PROFESSOR

PAULO CESAR

PORTAL DE ESTUDOS EM QUÍMICA

DICAS PARA O SUCESSO NO VESTIBULAR: AULA ASSISTIDA É AULA ESTUDADA - MANTER O EQUILÍBRIO EMOCIONAL E O CONDICIONAMENTO FÍSICO - FIXAR O APRENDIZADO TEÓRICO ATRAVÉS DA RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS.

Soluções

Solução, dispersão coloidal e suspensão
Classificação das soluções
Tipos de concentração
Diluição e titulação
Mistura de Soluções
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	C_i	C_f
volume da solução	V_i	V_f
massa do soluto	m_i = C_i.V_i	m_f = C_f.V_f

Como a quantidade do soluto permanece constante m_i = m_f então

C_i.V_i = C_f.V_f

Cálculo da molaridade - M

Condições	Inicial	Final
molaridade	M_i	M_f
volume da solução	V_i	V_f
mols do soluto	n_i = M_i.V_i	n_f = M_f.V_f

Como a quantidade do soluto permanece constante n_i = n_f então

M_i.V_i = M_f.V_f

Mistura de Soluções

Mistura de soluções com solutos e solventes quimicamente iguais

Cálculo da concentração comum - C

Condições	Inicial		Final
concentração	solução A C_A	solução B C_B	C_f
volume da solução	solução A V_A	solução B V_B	V_f = V_A + V_B
massa do soluto	solução A m_A = C_A.V_A	solução B m_B = C_B.V_B	m_f = m_A + m_B

Como a massa final do soluto é m_f = C_f . V_f então

C_f . V_f = C_A.V_A + C_B.V_B

Cálculo da molaridade - M

Repetindo o cálculo para a molaridade teremos um resultado semelhante

M_f . V_f = M_A.V_A + M_B.V_B

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 C_A	solução B C_B	C_Af e C_Bf
volume da solução	solução A V_A	solução B V_B	V_f = V_A + V_B
massa do soluto	solução A m_A = C_A.V_A	solução B m_B = C_B.V_B

A massa do soluto A é:

C_Af . V_f = C_A.V_A

A massa do soluto B é:

C_Bf . V_f = C_B.V_B

Cálculo da molaridade - M

Repetindo o cálculo para a molaridade teremos um resultado semelhante

M_Af . V_f = M_A.V_A

M_Bf . V_f = M_B.V_B

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	M_Af
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⁺ + SO₄^2-

[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.

Este site foi atualizado em 04/03/19