Soluções - Parte 2

2. Soluções Verdadeiras

A solução verdadeira, que passaremos a denominar simplesmente de solução, é uma dispersão homogênea de duas ou mais espécies de substâncias.

Nas soluções, a fase dispersa e a fase dispersante recebem os nomes de soluto e solvente, respectivamente. O soluto é geralmente o componente que se apresenta em menor quantidade na solução, enquanto que o solvente se apresenta em maior quantidade. A água, no entanto, é sempre considerada como solvente, não importando a proporção desta na solução. Exemplos:

- o vinagre, é uma solução com aproximadamente 4% de ácido acético. Nesta solução, o ácido acético é o soluto e a água é solvente.

- o álcool a 70%, é uma solução na qual o soluto é o álcool e a água é o solvente.

Nas soluções que são aquosas não é necessário citar o solvente. Nas soluções em que o solvente é uma substância diferente da água, este deve ser citado. Exemplo:

- A solução de ácido sulfúrico (H2SO4) a 10%; nesta solução o soluto é o ácido e o solvente é a água.

- Solução alcoólica de fenolftaleína; o soluto é a fenolfnetaleína e o solvente é o álcool.

2.1. Solubilidade

A solubilidade é a propriedade que as substâncias têm de se dissolverem espontaneamente numa outra substância denominada de solvente.

A quantidade de substância que se dissolve em determinada quantidade de solvente varia muito de substância para substância. O álcool, por exemplo, possui solubilidade infinita em água, pois água e álcool se misturam em qualquer proporção. Grande parte as substâncias, por sua vez, possui solubilidae limitada, ou são insolúveis.

a) Coeficiente de solubilidade

O coeficiente de solubilidade é a quantidade de soluto necessária para saturar uma quantidade padrão de solvente a uma determinada temperatura.

O coeficiente de solubilidade geralmente é expresso em gramas por 100 gramas ou 1000 gramas de solvente. Quando o coeficiente de solubilidade é muito pequeno, como do AgCl, diz-se que a substância é insolúvel. Quando o soluto e o solvente são líquidos e não se dissolvem entre si, diz-se que os mesmos são imiscíveis. Quando o coeficiente de solubilidade é muito pequeno, como do AgCl, diz-se que a substância é insolúvel. Quando o soluto e o solvente são líquidos e não se dissolvem entre si diz-se que os mesmos são imiscíveis.

Substância	Coeficiente de solubilidade g por 100g de água a 20º C
NaCl Br KNO3 CaSO4 AgCl	36 64 31,6 0,2 0,0014

b) Regra de solubilidade

Tabela de solubilidade de compostos inorgânicos em água:

Compostos	Solubilidade	Observações
Óxidos de metais alcalinos e alcalino-terrosos	a	Reagem com água e formam bases
Óxidos de não-metais	a	Reagem com água e formam ácidos
Óxidos de outros elementos	Insolúveis	a
Ácidos	Solúveis	a
Bases de metais alcalinos	Solúveis	É também solúvel o NH4OH
Bases de metais alcalinos-terrosos	Parcialmente Solúveis	a
Bases de outros metais	Insolúveis	a
Sais: Nitratos, Cloratos, Acetatos	Solúveis	a
Sais: Cloretos, Brometos, Iodetos	Solúveis	São insolúveis: Ag, Cu, Hg(2+)2, Pb(2+), HgI2 e BiI3
Sais: Sulfatos	Solúveis	São insolúveis: Ca(2+), Sr(2+), Ba(2+) e Pb(2+)
Sais: Sulfetos	Insolúveis	São solúveis os sulfetos de metais alcalinos e NH(+)4
Outros ânions	Insolúveis	São solúveis os sais de metais alcalinos e NH(+)4

As substâncias inorgânicas (sais, ácidos e bases) se dissolvem em água. As substâncias orgânicas não se dissolvem em água, com excessão dos sais, ácidos e álcoois. As substâncias orgânicas, porém, se dissolvem em solventes orgânicos, tais como gasolina, tetracloreto de carbono, benzeno, etc. Considerando a polaridade das substâncias, pode-se notar que as substâncias com polaridades semelhantes se dissolvem entre si e as substâncias com polaridades diferentes não se dissolvem entre si. Com base nesse fato, pode-se concluir que:

- "Uma substância tende a se dissolver em solventes quimicamente semelhantes a ela."

Levando em consideração o aspecto da polaridade das substâncias, pode-se dizer:

- "Uma substância polar se dissolve num solvente polar; uma substância apolar se dissolve num solvente apolar."

