Soluções
Soluções são as misturas resultantes da união de duas ou mais substâncias diferentes, que se apresentam obrigatoriamente em uma única fase no seu aspecto visual, como a água do mar (formada pela associação de água e diferentes sais).
Por se tratar de misturas homogêneas, as soluções são formadas pela associação de pelo menos um material capaz de ser dissolvido por outro. Esse material dissolvido é denominado soluto, e o que dissolve é denominado solvente.
A propriedade mais importante da matéria nas soluções é a solubilidade, já que nesse tipo de mistura existe a dissolução de um material por outro. Porém, vale ressaltar que cada solvente apresenta uma solubilidade para cada tipo de soluto de acordo com a temperatura, o que é denominado de coeficiente de solubilidade.
Tipos de soluções
Classificação das soluções quanto ao estado físico do solvente:
Sólidas: soluções em que o solvente está no estado sólido. Exemplo: ouro 18 quilates;
Líquidas: soluções em que o solvente está no estado líquido. Exemplo: refrigerante;
Gasosas: soluções em que o solvente está no estado gasoso. Exemplo: ar atmosférico.
Classificação das soluções quanto à natureza do soluto dissolvido:
Iônica: é a solução que apresenta um soluto de natureza iônica, ou seja, é capaz de sofrer o fenômeno da dissociação ou ionização. Exemplo: cloreto de sódio;
Molecular: é a solução que apresenta um soluto de natureza molecular, ou seja, não é capaz de sofrer o fenômeno da dissociação ou ionização. Exemplo: glicose.
Concentração ou aspectos quantitativos das soluções
A determinação das quantidades de soluto, solvente, volume, massa ou qualquer outra medida quantitativa relacionada a uma solução é denominada concentração, como nos seguintes casos:
Concentração comum: é a relação entre a massa do soluto e o volume da solução;
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Densidade: é a relação entre a massa e o volume da solução;
Título em massa: é a relação entre a massa do soluto e a massa da solução;
Título em volume: é a relação entre o volume do soluto e o volume da solução;
Ppm: é a relação de uma parte do soluto existente em um milhão de partes da solução;
Concentração em mol/L ou molaridade: é a relação entre o número de mol do soluto e o volume da solução;
Molalidade: é a relação entre o número de mol do soluto e a massa do solvente;
Fração molar: é a relação entre o número de mol do soluto ou do solvente e o número de mol da solução.
Concentração comum (C), ou simplesmente concentração, é definida como: “a razão existente entre a massa do soluto e o volume da solução.” Matematicamente, ela é expressa pela fórmula:
C = Concentração comum, cuja unidade no Sistema Internacional de Medidas (SI) é dada em g/L;
m1 = massa do soluto* em g;
v = volume da solução em L.
A densidade é uma propriedade específica de cada material que serve para identificar uma substância. Essa grandeza pode ser enunciada da seguinte forma:
A densidade (ou massa específica) é a relação entre a massa (m) e o volume (v) de determinado material (sólido, líquido ou gasoso).
Matematicamente, a expressão usada para calcular a densidade é dada por:
matemática para o cálculo da densidade
Unidades de medida para a densidade
A unidade de medida da densidade, no Sistema Internacional de Unidades, é o quilograma por metro cúbico (kg/m3), embora as unidades mais utilizadas sejam o grama por centímetro cúbico (g/cm3) ou o grama por mililitro (g/mL). Para gases, ela costuma ser expressa em gramas por litro (g/L).
Interpretação da expressão matemática da densidade
Conforme se observa na expressão matemática da densidade, ela é inversamente proporcional ao volume. Isso significa que, quanto menor o volume ocupado por determinada massa, maior será a densidade.
Para entendermos como isso ocorreu na prática, pense, por exemplo, na seguinte questão: o que pesa mais, 1 kg de chumbo ou 1 kg de algodão?
Na realidade, eles possuem a mesma massa, ou seja, o “peso” deles é o mesmo. A diferença entre 1 kg de chumbo e 1 kg de algodão consiste na densidade, pois 1 kg de chumbo concentra-se em um volume muito menor que 1 kg de algodão. A densidade do algodão é pequena porque sua massa espalha-se em um grande volume.
Desse modo, vemos que a densidade de cada material depende do volume por ele ocupado. E o volume é uma grandeza física que varia com a temperatura e a pressão. Isso significa que, consequentemente, a densidade também dependerá da temperatura e da pressão do material.
Título ou Porcentagem em Massa
O Título ou porcentagem em massa é a relação (razão) entre a massa do soluto e a massa da solução. Ele não tem unidades e pode ser expresso também em porcentagem. Nesse caso é só multiplicar o resultado por 100%. Além disso, existe a porcentagem em volume da solução.
