solvente através de uma membrana semi-permeável • Isotónica: soluções da mesma pressão osmótica • Hipertónica: solução de pressão osmótica superior (concentração tambem superior) • Hipotónica: solução de pressão osmótica inferior (concentração tambem inferior)

28. Osmose membrana semi- permeável • Solvente Solução v v Transferência efectiva de solvente P1 > P2 Equação van´t Hoff:  = MRT M: molaridade R: const.dos gases T: Kelvin