soluÇÕes quimica 2

8/3/2019 SOLUES QUIMICA 2

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10/02/201

CURSO: LICENCIATURA EM QUMICADISCIPLINA: QUMICA GERAL II

DOCENTE: Hygor R. Oliveira

[email protected]

CALENDRIO DE PROVAS1 PROVA: 12/03/2012(Solues)2 PROVA: 16/04/2012(Conceitos bsicos de termoqumica, equilbrio

qumico e fsico, de cintica qumica)3 PROVA: 21/05/2012(Eletroqumica e Qu mica Nuclear)

Seminrio: 28/05/2012

ATKINS, P.; JONES, L. Princpios de Qumica:Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente.Editora Bookman, 2006.

BROWN, Theodore L.; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN BruceE. Qumica:A cincia central. Ed. Pearson Education.KOTZ, J. C. TREICHEL, P. M. & WEAVER, G. C. Qumicageral e reaes qumicas. Volume 1 e 2. So Paulo:Cengage Learning, 2010.

RUSSELL, J.B.; Qumica Geral, Volume 1 e 2. 2a EdioSo Paulo: Makron Books Editora Ltda, 1994.

ALGUMAS SOLUES PRESENTES EMNOSSO DIA-A-DIA

Solues so misturas homogneas deduas ou mais substncias.

Substncia emmenor quantidade Substncia emmaior quantidadeExemplos:acar em gua, ar, ligas metlicas,...
http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://1.bp.blogspot.com/_UZujP-VxJZc/SnNuzMMXyZI/AAAAAAAAAt4/ew3UvEkMQEQ/s400/estudante.jpg&imgrefurl=http://tia-rafaela.blogspot.com/2009_07_01_archive.html&usg=__sPJ2AlJ3OH0RzlO4TLHgXaNyw7w=&h=255&w=227&sz=20&hl=pt-BR&start=19&zoom=1&um=1&itbs=1&tbnid=n7nha6BFpqd5MM:&tbnh=111&tbnw=99&prev=/search%3Fq%3DESTUDANTE%26um%3D1%26hl%3Dpt-BR%26biw%3D1280%26bih%3D593%26tbm%3Disch&ei=BaQtTsHCDYnfgQeg9vyrCw


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Estudar solues para....??????

Compreender osignificado daconcentrao de

solues;

Saber expressarquantitativamenteessa concentrao;

O quanto de chumbo permitidoaparecer na gua potvel?

Caf forte ou fraco?

Mais ou menos doce?

A disseminao do soluto no solventeocorre de forma espontnea !

substncia A substncia B mistura A + B (soluo)

O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O parede de separao removendo a parede

Assim, asmolculas ouons do solutoseparam-sepermanecendodispersas nosolvente

O processo de dissoluo


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Considere o NaCl (soluto) dissolvendo-se em gua(solvente):

as ligaes de H da gua tm que ser quebradas, o NaCl se dissocia em Na+ e Cl-, formam-se foras on-dipolo: Na+ -OH2 e Cl- +H2O. Dizemos que os ons so solvatados pela gua. Se gua o solvente, dizemos que os ons so

hidratados.

EXEMPLOS

Mudanas de energia e formao de soluo


H trs fases de energia na formao de umasoluo:

- a separao das molculas do soluto (H1),

- a separao das molculas do solvente (H2) e

a formaodas interaes soluto-solvente (H3).

Definimos a variao de entalpia no processo de dissoluocomo Hdissol = H1 + H2 + H3

O Hsoln pode tanto ser positivo como negativo, dependendo das forasintermoleculares.



A quebra de foras intermoleculares sempre endotrmica.

A formao de foras intermoleculares atrativas sempe exotrmica.

Para determinarmos se o Hdissol positivo ou negativo,consideramos os comprimentos de todas as interaessoluto-soluto e soluto-solvente: H1 e H2 so ambos positivos.

H3 sempre negativo.

possvel termos tanto H3 > (H1 + H2) quanto H3 < (H1 + H2).
http://../DissolutionofNACLinWater/DissolutionofNaClinWater.html


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Se o Hdissol demasiadamente endotrmico, no haver a formao deuma soluo

O processo de dissoluoMudanas de energia e formao de soluo

Exemplos:

O NaOH adicionado gua tem Hdissol = -44,48 kJ/mol.

O NH4NO3 adicionado gua tem Hdissol = + 26,4 kJ/mol.

Regra: os solventes polares dissolvem solutos

polares. Os solventes apolares dissolvem solutosapolares. Por qu?

