Planejativo

Soluções: classificação e solubilidade

Entalpia

Lei de Hess

Entalpia de Ligação

Unidades de concentração

Diluição de soluções

Mistura de soluções

Cinética química: Visão geral

Cinética química: Velocidade média e Lei da velocidade

Noções e cálculos de equilíbrio químico

Deslocamento de equilíbrio

Equilíbrio iônico da água, pH e pOH

Hidrólise de sais

Equilíbrio iônico e Produto de Solubilidade (Kps)

Soluções tampão e Titulação

Número de oxidação (NOX)

Reações e Balanceamento por oxirredução

Pilhas

Eletrólise ígnea

Eletrólise aquosa

Eletrólise com eletrodos reativos

Estequiometria da eletrólise

Propriedades coligativas

Coloides

Alguns pontos-chave dessa matéria para o ENEM que devem ser levados em conta ao estudarmos são:

As soluções químicas são misturas homogêneas que consistem em duas ou mais substâncias combinadas de maneira uniforme. Essas substâncias são chamadas de soluto e solvente.

O soluto é a substância que está sendo dissolvida na solução, enquanto o solvente é a substância responsável por dissolver o soluto. Em uma solução típica, o soluto está presente em menor quantidade em relação ao solvente.

Um exemplo comum de solução é a mistura de água com açúcar, em que a água atua como o solvente e o açúcar como o soluto. Nesse caso, a água é considerada o solvente universal devido à sua capacidade de dissolver uma ampla gama de substâncias.

Além disso, é importante destacar que a formação de soluções depende da interação entre as partículas do soluto e as do solvente. Essa interação ocorre a nível molecular, em que as moléculas do solvente envolvem as moléculas do soluto, facilitando sua dispersão e dissolução.

A solubilidade, por sua vez, está relacionada à capacidade de uma substância se dissolver em um solvente específico em determinadas condições de temperatura e pressão. A solubilidade pode variar amplamente entre diferentes solutos e solventes, e fatores como temperatura, pressão e natureza química das substâncias podem influenciar essa capacidade de dissolução.

Uma solução consiste de duas partes: o soluto e o solvente.

Os componentes de uma solução podem variar em termos de quantidade e características, levando à existência de diferentes tipos de soluções, cada um baseado em uma condição específica.

Com base na quantidade de soluto presente, as soluções químicas podem ser classificadas da seguinte forma:

Além da quantidade de soluto, outros fatores, como temperatura e pressão, podem afetar a solubilidade e influenciar a classificação das soluções.

As soluções podem ser classificadas de acordo com o 

estado físico dos componentes presentes e também com base na natureza do soluto.

 Vamos abordar cada uma dessas classificações.

Classificação de acordo com o estado físico dos componentes:

Classificação de acordo com a natureza do soluto:

O coeficiente de solubilidade é uma medida que representa a capacidade máxima de um soluto de se dissolver em uma quantidade específica de solvente, considerando as condições de temperatura e pressão.

A solubilidade é uma propriedade física das substâncias, indicando a capacidade de se dissolverem em um líquido específico. O coeficiente de solubilidade é expresso em termos de massa do soluto dissolvido em uma determinada quantidade de solvente.

Com base na solubilidade, as soluções podem ser classificadas da seguinte forma:

Para calcular o coeficiente de solubilidade, utiliza-se a seguinte fórmula:

Essa fórmula relaciona a massa do soluto com a massa do solvente e é expressa em percentual. O coeficiente de solubilidade é uma medida importante para compreender a quantidade máxima de soluto que pode ser dissolvida em uma quantidade específica de solvente, permitindo a caracterização e classificação das soluções.

Os gráficos das curvas de solubilidade relacionam a variação do coeficiente de solubilidade do soluto em dada quantidade de solvente com a variação da temperatura.

Cada soluto apresenta um coeficiente de solubilidade específico, que representa a quantidade máxima desse soluto que pode ser dissolvida em uma determinada quantidade de solvente a uma determinada temperatura.

