Universidade Federal do CearPs Graduao em QumicaIniciao a Docncia I

SOLUESFelipe Felix do Carmo11Introduo

22Introduo3Soluo toda mistura que seja homognea, isto , apresente os seus componentes (ons ou molculas) to bem dispersos que a composio seja a mesma em toda a extenso.

3Porque as substncias se misturam?4Tendncia natural

A formao das solues favorecida pelo o aumento da entropia que acompanha a mistura dos componentes.AB4Porque as substncias se misturam?52. O efeito das foras intermoleculares na formao das solues.Para que uma mistura de substncias seja favorvel, as foras intermoleculares soluto-solvente deve ser igual ou de fora maior que as interaes soluto-soluto e solvente-solvente

5Porque as substncias se misturam?6

6Formas de expressar concentrao7Uma soluo formada por soluto e solvente.Soluto o componente da soluo que se encontra em menor quantidade.Solvente o componente da soluo que se encontra em maior quantidade.A gua quando presente sempre ser considerada o solvente.7Formas de expressar concentrao8Ttulo em massa

Porcentagem em massaMassa de A =massa de A na soluomassa total da soluoMassa % de A =massa de A na soluomassa total da soluo 1008Formas de expressar concentrao9Partes por milho (ppm)

Frao molarppm =massa de A na soluomassa total da soluo 106moles de Amoles de todos componentesXA =9Formas de expressar concentrao10Concentrao comum

Concentrao molar (Molaridade)C(g/L) =massa do solutovolume da soluomoles do solutovolume da soluoM (mol/L) =10Formas de expressar concentrao11Concentrao molal (Molalidade)

Molalidade (mol/kg) =moles do solutomassa da soluo11Formas de expressar concentrao12Exerccio 1Uma soluo preparada contendo 7,5 g de CH3OH (M.M. = 32 g/mol) em 245 g de gua. CalculeA frao molar de CH3OHMolaridade Molalidaded) Um mineral contm 5,95 g de prata por tonelada de mineral. Qual a concentrao da prata em ppm?

12Tipos de solues13As solues podem ser dividas quanto a quantidade de soluto dissolvido no solvente em;Saturadas InsaturadasSupersaturadas

13Tipos de solues14SaturadasO solvente dissolveu a quantidade mxima do soluto a determinada temperaturaSe for adicionado mais soluto na soluo, este se depositar no fundo junto ao precipitado.Est formado um equilbrio dinmico em que a velocidade de dissoluo do soluto igual a velocidade de cristalizao do mesmo.

Soluto + Solvente Soluo14Tipos de solues15InsaturadasEm uma soluo insaturada ainda possvel dissolver soluto no solvente em uma determinada temperaturaSupersaturadasNa soluo do tipo supersaturada a quantidade de soluto dissolvida ultrapassou a quantidade permitida para dada temperaturaEsse tipo de soluo bastante instvel

15Tipos de solues16

Quantidade de soluto dissolvido maior que a solubilidade Pequeno cristal adicionado a soluo supersaturadaO excesso de acetato de sdio cristalizaA soluo se torna saturada16Fatores que afetam a solubilidade17O grau em que uma substncia se dissolve em outra depende de alguns fatores, dentre os quais;Interaes soluto-solventeTemperaturaPressoEstado fsico dos componentes

17Interaes soluto-solvente18Quanto mais forte as atraes intermoleculares entre soluto e solvente maior a solubilidade.Molculas polares tendem a se dissolver em solventes polares.Lquidos miscveis: misturam-se em qualquer proporo.Lquidos imiscveis no se misturam.

Substncias com foras atrativas intermoleculares similares tendem a ser solveis entre si=Semelhante dissolve semelhante18Interaes soluto-solvente19

Ligao de hidrognio entre duas molculas de etanolLigao de hidrognio entre uma molcula de etanol e uma molcula de gua19Interaes soluto-solvente 20Exerccio 2Determine se cada uma das seguintes substncias apresenta maior probabilidade de se dissolver em tetracloreto de carbono (CCl4) ou em gua: C7H16, Na2SO4, HCl e I2.

20Temperatura21A solubilidade da maioria dos solutos slidos em gua aumenta a medida que a temperatura da soluo aumentamAo contrrio dos solutos slidos, a solubilidade dos gases diminui a medida que aumenta a temperatura da soluo.Poluio trmica dos lagos e rios

21Temperatura22

Solubilidade de vrios compostos inicos em gua dependendo da temperaturaSolubilidade de vrios gases em gua dependendo da temperatura (1 atm)22Presso23A solubilidade dos gases sensvel aos efeitos da presso.A solubilidade dos gases aumentam a medida que a presso dos sistema aumentaQuanto maior a presso, mais prximas as molculas de gs estaro do solvente e maior a chance da molcula de gs atingir a superfcie e entrar na soluo.

