SOLUBILIDADE
A dissolução é um fenómeno importante no qual uma ou mais substâncias, os solutos, se misturam de forma homogénea com uma outra substancia, o solvente.
Embora também existam soluções sólidas, as soluções mais comuns envolvem um solvente líquido. Todos os dias dissolvemos substâncias em água, por exemplo, tal como o sal de cozinha ou o açúcar.
Para cada conjunto de condições existe uma quantidade limite de uma dada substância que se consegue dissolver num determinado solvente, e que se designa por solubilidade dessa substância nesse solvente. Por exemplo, à temperatura de 25 C, conseguem-se dissolver cerca de 36 gramas de cloreto de sódio (o sal de cozinha) em 100 ml de água, sendo, portanto de 36 g/100 ml a solubilidade do cloreto de sódio em água. Se se adicionar mais sólido à solução este não se irá dissolver, permanecendo o soluto dissolvido em equilíbrio com o respectivo sólido que está em contacto com a solução.
Tendo em conta a quantidade de soluto dissolvido num determinado solvente e a solubilidade deste, as soluções podem apresentar-se:
Insaturadas, quando a quantidade de soluto na solução é inferior à sua solubilidade
Saturadas, se a quantidade de soluto em solução for igual à solubilidade desse soluto
Sobressaturadas soluções em que a concentração de soluto em solução é superior à sua solubilidade
Quando um soluto se dissolve num solvente, as moléculas do solvente formam estruturas em torno das moléculas de soluto, num processo designado por solvatação.
No caso de substâncias iónicas que se dissolvem em solventes como a água, o processo de dissolução implica a separação dos respectivos íons constituintes, os quais irão ser solvatados pela água. Nestes casos, o equilíbrio que se estabelece entre o sólido e o composto dissolvido depende das concentrações em solução de todos os iões que constituem o sal.
Para o caso do sulfato de alumínio sólido (Al2(SO4)3) em contato com uma solução saturada de sulfato de alumínio (Al2(SO4)3 (dissociado em iões Al3+ e SO42-), o equilíbrio é traduzido por
Al(SO4)3(s) 2Al3+(aq) + 3SO42-(aq)
A constante que se associa a este equilíbrio denomina-se Produto de Solubilidade (Kps) e é expressa, no caso deste sal, pelo produto das concentrações molares de equilíbrio dos íons cada qual elevada aos respectivos coeficientes estequiométricos:
Kps=[Al3+]eq2.[SO42-]eq3
Quando se misturam duas soluções podem, ou não, formarem-se precipitados. De forma a prever a formação, ou não, destes, recorre-se ao cálculo de um quociente, denominado Quociente de Reacção (Q), que envolve o produto das concentrações dos íons envolvidos elevados aos respectivos coeficientes estequiométricos, de forma semelhante à que se utiliza para calcular o Produto de Solubilidade (note-se que o Produto de Solubilidade corresponde ao Quociente de Reacção quando a solução está saturada, ou seja quando as concentrações dos íons correspondem às suas concentrações de equilíbrio); compara-se o valor de Q com o do Kps. Assim, podem ocorrer três casos distintos:
Se Qps a solução não está saturada, logo não haverá precipitação
Se Q=Kps a solução está saturada, não havendo precipitação
Se Q>Kps a solução está sobressaturada e há precipitação.
Quando da determinação do valor de Q é preciso ter em conta que, ao juntar duas soluções, o volume disponível para cada eletrólito se altera. Sendo assim é necessário calcular as novas concentrações dos íons intervenientes. Normalmente, para este cálculo, considera-se que os volumes são aditivos.
Outro factor a ter em conta é a temperatura a que as soluções se encontram; se esta não for conhecida considera-se que ambas as soluções estavam, inicialmente, à mesma temperatura, e que esta se mantém após a mistura.
coeficientes estequiométricos
o número que antecede cada fórmula química é denominado coeficiente estequiométrico do referido composto e, por convenção, quando for igual a 1 não é escrito na equação da reacção.
