PROPRIEDADES PROPRIEDADES DAS DAS

SOLUÇÕESSOLUÇÕES

•Gustavo Luchini – 14448Gustavo Luchini – 14448

• Lesiane Silva Oliveira – 14455Lesiane Silva Oliveira – 14455

ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃOENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO20072007

IntroduçãoIntrodução

• O processo de dissolução;O processo de dissolução;

• Soluções saturadas e Soluções saturadas e solubilidade;solubilidade;

• Fatores que afetam a Fatores que afetam a solubilidade;solubilidade;

• Formas de expressar a Formas de expressar a concentração;concentração;

• Propriedades coligativas;Propriedades coligativas;

• Colóides.Colóides.

O processo de dissoluçãoO processo de dissolução

•SoluçãoSolução é formada quando uma é formada quando uma substância se dispersa substância se dispersa uniformemente em outra e sofre uniformemente em outra e sofre ação das forças intermoleculares.ação das forças intermoleculares.

O processo de dissoluçãoO processo de dissolução

Solvatação Solvatação é a interação das é a interação das moléculas de soluto e de solvente, se o moléculas de soluto e de solvente, se o solvente for água, é chamada de solvente for água, é chamada de hidratação.hidratação.

Mudanças de energia e formação Mudanças de energia e formação de soluçãode solução

• A energia total da formação de uma solução é A energia total da formação de uma solução é dividida em três fases:dividida em três fases:

• HH11 - - separação das moléculas do soluto separação das moléculas do soluto (endotérmico),(endotérmico),

• HH22 - - separação das moléculas do solvente separação das moléculas do solvente (endotérmico),(endotérmico),

• HH33 - - formação das interações soluto-solvente formação das interações soluto-solvente (exotérmico).(exotérmico).

• A variação de entalpia no processo de A variação de entalpia no processo de dissolução é a soma dos três termos:dissolução é a soma dos três termos:

HHdissol dissol = = HH11 + + HH22 + + HH33

Formação de solução, Formação de solução, espontaneidade e desordemespontaneidade e desordem

● Na formação de uma solução, há Na formação de uma solução, há dois processos que ocorrem dois processos que ocorrem espontaneamente, a diminuição de espontaneamente, a diminuição de energia (exotémico) e o aumento da energia (exotémico) e o aumento da desordem - entropia - do sistema desordem - entropia - do sistema (endotérmico).(endotérmico).

Soluções saturadas e Soluções saturadas e solubilidadesolubilidade

• soluto + solvente soluto + solvente solução solução

• Soluções:Soluções: saturadas, insaturadas e saturadas, insaturadas e supersaturadas.supersaturadas.

• Solubilidade:Solubilidade: é a quantidade de soluto é a quantidade de soluto necessária para formar uma solução necessária para formar uma solução saturada em certa quantidade de solvente.saturada em certa quantidade de solvente.

Dissolução

Cristalização

Fatores que afetam a Fatores que afetam a solubilidadesolubilidade

Interações soluto-solventeInterações soluto-solvente

Quanto maior a atração entre as Quanto maior a atração entre as moléculas do soluto e do solvente, moléculas do soluto e do solvente,

maior será a solubilidade da maior será a solubilidade da substância.substância.

““Semelhante dissolve semelhante”Semelhante dissolve semelhante”Líquidos: miscíveis e imiscíveisLíquidos: miscíveis e imiscíveis

Exemplo: Pela diferença de solubilidade das Exemplo: Pela diferença de solubilidade das vitaminas pode-se saber quais devem ser vitaminas pode-se saber quais devem ser mais ou menos consumidas.mais ou menos consumidas.

• Vitamina A: Vitamina A: solúvel em solúvel em gorduragordura

• Vitamina C: Vitamina C: solúvel em águasolúvel em água

Efeitos da pressãoEfeitos da pressão• Quanto maior a pressão exercida Quanto maior a pressão exercida sobre um gás, maior vai ser a sua sobre um gás, maior vai ser a sua solubilidade. solubilidade.

• Líquidos e sólidos não são afetados Líquidos e sólidos não são afetados consideravelmente.consideravelmente.