Em muitos medicamentos e em produtos alimentares líquidos e sólidos, como o vinagre e bolachas, por exemplo, apresenta-se o teor em porcentagem de massa do soluto (m1) em relação à massa da solução inteira (m = m1 + m2). A essa grandeza dá-se o nome de Título (T) ou porcentagem em massa de uma solução.
Sua definição pode ser expressa da seguinte forma:
Dessa forma, seu cálculo é feito através da equação matemática abaixo:
ou 
Visto que tanto no denominador, como no numerador, está se tratando da mesma unidade (a unidade de massa é o grama – g), o Título não possui nenhuma unidade e é menor que 1.
Desse modo, se dissermos que o título de determinada solução é 0,4, isso significa que para cada unidade de massa da solução, 0,4 corresponde à massa do soluto. Porém, muitas vezes o Título é expresso em porcentagem. Para tal, basta multiplicar o valor encontrado por 100%. Nesse caso é chamado de Porcentagem em Massa (T%)
Concentração em mol/L ou molaridade
A molaridade, ou concentração em quantidade de matéria (mol/L), é a relação entre a quantidade de matéria do soluto (n1) e o volume da solução em litros (V).
A concentração em quantidade de matéria é a relação entre a quantidade de matéria do soluto, medida em mol (n1), e o volume da solução em litros (V). Essa concentração é medida em mol por litro (mol/L).
Consideremos o suco gástrico que nosso estômago produz com a finalidade de realizar o processo de digestão. Na realidade, trata-se de uma solução de ácido clorídrico (HCl) em uma concentração de 0,01 mol/L. Isso significa que, para cada litro de suco gástrico, há 0,01 mol de HCl.
A concentração em quantidade de matéria Mol/L é muitas vezes chamada por alguns autores de concentração molar ou molaridade, mas os termos corretos são “concentração em mol/L” ou“concentração em quantidade de matéria”.
Fórmulas utilizadas na molaridade
A fórmula matemática usada para calcular essa concentração é dada por:
Em muitos casos, não é fornecido o valor da quantidade de matéria do soluto, mas, sim, a sua massa expressa em gramas (m1). Nesses casos, temos que a quantidade de matéria do soluto em mols (n1) pode ser conseguida pela divisão da massa do soluto pela massa molar do próprio soluto, conforme a fórmula a seguir:
Substituindo n1 na equação, temos.
CONTEÚDO COMPLEMENTAR:
http://www.agamenonquimica.com/docs/teoria/fisico/solucoes.pdf
ATIVIDADE DE VERIFICAÇÃO DE APRENDIZAGEM
Responder preferencialmente no Google Forms, ou copiar as perguntas e enviar com as respostas para o Whatsapp do professor.
LINK PARA O GOOGLE FORMS: https://forms.gle/fWGXC7h3Zaboh1k78
1) O rótulo de um frasco diz que ele contém uma solução 1,5 mol/L de NaI em água. Isso quer dizer que a solução contém:
a) 1,5 mol de NaI / quilograma de solução.
b) 1,5 mol de NaI / litro de solução.
c) 1,5 mol de NaI / quilograma de água.
d) 1,5 mol de NaI / litro de água.
e) 1,5 mol de NaI / mol de água.
2) Uma solução aquosa de NaCl apresenta porcentagem em massa de 12,5%. Isso significa que, para cada 100g de solução, teremos ........ g de soluto e .......... g de solvente. Completa-se corretamente a afirmação acima, respectivamente, com:
a) 12,5g e 100 g.
b) 12,5g e 87,5g.
c) 87,5g e 12,5g.
d) 100g e 12,5g.
e) 58,5g e 41,5g.
3) Uma massa de 40g de NaOH são dissolvidas em 160g de água. A porcentagem, em massa, de NaOH presente nesta solução é de:
a) 20%.
b) 40%.
c) 10%.
d) 80%.
e) 100%.
4) A principal característica de uma solução é:
a) ser sempre uma mistura homogênea.
b) possuir sempre um líquido com outra substância dissolvida.
c) ser um sistema com mais de uma fase.
d) ser homogênea ou heterogênea, dependendo das condições de pressão e temperatura.
e) ser uma substância pura em um único estado físico.
5) A popular maionese caseira é formada pela mistura de óleo, limão (ou vinagre) e gema de ovo; este último componente tem a função de estabilizar a referida mistura. Esta mistura é um exemplo de:
a) solução verdadeira concentrada;
b) solução verdadeira diluída;
c) uma dispersão coloidal do tipo gel;
d) uma dispersão coloidal do tipo emulsão;
e) um gel que sofreu uma peptização.