O processo de dissoluoMudanas de energia e formao de soluo

Regra Prtica: Semelhante dissolve semelhante

Nem todas as substncias Inicas so solveisem gua. Ex: BaSO4

Outro Caso Interessante: A molcula de etanol(C2H5OH; momento dipolar 1,70 D) menos polar do

que o cloreto de etila (C2H5Cl; 2,05D), contudo oetanol totalmente miscvel em gua enquanto asolubilidadedo cloereto de etila em gua baixa.

- NaCl em gasolina: as forason-dipolo so fracas, uma vez que a gasolina apolar. Conseqentemente, as foras on-dipolo no so compensadaspela separao de ons.



- gua em octano: a gua tem ligaes de H fortes. No hforasatrativas entre a gua e o octano para compensaras ligaes de H.

Alguns processosespontneos no envolvem a variaodo sistema para um estado de energia mais baixa (porexemplo, uma reao endotrmica).

O processo de dissoluoFormao de soluo, espontaneidade e desordem

Um processo espontneo ocorre sem interveno externa.

Quando a energia do sistema diminui (por exemplo,deixar um livro cair e permitir que ele caia para umaenergia potencial mais baixa), o processo espontneo.

H solues que se formam a partir de processos fsicose outras por processos qumicos.


Se o processo leva a um maior estado de desordem,ento o processo espontneo.

Exemplo: um mistura de CCl4 e C6H14 menos ordenadado que os dois lquidos separados. Conseqentemente,eles se misturam espontaneamente, apesar do Hdissol sermuito prximo de zero.


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Uma mistura de CCl4 e C6H14 menos ordenada

Quando toda a gua removida da soluo, no seencontra o Ni, apenas NiCl26H2O(s).

O processo de dissoluoFormao de soluo e reaes qumicas

Considere:

Ni(s) + 2HCl(aq) NiCl2(aq) + H2(g)

Observe que a forma qumica da substncia sendodissolvida se alterou (Ni NiCl2).

Conseqentemente, a dissoluo do Ni em HCl um processoqumico.

Formao de soluo e reaes qumicas


Exemplo:

NaCl(s) + H2O (l) Na+(aq) + Cl-(aq).

Quando a gua removida da soluo, encontra-se NaCl.

Conseqentemente, a dissoluo do NaCl

um processo fsico.

Exerccios

1) Considerando as energias das interaes soluto-soluto,solvente-solvente e soluto- solvente, explique por que oCuCl2 dissolve em gua, mas o benzeno (C6H6) no sedissolve.

- SLIDAS: ligas metlicas, medicamentos

na forma de comprimidos,...

- LQUIDAS: gua mineral (sem gs), soro

fisiolgico, bebidas,...

- GASOSAS: ar (isento de poeira),...

1)Quanto ao estado fsico:

- MOLECULARES: o soluto formado por molculas, que no se dissociam.

C6H12O6(slido ) C6H12O6(aquoso)

- INICAS: o soluto no apenas se dissolve,mas se separa em ons.

NaCl(slido) Na+(aquoso) + Cl-(aquoso)

* A soluo inica conduz corrente eltrica !

H2O

H2O

2) Quanto natureza do soluto:


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3) Quanto ao COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE

O Coeficiente de Solubilidade ou deSaturao (CS) a quantidade mxima de um

soluto slido, que pode ser dissolvida em certaquantidade de um solvente, em dadatemperatura.

O CS uma grandeza determinadaexperimentalmente e apresentada em tabelas.

Por exemplo:

NaCl CS = 36 g/100 g de gua, 20o CCaSO4 CS = 0,2 g/100 g de gua, 20o CKNO3 CS = 13,3 g/100 g de gua, 20o C

CLASSIFICAO DAS SOLUES

Tomando-se como base o CS as soluespodem ser:

- INSATURADAS: m(soluto dissolvido) < C.S.Ex: 3,0 g NaCl/100 g H2O, 20o C (diluda)

30,0 g NaCl/100 g H2O, 20o C (concentrada)

- SATURADAS: m(soluto dissolvido) = C.S.

Ex: 36 g NaCl/100 g H2O, 20o C

- SUPERSATURADAS: m(solutodissolvido)> C.S.