Lei de Henry:Lei de Henry:

SSgg = k p = k p

Efeitos de temperaturaEfeitos de temperatura

O aumento da temperatura de O aumento da temperatura de uma solução faz com que os sólidos uma solução faz com que os sólidos aumentem a sua solubilidade, já os aumentem a sua solubilidade, já os gases diminuem de solubilidade.gases diminuem de solubilidade.

Solubilidade de Solubilidade de compostos compostos iônicosiônicos em em águaágua

Solubilidade de Solubilidade de gases em águagases em água

Formas de expressar a Formas de expressar a concentraçãoconcentração

Ex: uma solução de ácido clorídrico que é 36% em massa de HCl contém 36 g de HCl para cada 100 g de solução.

Formas de expressar a Formas de expressar a concentraçãoconcentração

Propriedades coligativasPropriedades coligativas

• Propriedades físicas das soluções que Propriedades físicas das soluções que dependem da quantidade (concentração) dependem da quantidade (concentração) de partículas que o soluto produz em de partículas que o soluto produz em solução.solução.

• Abaixamento da pressão de vaporAbaixamento da pressão de vapor

• Aumento da temperatura de ebuliçãoAumento da temperatura de ebulição

• Aumento da pressão osmóticaAumento da pressão osmótica

• Diminuição da temperatura de congelamentoDiminuição da temperatura de congelamento

Propriedades coligativasPropriedades coligativas

• Abaixamento da pressão de vaporAbaixamento da pressão de vapor ((TonoscopiaTonoscopia):):

Isso ocorre porque as partículas do soluto Isso ocorre porque as partículas do soluto roubam energia cinética das moléculas do roubam energia cinética das moléculas do solvente, impedindo que parte destas solvente, impedindo que parte destas ganhem o estado de vapor. As partículas ganhem o estado de vapor. As partículas dispersas constituem uma barreira que dispersas constituem uma barreira que dificulta a movimentação das moléculas do dificulta a movimentação das moléculas do solvente do líquido para a fase gasosa.solvente do líquido para a fase gasosa.Portanto: [soluto] = Pressão de vaporPortanto: [soluto] = Pressão de vapor

Lei de RaoultLei de Raoult

• A pressão parcial (pA pressão parcial (paa) exercida pelo vapor ) exercida pelo vapor

do solvente na solução é igual ao produto do solvente na solução é igual ao produto da fração em quantidade de matéria (xda fração em quantidade de matéria (xaa), ),

vezes a pressão de vapor do solvente puro vezes a pressão de vapor do solvente puro (P°(P°aa).).

• ppaa = = xxaa..P°P°aa

Exemplo da lei de RaoultExemplo da lei de Raoult

• A pressão de vapor da água é 17,5 torr a A pressão de vapor da água é 17,5 torr a 20°C. Adiciona-se glicose à água de tal forma 20°C. Adiciona-se glicose à água de tal forma que a solução tenha xque a solução tenha xHH2200 = 0,800 e x = 0,800 e xglicoseglicose = = 0,200. De acordo com a equação, a pressão 0,200. De acordo com a equação, a pressão de vapor sobre a solução será 80% daquela de vapor sobre a solução será 80% daquela da água pura.da água pura.

ppHH220 0 = (0,800)(17,5 torr) = 14 torr= (0,800)(17,5 torr) = 14 torr 1 torr = 133.32 Pa1 torr = 133.32 Pa

Em outras palavras, a presença do soluto Em outras palavras, a presença do soluto não-volátil abaixa a pressão de vapor do não-volátil abaixa a pressão de vapor do solventesolvente

Aplicação da lei de RaoultAplicação da lei de Raoult

A glicerina (CA glicerina (C33HH880033) é um não-eletrólito ) é um não-eletrólito não-volátil com densidade de 1,26 não-volátil com densidade de 1,26 g/mL a 25°C de uma solução g/mL a 25°C de uma solução preparada pela adição de 50 mL de preparada pela adição de 50 mL de glicerina a 500 mL de água. A pressão glicerina a 500 mL de água. A pressão de vapor da água pura a 25°C é 23,8 de vapor da água pura a 25°C é 23,8 torr.torr.

