Soluções são misturas de duas ou mais substâncias que estão em apenas uma fase de agregação (sólido, líquido ou gasoso) e apresentam um aspecto uniforme e homogêneo. As soluções são formadas por substâncias dissolvidas, denominadas solutos, em um solvente, que está presente em maior quantidade. Show No nosso cotidiano, estamos em constante contato com soluções, como as ligas metálicas, o ar atmosférico, o soro fisiológico, entre outras. Em várias dessas soluções formadas por sólidos e líquidos, a água atua como solvente na maioria dos casos e, por isso, é considerada um solvente universal. Saiba mais: Água como solvente Tipos de soluçõesAs soluções podem ser classificadas de acordo com o estado físico em que se encontram à temperatura ambiente, sendo essa denominação dada em: sólidas, líquidas ou gasosas. → Sólidas: Em temperatura ambiente, os componentes da solução encontram-se no estado sólido. Chamamos a esse tipo de solução por ligas. Um exemplo dessas ligas é o ouro 18k e o bronze (estanho + cobre). O ouro 18K usado para fabricação de joias é uma solução sólida formada por 75% de ouro e 25% de outros metais.→ Gasosas: Nesse tipo de solução, os componentes estão no estado gasoso. Toda mistura gasosa é uma solução. Como exemplo temos o ar atmosférico, que é composto por 78% de N2, enquanto O2, CO2 e gases nobres completam os outros 28%. → Líquidas: Para as soluções líquidas, basta que apenas um dos componentes esteja no estado líquido. Normalmente pensamos em um sólido dissolvido em um líquido, mas existem outras possibilidades que resultam em uma solução líquida. Vejamos algumas delas.
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Coeficiente de solubilidadeO coeficiente de solubilidade (CS) determina a quantidade máxima possível de um soluto que podemos dissolver em uma certa quantidade de solvente, a uma determinada temperatura. Cada substância apresenta um comportamento diferente ao ser solubilizada em um solvente, algumas apresentam uma baixa solubilidade em água, já outras apresentam altos coeficientes de solubilidade. Temos substâncias que aumentam a solubilidade com o aumento da temperatura e substâncias que se tornam menos solúveis. Além disso, é importante lembrar que uma mesma substância apresenta coeficientes de solubilidades diferentes em diferentes solventes. A solubilidade do cloreto de sódio (NaCl), por exemplo, é de 36 gramas de sal em 100 gramas de água a 20ºC, ou da forma como escrevemos o coeficiente: 36 g de NaCl/100 g de H2O a 20ºC. Para efeito de comparação, o coeficiente do cloreto de prata (AgCl) é de 0,0014 g de AgCl/100 g de H2O a 20ºC, bem abaixo da solubilidade do NaCl. O coeficiente de solubilidade pode ser representado em tabelas ou gráficos. Para demonstrá-lo nessas formas, vamos analisar a solubilidade do cloreto de amônio (NH4Cl):
Com os dados da tabela, podemos representar o coeficiente do NH4Cl graficamente: Concentração das soluçõesQuando trabalhamos com soluções, além de conhecer bem os componentes envolvidos em cada uma, é necessário saber a quantidade de soluto em determinada quantidade de solvente. Para isso usamos a concentração das soluções, que pode ser expressa de diferentes formas usando diferentes unidades. As principais relações de concentração estão listadas a seguir:
Diluição das soluçõesA diluição de soluções — um fenômeno bastante comum tanto em nosso cotidiano quanto nos laboratórios — consiste em adicionar mais solvente à solução, a fim de diminuir sua concentração, obtendo assim uma solução mais diluída. Durante uma diluição, a quantidade de soluto não muda, apenas a quantidade de solvente sofre alteração. Assim sendo, a quantidade de soluto no início sempre será igual a sua quantidade final. Com essa informação, podemos estabelecer relações com as concentrações iniciais e finais das soluções: Se m1 = m1, então: Seguindo o mesmo raciocínio, podemos estabelecer as seguintes relações para os outros tipos de concentração: Exercícios resolvidosQuestão 01 (PUC-Camp-SP) Os xaropes são soluções concentradas de açúcar (sacarose). Em uma receita caseira, são utilizadas 500 g de açúcar para cada 1,5 L de água. Nesse caso, a concentração mol/L de sacarose nesse xarope é de, aproximadamente, Dado: Massa molar da sacarose = 342 g/mol a) 2,5 b) 1,5 c) 2,0 d) 1,0 e) 3,0 Resolução: Letra d. Para calcular a concentração em mol/L do xarope, precisamos primeiro encontrar a quantidade em mol contida em 500 g de sacarose usando a massa molar: 342 g --------- 1 mol 500 g --------- X 342 . X = 500 X = 1,5 mol Agora podemos usar a fórmula da concentração molar: Questão 02 (UCB-DF) Em determinado exame clínico utilizado para medir a intolerância a carboidratos, um adulto deve beber 200 mL de uma solução de glicose a 30% (70% de água e 30% de glicose). Quando uma criança é submetida a esse exame, a concentração de glicose deve ser reduzida para 20%. Quantos mililitros de água devem ser adicionados a 200 mL de uma solução de glicose a 30%, para preparar-se uma solução de glicose a 20%? a) 150 b) 80 c) 120 d) 100 e) 50 Resolução: Letra d. Para encontrar o volume de água que deve ser adicionada à solução, usaremos a fórmula de diluição: O volume da solução dever ser 300mL para preparar uma solução de glicose a 20%, portanto, devem ser adicionados 100 mL ao volume inicial (200 + 100 = 300 mL). |