Ex: 38g NaCl/100 g H2O, 20oC

CLASSIFICAO DAS SOLUES

200 mL deH2O

3g do sal A + 10g do salA

3g de

Precipitado ouCorpo de Fundo

Cs(A) = 5g/100g H2O T =25C Cs(A) = 8g/100g H2O T =

45C

200 mL deH2O

13g do sal A

SOLUO INSATURADA

Cs(A) = 5g/100g H2O T =

25C

200 mL deH2O

13g do sal A

INSTVEL

SOLUO SUPERSATURADAPara solutos slidos, em geral, o aumento da

temperatura provoca aumento nasolubilidade. Esse efeito varia de substnciapara substncia e pode ser facilmenteevidenciado em diagramas de solubilidade.Para substncias gasosas o fenmeno oposto pois o aumento da temperaturadiminui a solubilidade. Por esse motivodevemos conservar um refrigerante, apsaberto, em geladeira, pois a menortemperatura favorece a dissoluo do CO2.


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SOLUBILIDADE E TEMPERATURA

O quadro ao ladomostra a variaoda solubilidade deKNO3 com atemperatura,identificando asregies de soluesinsaturadas,

saturadas e

supersaturadas.

SOLUBILIDADE E TEMPERATURA Exerccios

Temperatura C

CoeficientedeSolubilidadeem

100gdegua

1) Observando as curvas de solubilidade do grfico acima,responda:a) Qual a substncia mais solvel a 50oC?b) Qual a substncia menos solvel a 10oC?c) Qual a substncia mais solvel a 30 oC

Exerccios

d) Qual a substncia menos solvel a 70oC?e) Que massa, aproximadamente, de KBr pode ser dissolvidaem100gde H2O a 3 0oC?f) Que massa, aproximadamente, de K2SO4, pode serdissolvidaem 250g de H2O a 4 0oC?

Temperatura C

CoeficientedeSolub

ilidadeem

100gdegua

2) A 10C a solubilidade do nitrato de potssio de20,0g/100g H2O.Uma soluo contendo 18,0g de nitrato de

potssio em 50,0g de gua a 25C resfriadaa 10C.Quantos gramas do sal permanecem dissolvidos na gua?

Exerccios

3) Sabendo que a solubilidade de um sal a 100 C 39g/100 g de H 2O,calcule a massa de gua necessria paradissolver 780 g deste sal a 100 C.

4) Sabendo que a solubilidade do brometo de potssio, KBr,a 60 C 85,5 g/100 g de H2O, calcule a massa de guanecessria para dissolver 780 g de KBr 60 C.

5) O coeficiente de solubilidade de um sal de 60 g por100 g de gua a 80 C. Qual a massa desse sal, nessatemperatura, para saturar 80 g de H2O?


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Concentrao a relao entrea quantidade de soluto (massa, node mols, volume,..) e a quantidadede soluo.

Exemplo:

Soro fisiolgico (NaCl) 0,9 %

- em cada 100 gramas dessasoluo h 0,9 gramas deNaCl e 99,1 gramas de H2O.

Unidades de massagrama (g) = 103 miligramas

quilograma (kg) = 103 gramas

miligrama (mg) = 10-3 gramas = 10-6 kg

Unidades de volumeLitro(L) = 103 mililitros = dm3

m3 = 103 litros

mililitro = cm3 = 10-3 litro

UNIDADES DE MEDIDAS

a razo entre a massa, emgramas, do soluto (m1) e ovolume, em litros (V), da soluo.

V

mC

1 unidades: grama/litro

Uma soluo de NaOH apresenta200 mg dessa base num volume de 400mL de soluo. Qual a Concentrao(g/L)?

Soluo: 2 g ; V = 400 mL = 0,4 L

Resposta: C = 0,5 g/L

C =m1V

0,2 g

0,4 L0,5 grama/Litro

a razo entre a massa, em

gramas, do soluto (m1) e a massa,em gramas, da soluo(m).

sem unidades

Ainda: T% = T . 100

mm

m

m

mT

21

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Foram dissolvidas 80 gramas deNaCl em 320 gramas de gua. Qual o

ttulo da soluo ?Soluo:

m1= 80 g ; m2= 320 g ; m = 400 g

Resposta: T = 0,2 ou T% = 20 %

EXEMPLO:

T = m1+m2m1 80

80 + 32080

400 0,2

a razo entre o volume, em L oumL, do soluto (V1) e o volume, em

L ou mL, da soluo(V).

sem unidadesVV

V

V

VT

21

11

v

Ainda: Tv% = Tv . 100

O Ttulo em volume usado para expressara graduao alcolicadas bebidas.Ex.: 38o GL = 38 %

Uma bebida alcolica apresenta25% de etanol (lcool). Qual o volume,em mL, do etanol encontrado em 2 litrosdessa bebida ?