23Presso24A relao entre a presso de um gs e sua solubilidade em soluo expressa pela Lei de Henry;Sg = kPgOnde Sg a solubilidade do gs na soluo, Pg a presso parcial do gs na soluo e k a constante de Henry.A constante de Henry diferente para cada par soluto-solvente e varia de acordo com a temperatura

24Presso 25Exerccio 3Calcule a solubilidade de CO2 em um refrigerante engarrafado com presso parcial de CO2 de 4,0 atm sobre o lquido a 25C. A constante da Lei de Henry para o CO2 em gua nessa temperatura 3,110-2 mol/Latm

25Propriedades Coligativas26

26Propriedades Coligativas27A presena do soluto na soluo altera as caractersticas fsicas do solvente caso esse estivesse em seu estado puro.As propriedades coligativas dependem somente da quantidade (concentrao) do soluto na soluo, mas no do tipo ou identidade das partculas do soluto.As principais propriedades coligativas so;Abaixamento da presso de vapor Abaixamento do ponto de fuso (abaixamento crioscpico).Aumento do ponto de ebulioPresso Osmtica

27Abaixamento da Presso de Vapor28Um lquido fechado dentro de um recipiente estabelecer um equilbrio com seu vapor. A presso exercida por esse vapor no equilbrio chamada de presso de vapor.Lquidos volteis e lquidos no volteis.

A adio de um soluto no voltil em um solvente diminui sua presso de vapor quando comparada ao solvente puro.

Partculas volteis do solventePartculas no volteis do solutoEquilbrio

Reduo da presso de vapor devido a presena do solutoAdio do soluto

Novo equilbrio estabelecido 28Abaixamento da Presso de Vapor29Lei de Raoult: A presso parcial exercida pelo vapor do solvente na soluo, PA, igual ao produto da frao em quantidade de matria, XA, vezes a presso parcial do solvente puro. PA = XAP

A29Abaixamento da Presso de Vapor30Exerccio 4Determine a mudana da presso de vapor da gua quando 5,95 g de uria, CO(NH2)2 dissolve-se em 100 g de gua a 10C.Dados: Presso da de vapor da gua a 10C = 9,21 TorrM.M. uria = 60 g/mol

30Aumento do Ponto de Ebulio31O ponto de ebulio de um lquido definido como a temperatura em que a presso de vapor de um lquido atinge a presso ambiente (1 atm). Devido ao abaixamento da presso de vapor, a curva da presso de vapor do lquido puro no grfico de diagramas de fases ser deslocada para baixo.

31Aumento do Ponto de Ebulio32

32Aumento do Ponto de Ebulio33O aumento do ponto de ebulio (Te) em relao ao solvente puro diretamente proporcional ao nmero de partculas por quantidade de matria do solvente (molalidade).Te = KemOnde Ke a constante molar de elevao do ponto de ebulio e m a molalidade

33Abaixamento do Ponto de Fuso34O ponto de congelamento de uma soluo a temperatura na qual os primeiros cristais do solvente puro comeam a se formar em equilbrio com a soluo.Da mesma forma que o abaixamento da presso de vapor aumenta o ponto de fuso da soluo, ocorre concomitantemente o abaixamento do ponto de fuso da soluo.

34Abaixamento do Ponto de Fuso35

35Abaixamento do Ponto de Fuso36De maneira semelhante elevao do ponto de ebulio, a diminuio do ponto de fuso (Tf) diretamente proporcional molalidade do soluto:Tf = KfmKf a constante molar de diminuio do ponto de congelamento.

36Abaixamento do Ponto de Fuso37Exerccio 5A adio de 0,24 g de um determinado soluto em 100 g de tetracloreto de carbono abaixa o ponto de ebulio de -22,92 C para -22,64 C. Expresse em termos de molalidade a concentrao dessa soluo.Dados: constante de congelamento do tetracloreto de carbono = 29,8 Kkgmol-1

37Osmose38Membranas semipermeveis so materiais que quando em contato com a soluo permitem determinadas molculas passarem, mas outras no. Ex.: Celofane

38Osmose39

Solvente puroSoluoMembrana semipermevelPartcula do solventePartcula do soluto39Osmose40A presso necessria para impedir a osmose chamada presso osmtica;

Onde a presso necessria para previnir a osmose e M a concentrao em quantidade de matria. = ( )RT = MRTnV40Osmose41

Baixa na concentrao de soluto fora da clulaAumento na concentrao de soluto fora da clulaMeio isotnicoMeio hipertnicoMeio hipotnico41Osmose42Exerccio 6A presso osmtica mdia do sangue 7,7 atm a 25C. Qual a concentrao de glicose (C6H12O6) ser isotnica com o sangue?Dados: R = 0,0821 Latmmol-1K-142Coloides43Colides so suspenses nas quais as partculas suspensas so maiores do que as molculas, mas pequenas demais para sarem da suspenso devido gravidade.As disperses coloidais so intermedirias entre solues e misturas heterogneas.Os coloides possuem tamanho suficiente para dispersar feixes de luz incidente. Tal fenmeno conhecido como Efeito Tyndall.43Coloides44

44Coloides45Os coloides podem ser classificados quanto sua interao em meio aquoso;Coloides hidroflicos: Interaes favorveis com a gua.Coloides hidrofbicos: Interaes desfavorveis em gua.Coloides com partes hidrofbicas e hidroflicas se alinham para que as partes hidrofbicas interajam entre molculas apolares do meio, e as partes hidroflicas interajam com as molculas da gua.

45Coloides46

Grupos hidroflicos na superfcie de uma macromolcula que permite manter a molcula suspensa em gua ou outro solvente polar46