segunda-feira, 14 de setembro de 2015

Uma solução é uma mistura homogênea (tipo de mistura onde não é possível distinguir de forma individual cada um dos seus componentes) de um soluto (substância sendo dissolvida) em um solvente (substância que efetua a dissolução). As soluções são encontradas em quaisquer dos três estados físicos: gasoso , líquido ou sólido. O ar, solução gasosa mais comum, é uma mistura de nitrogênio, oxigênio e quantidades menores de outros gases. Muitas ligas metálicas são soluções sólidas como o “níquel” das moedas (25% Ni, 75% Cu). As soluções mais familiares estão no estado líquido, especialmente aquelas nas quais a água é o solvente.

SoluçãoSolventeSolutoExemplo
SólidaSólido
Sólido
Líquido
Gasoso
Ouro +Prata
Ouro +Mercúrio 
Platina +Hidrogênio 
LíquidaLíquido
Sólido
Líquido
Gasoso
Água + Açúcar
Água +Álcool
Água +Ar (dissolvido)
GasosaGasosoGasosoAr (Nitrogênio+Oxigênio )
Quanto a proporção soluto/solvente, as soluções podem ser diluídas, concentradas, insaturadas, saturadas ou supersaturadas. Podemos descrever uma solução contendo uma pequena quantidade de soluto como diluída e outra, contendo mais soluto na mesma quantidade de solvente como concentrada.
As soluções saturada onde a quantidade de soluto é igual ao coeficiente de solubilidade (quantidade limite de soluto que pode ser adicionado a um determinado volume de solvente),as soluções insaturadas são as que possuem quantidade de soluto menor que o seu coeficiente de solubilidade e as super - saturadas apresentam a quantidade de soluto maior que o seu coeficiente de solubilidade, sendo estas muito instáveis e de difícil preparo.   
Quanto à condutividade elétrica, as soluções podem ser eletrolíticas ou iônicas. As partículas dissolvidas são íons, bons condutores de eletricidade. É o caso das soluções aquosas de ácidos, bases e sais. E não–eletrolíticas ou moleculares onde as partículas dissolvidas são moléculas não conduzindo eletricidade. É o caso da sacarose em água.

CONCENTRAÇÃO DE SOLUÇÕES

A concentração de uma solução deve ser expressa em unidades quantitativas. São usadas as chamadas unidades de concentração que são medidas quantitativas da afinidade de soluto que se dissolve.
A quantidade relativa de uma substância é conhecida como concentração e é expressa em diferentes unidades. 
Concentração Comum (C) 
Também chamada concentração em g/L (grama por litro), relaciona a massa do soluto em gramas com o volume da solução em litros.
C=m1V
C = concentração comum (g/L)
m1 = massa do soluto (g)
V = volume da solução (L)

Densidade (d)
Relaciona a massa e o volume da solução, geralmente, as unidades usadas são g/mL ou g/cm3. Devemos tomar cuidado pois a  concentração comum relaciona a massa de soluto com o volume da solução e  densidade, a massa de solução com o volume da solução.
d = msolução⋅V
msolução = msoluto + msolvente
V = volume da solução

Concentração em Quantidade de Matéria (Cn)
Cientificamente, é mais usual esta concentração, que relaciona a quantidade de soluto (mol) com o volume da solução, geralmente em litros. Sua unidade é mol/L:
Cn=n1⋅V, sendo, n1=m1M1
m1 = massa de soluto em solução (g)
M1 = massa equivalente a 1 mol do mesmo.

Título (T)
Pode relacionar a massa de soluto com a  massa da solução ou o volume do soluto com o volume da solução.
T = m1m ou T = V1V
m1 = massa de soluto em solução (g)
V1 = volume do soluto
m e V = massa e volume da solução respectivamente.
O valor do título nunca será maior do que 1, não possui unidade e ao multiplicarmos o resultado obtido por 100 teremos a porcentagem de soluto presente em solução.

Fração Molar 
A fração molar (X) de um componente ”a” em solução é a razão do número de mols deste componente pelo número total de mols de todos os componentes. 
XA = nAnA+nB+nC+…
XB = nBnA+nB+nC+…
A soma das frações molares de todos os componentes de uma solução deve ser igual a 1. Isto é: XA +XB+... = 1.

Molaridade (M) 
Molaridade ou concentração molar é o número de mols do soluto dissolvido por litro de solução.

M = n1⋅V
M = molaridade (mol/L)
n1 = número de mols do soluto (mol)
V = volume da solução (L)

Molalidade (m) 
Molalidade é o número de mols de soluto dissolvido por quilograma (1000 g) de solvente

m=no de mols do solutomassa de solvente em Kg

Partes por milhão (ppm)
Unidade que nos permite expressar a concentração de substâncias extremamente diluídas, relacionando a massa do soluto e a massa da solução em grama, multiplicada por 106  (1.000.000).
ppm = msolutomsolução⋅106
Podemos fazer também a relação entre concentração comum, densidade e título para calcular a concentração de uma solução.
C = 1000⋅d⋅T


Classificação das soluções

Soluções são misturas de duas ou mais substâncias, elas podem ser classificadas adotando os seguintes critérios: Estado de agregação, Razão soluto/solvente e Natureza das partículas dispersas.