A dissolução é um fenómeno importante no qual uma ou mais substâncias, os solutos, se misturam de forma homogénea com uma outra substancia, o solvente.
Embora também existam soluções sólidas, as soluções mais comuns envolvem um solvente líquido. Todos os dias dissolvemos substâncias em água, por exemplo, tal como o sal de cozinha ou o açúcar.
Para cada conjunto de condições existe uma quantidade limite de uma dada substância que se consegue dissolver num determinado solvente, e que se designa por solubilidade dessa substância nesse solvente. Por exemplo, à temperatura de 25 C, conseguem-se dissolver cerca de 36 gramas de cloreto de sódio (o sal de cozinha) em 100 ml de água, sendo, portanto de 36 g/100 ml a solubilidade do cloreto de sódio em água. Se se adicionar mais sólido à solução este não se irá dissolver, permanecendo o soluto dissolvido em equilíbrio com o respectivo sólido que está em contacto com a solução.
Tendo em conta a quantidade de soluto dissolvido num determinado solvente e a solubilidade deste, as soluções podem apresentar-se:
Insaturadas, quando a quantidade de soluto na solução é inferior à sua solubilidade
Saturadas, se a quantidade de soluto em solução for igual à solubilidade desse soluto
Sobressaturadas soluções em que a concentração de soluto em solução é superior à sua solubilidade
Quando um soluto se dissolve num solvente, as moléculas do solvente formam estruturas em torno das moléculas de soluto, num processo designado por solvatação.
No caso de substâncias iónicas que se dissolvem em solventes como a água, o processo de dissolução implica a separação dos respectivos íons constituintes, os quais irão ser solvatados pela água. Nestes casos, o equilíbrio que se estabelece entre o sólido e o composto dissolvido depende das concentrações em solução de todos os iões que constituem o sal.
Para o caso do sulfato de alumínio sólido (Al2(SO4)3) em contato com uma solução saturada de sulfato de alumínio (Al2(SO4)3 (dissociado em iões Al3+ e SO42-), o equilíbrio é traduzido por
Al(SO4)3(s) 2Al3+(aq) + 3SO42-(aq)
A constante que se associa a este equilíbrio denomina-se Produto de Solubilidade (Kps) e é expressa, no caso deste sal, pelo produto das concentrações molares de equilíbrio dos íons cada qual elevada aos respectivos coeficientes estequiométricos:
Kps=[Al3+]eq2.[SO42-]eq3
Quando se misturam duas soluções podem, ou não, formarem-se precipitados. De forma a prever a formação, ou não, destes, recorre-se ao cálculo de um quociente, denominado Quociente de Reacção (Q), que envolve o produto das concentrações dos íons envolvidos elevados aos respectivos coeficientes estequiométricos, de forma semelhante à que se utiliza para calcular o Produto de Solubilidade (note-se que o Produto de Solubilidade corresponde ao Quociente de Reacção quando a solução está saturada, ou seja quando as concentrações dos íons correspondem às suas concentrações de equilíbrio); compara-se o valor de Q com o do Kps. Assim, podem ocorrer três casos distintos:
Se Qps a solução não está saturada, logo não haverá precipitação
Se Q=Kps a solução está saturada, não havendo precipitação
Se Q>Kps a solução está sobressaturada e há precipitação.
Quando da determinação do valor de Q é preciso ter em conta que, ao juntar duas soluções, o volume disponível para cada eletrólito se altera. Sendo assim é necessário calcular as novas concentrações dos íons intervenientes. Normalmente, para este cálculo, considera-se que os volumes são aditivos.
Outro factor a ter em conta é a temperatura a que as soluções se encontram; se esta não for conhecida considera-se que ambas as soluções estavam, inicialmente, à mesma temperatura, e que esta se mantém após a mistura.
coeficientes estequiométricos
o número que antecede cada fórmula química é denominado coeficiente estequiométrico do referido composto e, por convenção, quando for igual a 1 não é escrito na equação da reacção.
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