Um exemplo é o coeficiente de solubilidade do KNO3, que é de 31,2 g em 100 g de água a 20 ºC. Se adicionarmos exatamente essa quantidade de nitrato de potássio a 100 g de água a 20 ºC, teremos uma solução saturada. Qualquer quantidade adicional desse sal não será capaz de se dissolver completamente e formará um precipitado, também conhecido como corpo de fundo, no recipiente.

No entanto, o coeficiente de solubilidade varia com a temperatura. Assim, se aquecermos essa solução saturada com corpo de fundo de KNO

, o precipitado gradualmente se dissolverá na água. Observe a seguir os valores dos coeficientes de solubilidade do KNO

 em 100 g de água em diferentes temperaturas:

 desse sal em água aumenta com o aumento da temperatura. Na maioria das substâncias, isso também acontece. Se colocarmos esses valores em um 

, que demonstra como a solubilidade desse composto varia com a temperatura. Essa curva é caracterizada como ascendente, o que significa que a solubilidade aumenta à medida que a temperatura aumenta.

Cada substância tem sua própria curva de solubilidade específica para um determinado solvente. Algumas substâncias apresentam uma diminuição na solubilidade com o aumento da temperatura, como o CaCrO

, cuja curva de solubilidade é descendente. Isso indica que, ao aquecer uma solução saturada desse sal, parte do sal dissolvido irá precipitar-se.

Por outro lado, existem substâncias em que o aumento da temperatura tem um impacto mínimo na solubilidade, como é o caso do sal de cozinha (NaCl). A solubilidade do NaCl em água a 20 ºC é de 36 g em 100 g de água, e, ao aumentar a temperatura para 100 ºC, essa solubilidade aumenta apenas para 39,8 g, um aumento bastante pequeno.

Há também substâncias em que a solubilidade aumenta até certo ponto com o aumento da temperatura e, em seguida, começa a diminuir. Isso ocorre, por exemplo, com substâncias hidratadas, que, quando aquecidas, podem perder sua água de hidratação e, consequentemente, sua composição e solubilidade mudam. Essa variação de solubilidade com a temperatura pode ser observada no gráfico por meio de pontos de inflexão na curva de solubilidade.

4. Classificação de uma solução por meio de um gráfico com curva de solubilidade

 também ajudam a determinar a saturação das soluções, ou seja, se elas são insaturadas, saturadas, saturadas com corpo de fundo ou supersaturadas. Veja um exemplo:

Veja quais são os tipos de solução indicados pelos pontos A, B e C:

 No ponto A, 30 g de soluto estão dissolvidos em 100 g de água a 20 ºC. De acordo com a curva de solubilidade, o coeficiente de solubilidade nesse ponto é de aproximadamente 15 g/100 g de água. Portanto, como a quantidade de soluto presente é maior do que o coeficiente de solubilidade, temos uma solução saturada com a formação de um corpo de fundo.

 O ponto B está localizado exatamente na curva de solubilidade, indicando que a solução é saturada. Nesse ponto, 30 g de soluto estão dissolvidos em 100 g de água a 40 ºC. Essa quantidade corresponde exatamente ao coeficiente de solubilidade desse soluto nessa temperatura.

 No ponto C, temos 30 g de soluto dissolvidos em 100 g de água a 60 ºC. De acordo com a curva de solubilidade, o coeficiente de solubilidade nesse ponto é maior do que 50 g/100 g de água. Portanto, como a quantidade de soluto dissolvida é menor do que o coeficiente de solubilidade, temos uma solução insaturada.

A concentração das soluções está diretamente relacionada com a quantidade de soluto e solvente presentes em uma solução química. A concentração das soluções é expressa como a quantidade de soluto em gramas existente em um litro de solução.

Para calcular a concentração, utiliza-se a fórmula:

No Sistema Internacional (SI), a concentração é medida em gramas por litro (g/L), a massa é medida em gramas (g) e o volume é medido em litros (L).

É importante ter cuidado para não confundir o conceito de concentração (C) com o conceito de densidade (d) da solução:

Essas duas grandezas são diferentes e possuem unidades de medida distintas. A concentração indica a quantidade de soluto em relação ao volume da solução, enquanto a densidade relaciona a massa total da solução com seu volume.