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Estudo dirigido Soluções, Notas de estudo de Engenharia de Alimentos

Estudo dirigido Soluções

Tipologia: Notas de estudo

2014
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Compartilhado em 28/04/2014

ismael-silva-29
ismael-silva-29 🇧🇷

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SOLUÇÃO
INTRODUÇÃO
Soluções são misturas homogêneas de um soluto (substância dissolvida) em um solvente (substância que efetua a dissolução).
SOLUÇÕES = SOLUTO + SOLVENTE
A dispersão de um soluto num solvente ocorre através do desenvolvimento de associações soluto-solvente.
Complete:
SOLUÇÃO SOLUTO SOLVENTE
NaCl(aq) NaCl AGUA
I2 (álcool) iodo álcool
H2SO4 96% H2SO4 água
OBS1: É importante notar que o solvente não é, necessariamente, o componente em maior quantidade. Por exemplo, a
solução de ácido sulfúrico 96% apresenta:
a) A composição: 96g de H2SO4 + 4g de H2O, em 100g da solução.
b) soluto: ---- H2SO4------- ----------------------------------------
c) solvente: -------H2O------------------------------------------
OBS2: O solvente é que determina o estado físico da solução.
TIPO DE SOLUÇÃO QUANTO A SATURAÇÃO
De acordo com uma quantidade de soluto dissolvida as soluções podem ser de três tipos: insaturadas, saturadas e supersaturadas.
Para defini-las precisamos do conceito de solubilidade.
SOLUBILIDADE DE UM SOLUTO: É a massa deste soluto que pode se dispersar numa certa massa de solvente à
uma certa temperatura.
UNIDADES: Além de g de soluto/100g de solvente pode-se também expressar a solubilidade em g de soluto/100 mL de
solvente e mols de soluto/ litro de solução.
SOLUÇÃO INSATURADA: Tem dissolvida a uma dada temperatura uma quantidade de soluto menor que a sua
solubilidade nesta temperatura. Ex: 80 g de acetato de sódio dissolvido em 100 g de água a 20° C. A solubilidade é de
123.5 g. Assim podemos ainda dissolver ----------g de acetato de sódio.
SOLUÇÃO SATURADA: Tem dissolvido a uma dada temperatura, uma quantidade de soluto exatamente igual a sua
solubilidade nesta temperatura: 123.5 g de acetato de sódio em 100 g de água a 20° C. Ela apresenta um equilíbrio,
representado por
C+ A-(aq) C+(aq) + A-(aq)
Entre a forma associada do soluto (C+A-(aq)) estão as formas associadas soluto-solvente (C+( aq) + A- (aq)). Qualquer excesso de
soluto adicionado permanecerá sem dissolver e sem alterar o equilíbrio existente.
SOLUÇÃO SUPERSATURADA: Tem dissolvida a uma dada temperatura, uma quantidade de soluto maior que sua
solubilidade nesta temperatura. Ela apresenta um equilíbrio metaestável, deslocado para o lado das formas dissolvidas,
ou seja, das associações soluto-solvente:
C+ A -(aq) C+ (aq) + A- (aq)
Qualquer perturbação externa (adição de soluto, agitação, atrito) provocará a precipitação do excesso dissolvido. Rompe-se o
equilíbrio metaestável e chega-se ao equilíbrio estável de uma solução saturada.
TIPO DE SOLUÇÃO QUANTO A CONDUTIVIDADE ELÉTRICA:
Pode ser não eletrólitos ou eletrólitos.
NÃO- ELETRÓLITOS: Formam soluções aquosas que não conduzem eletricidade. Essas substâncias são tipicamente
moleculares quando puras e dissolvem-se liberando moléculas (as quais são neutras porque não podem migrar em um
campo elétrico). CH3OH(l) + H2O CH3OH(aq)
C12H22O11 + H2O C12H22O11 (aq)
ELETRÓLITOS: São soluções aquosas que conduzem eletricidade. Estas substâncias existem sob a forma de íons em
solução. Os íons carregados migram em um campo elétrico carregando, portanto, a corrente elétrica. Não esta limitada
somente aos compostos iônicos. Existem muitas substâncias covalentes que reagem com a água para produzir íons,
formando soluções condutoras. NaCl(s) + H2O Na+ (aq) + Cl- (aq)
HCl + H2O H+ + Cl-
Exercício: a) Escreva a equação para a dissociação em água de cada um dos seguintes sólidos iônicos
a) KI b) Li2CO3 c) Fe (NO3)3 d) Ce2(SO4)3
b) Um mol de Na2SO4 e um mol de KCl são dissolvidos separadamente em água. Quais destas soluções contêm o
maior número de mols de íons? a) Na2SO4 + H2O b) KCl + H2O
TIPOS DE SOLUÇÃO QUANTO A CONCENTRAÇÃO
SOLUÇÃO CONCENTRADA: Apresenta grande quantidade do soluto em relação ao solvente.
SOLUÇÃO DILUIDA: Apresenta pequena quantidade do soluto em relação ao solvente.
CAPITULO 6: SOLUÇÕES
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SOLUÇÃO

