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relatório de aula prática......
Tipologia: Esquemas
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Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências da Natureza - CCN Engenharia Ambiental SOLUBILIDADE DE LÍQUIDOS Amanda Prado Elias, 761912 José Matheus Segre Moneva Viveiros, 756227 Ricardo Manoel Romão, 727197 Docente: Fernando Vicentini Meso conteúdo: Química Geral Eixo: Processos Químicos e Biológicos 1 Buri 2022
1. Introdução Ao prepararmos uma solução, como por exemplo um suco, ao acrescentarmos o açúcar na água podemos logo reparar que ele logo desaparece. Isso é devido ao fato do açúcar ser solúvel quando em contato com a água. Como definição técnica, a solubilidade é a capacidade que uma determinada substância, denominada de soluto, tem de se dissolver quando em contato com outra, denominada esta de solvente. Quando misturados, o soluto e o solvente formam uma mistura homogênea a qual também pode ser chamada de solução (AUCÉLIO; TEIXEIRA, 2010). A solubilidade tem importante papel em inúmeras aplicações práticas e áreas de estudo científico, podendo ir desde a aplicação e manipulação de medicamentos até no processamento de minérios. A solubilidade também pode ser classificada como uma das propriedades características de uma substância, ou seja, ela pode ser usada para descrever o comportamento de uma substância, ajudando a fazer a distinção de outras, como um guia para aplicação da substância e também como indicador de sua polaridade (UNICAMP, 2015). Nas ligações covalentes, a polaridade indica a distribuição dos elétrons ao redor dos átomos. Se a distribuição possuir simetria, a ligação será apolar, caso o contrário, se uma das partes da ligação conter uma maior densidade eletrônica, então ela será classificada como polar. Logo, ligações covalentes polares são aquelas onde ocorre diferença de eletronegatividade entre os átomos e ligações covalentes apolares são aquelas onde não existe essa diferença de eletronegatividade. Exemplos de ligações polares e apolares são respectivamente o HCl e o F 2. Figura 1. Exemplos de Ligações Polares e Apolares. A eletronegatividade é tendência que um átomo tem de atrair elétrons para si, e como citado, a polaridade é diretamente influenciada pela diferença de eletronegatividade das moléculas, onde o sentido das forças na ligação tendem do átomo menos eletronegativo para
foi observado se ocorria a solubilização. O procedimento foi repetido para o naftaleno e posteriormente para o CuSO 4 .5H 2 O, completando os nove tubos.
4. Resultados e discussão Primeiramente buscou-se compreender a estrutura e polaridade das substâncias como forma de entender a solubilidade que foi encontrada nas misturas. ● Sacarose Observando a geometria molecular (Figura 3) podemos observar que a força resultante entre os átomos da substância é diferente de zero, logo o momento dipolar é diferente de zero e, portanto, classificamos essa substância como polar. Figura 3. Fórmula molecular da sacarose. ● Naftaleno A partir da análise da molécula de naftaleno (Figura 4), é possível observar que esta é simétrica (mesma quantidade de átomos e ligações duplas e simples em todos os lados), e assim as forças resultantes entre as ligações dos átomos são iguais zero, portanto o momento dipolar é igual a zero e podemos considerá-la como uma substância apolar. Essa característica é muito importante para compreendermos sua solubilidade em solventes distintos. Figura 4. Fórmula molecular do naftaleno.
● Sulfato de Cobre Pentahidratado Ao analisar o momento dipolar da molécula de Sulfato de Cobre Pentahidratado, é possível observar que em diferentes regiões da molécula existem moléculas muito eletronegativas (oxigênio), isso significa que se os vetores que indicam a diferença de força entre os elementos resultaria em um vetor resultante não nulo. Sendo assim o momento dipolar do Sulfato de Cobre Pentahidratado apresenta μ ≠ 0 e assim podemos considerar a molécula é polar. Figura 5. Fórmula molecular do Sulfato de Cobre Pentahidratado. Observando a geometria molecular podemos observar que a força resultante entre os átomos da substância é diferente de zero, logo o momento dipolar é diferente de zero, portanto classificamos essa substância como polar. ● Água destilada A água destilada possui geometria angular (Figura 6) que formando um ângulo entre os átomos de hidrogênio por conta dos elétrons livres do oxigênio, fenômeno que ocorre por conta da eletronegatividade do Oxigênio. Esse ângulo facilita a ocorrência de ligações tanto com os átomos de hidrogênio quanto com átomos de oxigênio. Para se obter o momento dipolar da molécula deve-se analisar os vetores de força, que saem do elemento menos eletronegativo para o mais eletronegativo. Assim é podemos concluir que a água é polar pois se decompormos os vetores de força de atração entre as moléculas na horizontal e vertical, iremos observar que os vetores horizontais, por terem sentidos opostos, irão se anular. Já os verticais, por estarem na mesma direção e sentido, irão se somar resultando em uma força na direção vertical para cima, gerando um momento dipolar diferente de zero. Figura 6. Fórmula molecular da água.