Soluo:

Resposta: V1 = 500 mL = 0,5 L

EXEMPLO:

Tv% = 25% Tv= 0,25 ; V = 2 L

V1 = Tv . V = 0,25 . 2 = 0,5 LTv =V1

VX

= 500 mL

a razo entre o no de mols dosoluto (n1) e o volume, em litros(V), da soluo.

unidades: mol/litro ou M

V

n1M

Uma soluo de H2SO4 contm 0,75mols desse cido num volume de 2500cm3 de soluo. Qual a Molaridade ?

Soluo: = 0,75 mol ; V = 2500 mL = 2,5L

Resposta: M = 0,3 mol/L

EXEMPLO:

M = n1V0,752,5 0,3 mol/L ou 0,3 M

2500 cm3 = 2,5 L

V

mC

1

mm

m

m

mT

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dividindo C por T, resulta

ouddensidadeV

m

m

m

V

m

T

C

1

1


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1

1. A Concentrao (C) sempredeve ser expressa em g/L;

2. Se a densidade tambm estexpressa em g/L a relao resultar

C = T . d

3. Se a densidade est expressaem g/mL (ou g/cm3) a relao resultar

C = T . 1000 . d

V

mC

1

mm

m

m

mT

21

11

como n1 = m1 / M1 m1 = massa do solutoM1 = massa molar dosoluto

M = M d1000TMCMVmVn 11111..

.

V

n1M

Uma soluo de HCl contm 36,5 %, emmassa do cido e densidade 1,2 g/mL. Qual aMolaridade ?

Soluo: = 36,5 % T = 0,365; d = 1,2 g / mL


EXEMPLO:

M = 12,0 mol ou 12,0 M ou 12,0 Molar

M = T . 1000 . dM1

0,365 . 1000 . 1,2

36,5

Diluir uma soluo adicionar solvente(em geral gua)mantendo aquantidade de soluto

constante.

+ Vgua

Soluo 1 Soluo 2

M = n1/ V M = n1/ V

n1 = M.V n1 = M.V

M . V = M . V

Foram adicionados 750 mL de guadestilada 250 mL de uma soluo 0,5 M de

HCl. Qual a molaridade da soluo formada ?Soluo: gua= L ; V = 0,25 L ;M = 0,5 ;M = ?


EXEMPLO:

M .V = M.V M .1 = 0,5 . 0,25

M = 0,5 . 0,251

= 0,125 mol/L

V = 250mL + 750 mL = 1000 mL = 1L


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I - MESMO SOLUTO (sem reao qumica)

Soluo 1

n1 = M.V

Soluo 2

n1 = M.V

Soluo 3

n1 = M.V

+

+ =donde resulta:

n1 + n1 = n1 M.V + M.V = M .V

Foram misturados 0,5 L de soluo 1 Mde NaOH, com 1,5 L de soluo 2 M, da mesma

base. Qual a Molaridade resultante ?

Soluo:

M = 1 ; V = 0,5 ; M = 2 ; V = 1,5 ; V = 2,0 ; M = ?

M .V + M.V = M.V M = M.V + M V / V

M =(1 . 0,5) + (2 . 1,5) / 2,0 = 1,75 mol/L = 1,75 M

Resposta: M = 1,75 M

EXEMPLO:

II - SOLUTOS DIFERENTES (c/ reao qumica)

Ex.: soluo de HCl + soluo de NaOHNesse caso devemos levar em conta aestequiometria da reao, no seu ponto final.HCl + NaOH NaCl + H2O

1 mol 1 mol

No ponto final da reao

no mols cido = no mols da base

ncido = nbase

Mcido.Vcido = Mbase . Vbase

MISTURAS

Nesse casoadiciona-se umasoluo sobre aoutra e o pontofinal da reaopode servisualizado pela

adio de umindicadorcido-base.

cido

base

II - SOLUTOS DIFERENTES (c/ reao qumica)

MISTURAS

Foram neutralizados 600 mL de soluo 1

M de NaOH, com 1,5 L de soluo de HCl. Quala Molaridade da soluo cida ?

Soluo:

Mb= 1 ; Vb= 600 mL = 0,6 L ; Ma= ? ; Va= 1,5

Para essa reao, no ponto final,Ma.Va = Mb. VbMa = 1 . 0,6 / 1,5 = 0,4 mol/L


EXEMPLO:

soluÇÕes quimica 2

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