INTRODUÇÃO

Soluções são misturas homogêneas de um soluto (substância dissolvida) em um solvente (substância que efetua a dissolução). SOLUÇÕES = SOLUTO + SOLVENTE A dispersão de um soluto num solvente ocorre através do desenvolvimento de associações soluto-solvente. Complete:

SOLUÇÃO SOLUTO SOLVENTE NaCl(aq) NaCl^ AGUA I 2 (álcool) iodo álcool H 2 SO 4 96% H 2 SO 4 água

OBS 1 : É importante notar que o solvente não é, necessariamente, o componente em maior quantidade. Por exemplo, a solução de ácido sulfúrico 96% apresenta: a) A composição: 96g de H 2 SO 4 + 4g de H 2 O, em 100g da solução.

b) soluto: ---- H 2 SO 4 ------- ---------------------------------------- c) solvente: -------H 2 O------------------------------------------ OBS 2 : O solvente é que determina o estado físico da solução. TIPO DE SOLUÇÃO QUANTO A SATURAÇÃO De acordo com uma quantidade de soluto dissolvida as soluções podem ser de três tipos: insaturadas, saturadas e supersaturadas. Para defini-las precisamos do conceito de solubilidade.

• SOLUBILIDADE DE UM SOLUTO : É a massa deste soluto que pode se dispersar numa certa massa de solvente à

uma certa temperatura.

• UNIDADES : Além de g de soluto/100g de solvente pode-se também expressar a solubilidade em g de soluto/100 mL de

solvente e mols de soluto/ litro de solução.

• SOLUÇÃO INSATURADA : Tem dissolvida a uma dada temperatura uma quantidade de soluto menor que a sua

solubilidade nesta temperatura. Ex: 80 g de acetato de sódio dissolvido em 100 g de água a 20° C. A solubilidade é de 123.5 g. Assim podemos ainda dissolver ----------g de acetato de sódio.

• SOLUÇÃO SATURADA : Tem dissolvido a uma dada temperatura, uma quantidade de soluto exatamente igual a sua

solubilidade nesta temperatura: 123.5 g de acetato de sódio em 100 g de água a 20° C. Ela apresenta um equilíbrio, representado por C+^ A-(aq) ↔ C +(aq) + A-(aq)

Entre a forma associada do soluto (C+^ A-(aq)) estão as formas associadas soluto-solvente (C +(aq) + A -^ (aq)). Qualquer excesso de soluto adicionado permanecerá sem dissolver e sem alterar o equilíbrio existente.

• SOLUÇÃO SUPERSATURADA : Tem dissolvida a uma dada temperatura, uma quantidade de soluto maior que sua

solubilidade nesta temperatura. Ela apresenta um equilíbrio metaestável, deslocado para o lado das formas dissolvidas, ou seja, das associações soluto-solvente: C+^ A - (aq) ↔ C+ (aq) + A -^ (aq) Qualquer perturbação externa (adição de soluto, agitação, atrito) provocará a precipitação do excesso dissolvido. Rompe-se o equilíbrio metaestável e chega-se ao equilíbrio estável de uma solução saturada. TIPO DE SOLUÇÃO QUANTO A CONDUTIVIDADE ELÉTRICA : Pode ser não eletrólitos ou eletrólitos.

• NÃO- ELETRÓLITOS: Formam soluções aquosas que não conduzem eletricidade. Essas substâncias são tipicamente

moleculares quando puras e dissolvem-se liberando moléculas (as quais são neutras porque não podem migrar em um campo elétrico). CH 3 OH (^) (l) + H 2 O → CH 3 OH (^) (aq) C 12 H 22 O 11 + H 2 O → C 12 H 22 O (^11) (aq)

• ELETRÓLITOS : São soluções aquosas que conduzem eletricidade. Estas substâncias existem sob a forma de íons em

solução. Os íons carregados migram em um campo elétrico carregando, portanto, a corrente elétrica. Não esta limitada somente aos compostos iônicos. Existem muitas substâncias covalentes que reagem com a água para produzir íons, formando soluções condutoras. NaCl(s) + H 2 O → Na +^ (aq) + Cl -^ (aq) HCl + H 2 O → H+^ + Cl - Exercício: a) Escreva a equação para a dissociação em água de cada um dos seguintes sólidos iônicos a) KI b) Li 2 CO 3 c) Fe (NO 3 ) 3 d) Ce 2 (SO 4 ) 3 b) Um mol de Na 2 SO 4 e um mol de KCl são dissolvidos separadamente em água. Quais destas soluções contêm o maior número de mols de íons? a) Na 2 SO 4 + H 2 O b) KCl + H 2 O TIPOS DE SOLUÇÃO QUANTO A CONCENTRAÇÃO SOLUÇÃO CONCENTRADA: Apresenta grande quantidade do soluto em relação ao solvente. SOLUÇÃO DILUIDA : Apresenta pequena quantidade do soluto em relação ao solvente.