Os dados de solubilidade obtidos pela prática foram então dispostos na tabela abaixo, assim relacionado a tabela com informações sobre as polaridades e estruturas foi possível estabelecer uma discussão sobre os resultados obtidos. Tabela 1. Solubilidade dos líquidos. Água Etanol Éter de Petróleo Sacarose solúvel parcialmente não solúvel Naftaleno não solúvel não solúvel solúvel Sulfato de Cobre II solúvel não solúvel não solúvel A sacarose se dissolveu totalmente em água, parcialmente em etanol e não dissolveu em éter de petróleo, formando nas duas últimas soluções uma mistura heterogênea com corpo de fundo. O naftaleno não dissolveu em água e nem em etanol, apenas no éter de petróleo, sendo que apenas no último a mistura se encontrou homogênea. O Sulfato de Cobre Pentahidratado se dissolveu completamente em água, enquanto em etanol ou em éter de petróleo não se dissolve, formando uma mistura heterogênea com corpo de fundo. Isso aconteceu pois tanto a água quanto o Sulfato de Cobre Pentahidratado são polares enquanto o álcool, que é semi-polar, e o éter de petróleo, que é apolar, não conseguiram dissolver o soluto. No caso da água, a sua polarização consegue explicar por que ela consegue dissolver diferentes substâncias.
5. Conclusão Levando em consideração as análises anteriormente feitas sobre os solventes e solutos e após os testes é possível perceber que, os solutos polares foram facilmente dissolvidos em solventes polares. Entretanto, os solutos apolares não se dissolvem em solventes polares. É
possível relacionar esse padrão de solubilidade com a famosa frase: “semelhante dissolve semelhante”.
6. Referências AUCÉLIO, R. Q.; TEIXEIRA, L. R. Solubilidade. 2010. Disponível em: http://www.propg.unirio.br/ccbs/ibio/dcn/disciplinas/quimica-geral/textos-complementares_te oria/Texto%2010_solubilidade.pdf. Acesso em: 30 jul. 2022. MARTINS, C. R.; LOPES, W. A.; ANDRADE, J. B. Solubilidade das substâncias orgânicas. Química Nova , v. 36, p. 1248-1255, 2013. PINHEIRO, E. B.; DORING, T. H. Aula 4 – Química geral e Inorgânica: Polaridade e forças intermoleculares. 2022. Disponível em: https://cpei.paginas.ufsc.br/files/2018/05/Aula-4-Polaridade-e-For%C3%A7as-intermolecular es.pdf. Acesso em: 30 jul. 2022. UNICAMP (São Paulo). Solubilidade. 2015. Disponível em: https://www.bdc.ib.unicamp.br/bdc_uploads/materiais/versaoOnline/versaoOnline1502_pt/m aterial1502_codigoBinario_pt/solubilidade.html#:~:text=Solubilidade%20de%20uma%20sub st%C3%A2ncia%20%C3%A9,filtra%C3%A7%C3%A3o%20da%20s%C3%ADlica%20n% C3%A3o%20dissolvido. Acesso em: 30 jul. 2022. 7. Descarte dos resíduos O descarte foi pensado para ser feito a partir dos solutos e não dos solventes. Por isso, inicialmente fazer uma filtração simples para separar os compostos insolúveis. Em seguida, as soluções de sulfato de cobre puras devem ser colocadas em frasco específico designado pelo técnico, pois podem ser reaproveitadas. O sulfato de cobre cristalizado será recolhido para ser usado como insumo em outros experimentos. Sobras de cobre em pó em meio ácido de misturas que não reagiram devem ser recolhidas em outro recipiente como resíduos de cobre.