Estado de agregação: quanto a este aspecto, as soluções podem ser sólidas, líquidas ou gasosas.

Solução Sólida: os componentes desse tipo de solução se encontram no estado sólido (à temperatura ambiente).

Solução Líquida: os componentes dessa solução se encontram no estado líquido.

Solução Gasosa: todos os componentes dessa solução se encontram no estado gasoso.


Razão soluto/solvente: esta propriedade relaciona a quantidade de soluto em relação à quantidade de solvente, e classifica as soluções em diluídas, concentradas, saturadas e supersaturadas.

Solução diluída: a quantidade de soluto é muito pequena em relação à de solvente, sendo assim, a solução se encontra completamente diluída.

Solução concentrada: quando a quantidade de soluto é grande em relação à de solvente, ou seja, a solução não se encontra dissolvida.

Solução saturada: neste caso, a quantidade de soluto é a máxima permitida para uma certa quantidade de solvente, em determinada temperatura.

Solução supersaturada: este é um sistema instável, pois a quantidade de soluto é maior que a máxima permitida.


Natureza das partículas dispersas: as soluções podem se classificar em moleculares e iônicas em função da natureza das partículas dispersas.

Solução molecular: as partículas dispersas neste caso são moléculas.

Solução iônica: as partículas dispersas se encontram na forma de íons. Estas soluções também são chamadas de soluções eletrolíticas, porque possuem a capacidade de conduzir corrente elétrica.

Exemplo:
Solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl). Observe os íons formados na reação:

NaCl → Na+ + Cl –
TIPOS DE CONCENTRAÇÃO
Concentração é o termo que utilizamos para fazer a relação entre a quantidade de soluto e a quantidade de solvente em uma solução.
As quantidades podem ser dadas em massa, volume, mol, etc.
Observe:
m1= 2g
n2 = 0,5mol
V = 14L
Cada grandeza tem um índice. Utilizamos índice:
1 = para quantidades relativas ao soluto
2 = para quantidades relativas ao solvente
nenhum índice = para quantidades relativas à solução
Exemplos:
massa de 2g do soluto NaCl: m1= 2g
número de mols de 0,5mol do solvente água: n2 = 0,5mol
volume da solução de 14L: V = 14L
As concentrações podem ser:
  1. Concentração Comum
  2. Molaridade
  3. Título
  4. Fração Molar
  5. Normalidade
Concentração Comum (C)
É a relação entre a massa do soluto em gramas e o volume da solução em litros.
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Onde:                                                                                                          
C = concentração comum (g/L)
m1= massa do soluto(g)
V = volume da solução (L)
Exemplo:
Qual a concentração comum em g/L de uma solução de 3L com 60g de NaCl?
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Concentração comum é diferente de densidade, apesar da fórmula ser parecida. Veja a diferença:
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A densidade é sempre da solução, então:
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Na concentração comum, calcula-se apenas a msoluto, ou seja, m1
Molaridade (M)
A molaridade de uma solução é a concentração em número de mols de soluto e o volumede 1L de solução.
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Onde:                                                           
M = molaridade (mol/L)
n1= número de mols do soluto (mol)
V = volume da solução (L)
O cálculo da molaridade é feito através da fórmula acima ou por regra de três. Outra fórmula que utilizamos é para achar o número de mols de um soluto:
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Onde:
n = número de mols (mol)
m1 = massa do soluto (g)
MM = massa molar (g/mol)
Exemplo:       
Qual a molaridade de uma solução de 3L com 87,75g de NaCl? 
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Podemos utilizar uma única fórmula unindo a molaridade e o número de mols:
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Onde:
M = molaridade (mol/L)
m1 = massa do soluto (g)
MM1= massa molar do soluto (g/mol)
V = volume da solução (L)
Título (http://www.soq.com.br/conteudos/em/solucoes/index_clip_image050.gif) e Percentual (%)
É a relação entre soluto e solvente de uma solução dada em percentual (%). 
Os percentuais podem ser:
- Percentual massa/massa ou peso/peso: 
%m/m ; %p/p
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- Percentual massa/volume:
%m/V ; %p/V
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- Percentual volume/volume:
%v/v
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Exemplos: 
NaCl 20,3% = 20,3g em 100g de solução
50% de NaOH = 50g de NaOH em 100mL de solução (m/v)
46% de etanol = 46mL de etanol em 100mL de solução (v/v)
O título não possui unidade. É adimensional. Ele varia entre 0 e 1. 
O percentual varia de 0 a 100.
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Para encontrar o valor percentual através do título:
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Relação entre concentração comum, densidade e título:
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Relação entre outras grandezas:
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Ou simplesmente:
 
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