CAPITULO 6: SOLUÇÕES

• CONCENTRAÇÃO EM QUANTIDADE DE MATÉRIA : É a razão da quantidade de matéria do soluto pelo volume

total da solução em litros (L) ou dm 3. C = qte de matéria do soluto A (mols, n) / volume da solução (L) Exercício: Uma amostra de H 2 SO 4 comercial contem 96,4% de massa de acido sulfúrico e densidade de 1,84 g/mL. Calcule a concentração em mols/L desta solução de ácido sulfúrico. Resp: M=18,1 molar

• PERCENTAGEM VOLUME/VOLUME (%v/v) : Esta expressão somente é encontrada para soluções que são misturas

de líquido. Por exemplo, uma solução aquosa de álcool deve ser rotulada como 45%v/v. Isto indica 45 mL de álcool por 100 mL de solução.

• PERCENTAGEM MASSA/MASSA (% m/m)

(% m/m) = massa do soluto/ massa do soluto + massa do solvente Exercício: Calcule a massa do NiSO 4 contido em 200g de uma solução 6% de NiSO 4. Resp: 12,0 g de NiSO (^4)

• PARTES POR MILHÃO (ppm): Indica o número de partes do soluto presente em 1 milhão de partes da solução.

ppm= massa do componente na solução/ massa total da solução x 10 6 Essa unidade é especialmente usada para exprimir concentrações de soluções diluídas. Em soluções aquosas diluídas. (1.0 kg de solução é praticamente 1.0 litro de solução). 1 ppm = 1,0 mg do soluto/ L da solução

• PARTES POR BILHÃO (ppb): Podem ser expressos como 1 μg do soluto por quilograma da solução ( ~ litro)

ppb = massa do componente na solução/ massa total na solução x 10 9

• FRAÇÃO MOLAR : É definido como a quantidade de matéria de um componente particular da solução dividido pelo

número total de quantidade de matéria de todos os componentes presentes na mistura. χ (^) A = ηA / η (^) A + ηB + η (^) C

Exercício : Uma solução é composta de 2,0 mols de H 2 O e 3,0 mols de etanol (C 2 H 5 OH) diga qual a fração molar da água. Resposta: χ água = 0,

• FRAÇÃO EM MASSA : É a fração da massa total de uma solução que é constituída por um componente particular.

Exercício : Qual é a fração da massa da água de uma mistura formada de 12,5g de água e 37,5g de etanol. Resposta: w (^) água = 0, Portanto, percentagem em massa (% m/m) é igual a fração em massa multiplicada por 100.Então, temos 25% de água e 75% de etanol.Isso é mesmo que em 100g de solução haver 25,0 g de água e 75,0 g de etanol. Exercício: Quais são as frações molares de CH 3 OH e H 2 O em uma solução preparada dissolvendo-se 1,20 g de álcool metílico em 16,8 g de água. Resposta: χ (^) água = 0.9614; χ (^) álcool = 0.

• MOLALIDADE : É definida como quantidade de matéria do soluto por Kg do solvente

Molalidade ( m ) do soluto: quantidade de materia do soluto (n) / Kg do solvente Ou seja, m = quantidade de matéria do soluto /massa do solvente(kg) Exercício : Uma solução contém 12.0 g de glicose, C 6 H12O 6 , em 95,0 de H 2 O. Calcule a molalidade da glicose. Resposta: m= 0,702 mols/kg Exercício : Sabendo-se que a percentagem em massa do HCl no ácido clorídrico concentrad0 é 36.Calcule: a) fração molar ;b) molalidade do HCl. Resposta: χ (^) HCl= 0,217 b) m= 15,42 mols/kg DILUIÇÃO Um método extremamente importante e conveniente de preparar soluções de diferentes concentrações é o processo de diluição. DILUIÇÃO : Envolve adição de solvente (usualmente água) à uma solução concentrada. A adição de água produz uma solução mais diluída porque é a mesma quantidade de soluto distribuído em uma grande quantidade de solvente ou solução. Lembrar que o número de mols do soluto é o mesmo antes e depois da diluição. Mols de soluto (^) solução original = mols do soluto (^) solução diluída Portanto,

Mo X Vo = M (^) d X V (^) d

Exercício : Quantos mililitros de H2SO4 18.1 M são necessários para preparar um litro de uma solução de H2SO4 0.900M? Resposta: V= 50mL

CAPITULO 6: SOLUÇÕES