Propriedades coligativasPropriedades coligativas

• Elevação do ponto de ebulição Elevação do ponto de ebulição ((EbulioscopiaEbulioscopia): ):

Corresponde ao aumento do ponto de Corresponde ao aumento do ponto de ebulição de um líquido quando acrescenta-ebulição de um líquido quando acrescenta-se a ele um soluto não-volátil. É como se as se a ele um soluto não-volátil. É como se as partículas do soluto "segurassem" as partículas do soluto "segurassem" as partículas do solvente, dificultando sua partículas do solvente, dificultando sua passagem ao estado gasoso. passagem ao estado gasoso.

[soluto] = T ebulição[soluto] = T ebulição

Propriedades coligativasPropriedades coligativas

• Diminuição do ponto de congelamento Diminuição do ponto de congelamento ((CrioscopiaCrioscopia):):

A adição de um soluto não-volátil diminui a A adição de um soluto não-volátil diminui a pressão de vapor do líquido. pressão de vapor do líquido. Conseqüentemente, a temperatura de Conseqüentemente, a temperatura de ebulição desse líquido aumenta e a de ebulição desse líquido aumenta e a de congelação diminui.congelação diminui.

[soluto]= temperatura de congelamento[soluto]= temperatura de congelamentoEx: Etilenoglicol na água dos radiadores Ex: Etilenoglicol na água dos radiadores dos automóveis a fim de abaixar o ponto dos automóveis a fim de abaixar o ponto de congelamento da solução.de congelamento da solução.

Diminuição do ponto de Diminuição do ponto de congelamentocongelamento

• Exercício: o anticongelante automotivo Exercício: o anticongelante automotivo consiste em etilenoglicol (Cconsiste em etilenoglicol (C22HH66OO22). Calcule o ). Calcule o ponto de congelamento de uma solução a ponto de congelamento de uma solução a 25% em massa de etilenoglicol em água. 25% em massa de etilenoglicol em água. Supondo 1000 g de solução, KSupondo 1000 g de solução, Kcc = = 1,86°C/mol/kg1,86°C/mol/kg

Propriedades coligativasPropriedades coligativas

Pressão osmótica [soluto] =

pressão osmótica

πV = nRT- Solução hipotônica

/ Solução hipertônica

ColóidesColóides

Soluções x Suspensões x Colóides

ColóidesColóides•ColóideColóide: [do grego : [do grego kóllakólla, cola + , cola +

eîdoseîdos, forma], que se assemelha à , forma], que se assemelha à cola; mistura de uma substância cola; mistura de uma substância dividida em finas partículas dividida em finas partículas insolúveis (chamada insolúveis (chamada fase dispersafase dispersa), ), usualmente de dimensões entre 1 usualmente de dimensões entre 1 nm e 1000 nm, uniformemente nm e 1000 nm, uniformemente dispersas num meio contínuo dispersas num meio contínuo (chamado (chamado meio de dispersantemeio de dispersante).).

Ex: Leite, chantilly, manteiga, tinta.Ex: Leite, chantilly, manteiga, tinta.

ColóidesColóides

• Efeito Tyndall:Desvio da luz por partículas coloidais.

Ex: Sol no horizonte, cor avermelhada, feixe de luz de um automóvel em uma estrada com poeira.

ColóidesColóides

•Hidrofílicos: interagem com a água.Hidrofílicos: interagem com a água.Comuns nos organismos vivos, agregados a Comuns nos organismos vivos, agregados a moléculas grandes (enzimas, anticorpos), moléculas grandes (enzimas, anticorpos), permanecem suspensos por terem grupos permanecem suspensos por terem grupos atômicos polares, que interagem com a água.atômicos polares, que interagem com a água.

•Hidrofóbicos: não interagem com a água.Hidrofóbicos: não interagem com a água.Podem permanecer em solução pela adsorção Podem permanecer em solução pela adsorção de partículas carregadas em suas superfícies.de partículas carregadas em suas superfícies.

ColóidesColóides

• Algumas aplicações tecnológicas

Referências BibliográficasReferências Bibliográficas

•Química: A Ciência Central 9ª Química: A Ciência Central 9ª ediçãoedição

Brown, LeMay,BurstenBrown, LeMay,Bursten

•www.cftc.cii.fc.ul.pt/coccix/www.cftc.cii.fc.ul.pt/coccix/capitulos/capitulo3/modulo6capitulos/capitulo3/modulo6

•www.wikipedia.orgwww.wikipedia.org