Um dado importante na Química, principalmente para aulas de laboratório, é conhecer quais as substâncias que se dissolvem em água e quais as que não se dissolvem.

DICA: Sempre são solúveis os compostos de metais alcalinos, amônio, nitratos e acetatos.

d) Curvas de solubilidade

Normalmente a solubilidade de uma substância varia com a temperatura. O gráfico que representa a solubilidade de uma substância em função da temperatura, é denominado de curva de solubilidade.

Existem três tipos de curvas :

- Curvas Ascendentes: representam as substâncias cujo coeficiente de solubilidade aumenta com a temperatura. São substâncias que se dissolvem com a absorção de calor, isto é, a dissolução é endotérmica.

- Curvas Descendentes: representam as substâncias cujo coeficiente de solubilidade diminui com o aumento de temperatura. São substâncias que se dissolvem com liberação de calor, isto é, a dissolução é exotérmica.

- Curvas com Inflexões: representam as substâncias que sofrem modificações em sua estrutura com a variação da temperatura. O sulfato de sódio, por exemplo, até a temperatura de 32,4ºC, apresenta em sua estrutura dez moléculas de água, em temperatura acima de 32,4ºC o sulfato de sódio perde suas moléculas de "água de cristalização" e a curva de solubilidade sofre uma inflexão.

2.2. Classificação das substâncias

As soluções podem ser classificadas sob vários critérios, que são apresentados a seguir:

2.2.1. Quanto ao estado físico da solução

a) Soluções sólidas: ligas metálicas;

b) Soluções líquidas: soluções de álcool;

c) Soluções gasosas: ar atmosférico.

2.2.2. Quanto ao estado físico do soluto e do solvente

a) Soluções sólido-sólido: liga metálica ouro-prata;

b) Soluções sólido-líquido: sal e água;

c) Soluções líquido-líquido: álcool e água;

d) Soluções gás-líquido: gás carbônico nos refrigerantes;

e) Soluções gás-gás: ar atmosférico.

2.2.3. Quanto à natureza do soluto

a) Soluções iônicas ou eletrolíticas

São soluções nas quais o soluto forma íons quando se encontra em solução. As substâncias que sempre formam soluções iônicas, são os ácidos, bases e sais, quando forem solúveis. Exemplo:

As soluções destas substâncias, devido à formação de íons, são capazes de conduzir a corrente elétrica, sendo, por isso, determinadas de soluções eletrolíticas.

b) Soluções moleculares ou não eletrolíticas

São soluções nas quais as partículas do soluto são moléculas, ou seja, o soluto é uma substância molecular. São moléculas que não conduzem a corrente elétrica.

2.2.4. Quanto à proporção entre soluto e solvente

a) Soluções diluídas

São soluções que apresentam pequena quantidade de soluto em relação à quantidade de solvente. São, geralmente, consideradas como soluções diluídas aquelas que apresentam menos de 0,1 mol de soluto por litro de solução. Exemplos:

- solução 0,1 molar de NaCl;

- solução 2% de HCl;

- solução 10 g/l de H2SO4.

b) Soluções concentradas

São soluções que apresentam grande quantidade de soluto em relação à quantidade de solvente. As soluções concentradas apresentam, porém, menor quantidade de soluto que a solução saturada. Exemplos:

- solução de HCl 25%;

- solução 1000 g/l de H2SO4;

c) Soluções saturadas

São soluções estáveis que apresentam quantidade máxima de soluto possível de disoolver numa determinada quantidade de solvente, a uma dada temperatura. Exemplos:

- solução saturada de NaCl: 360 g/l a 20ºC;

- solução saturada de KNO3: 316 g/l a 20ºC.

d) Soluções supersaturadas

São soluções que apresentam uma quantidade maior de soluto que soluções saturadas, nas mesmas condições de temperatura e pressão.

Para preparar uma solução supersaturada é necessário um método especial. Juntando-se 36 g de NaCl a 100 g de água, a 20ºC, verifica-se que esta quantidade de sal se dissolve, ou seja, forma-se uma solução saturada de NaCl. Aquecendo a solução até 80ºC, é possível dissolver mais dois gramas, obtendo-se assim, uma solução saturada de NaCl a 80ºC. Resfriando cuidadosamente esta solução à temperatura inicial de 20ºC, observa-se que os dois gramas de NaCl que a solução contém em excesso permanecem dissolvidos, obtendo-se desta maneira uma solução supersaturada.

As soluções supersaturadas são muito instáveis, com uma pequena agitação, ou adicionando-se um pequeno cristal do soluto, ocorre precipitação imediata do soluto em excesso, voltando à solução saturada.

Por Setrem Site de Química.