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Índice
Introdução
A maior parte das substâncias presentes na natureza são misturas. Quando essas misturas são homogêneas, isto é, quando seus componentes se encontram misturados uniformemente no nível molecular, então temos a formação de soluções.
As soluções podem ocorrer entre líquidos, sólidos ou gases. Elas são formadas por componentes, sendo o solvente o componente presente em maior quantidade e os solutos aqueles que estão em menor quantidade. Observe a tabela abaixo com alguns exemplos de soluções.
| Estado da solução | Estado do solvente | Estado do soluto | Exemplo |
| Gás | Gás | Gás | Ar atmosférico |
| Líquido | Líquido | Gás | Oxigênio na água |
| Líquido | Líquido | Líquido | Álcool na água |
| Líquido | Líquido | Sólido | Sal na água |
| Sólido | Sólido | Gás | Hidrogênio no paládio |
| Sólido | Sólido | Líquido | Mercúrio na prata |
| Sólido | Sólido | Sólido | Prata no ouro |
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Principais conclusões
- Solução é uma mistura homogênea em nível molecular; o solvente é o componente em maior quantidade e o soluto está em menor quantidade, e essas combinações podem ocorrer entre gases, líquidos e sólidos, formando soluções gasosas, líquidas ou sólidas.
- A formação de soluções depende da interação molecular e da polaridade: substâncias polares dissolvem-se em solventes polares e apolares em apolares; para gases em líquidos vale a Lei de Henry (S = k·P), com solubilidade aumentando com pressão e diminuindo com temperatura.
- Cientificamente, a maior parte das substâncias naturais aparece como mistura; curvas de solubilidade mostram variação com temperatura — na maioria dos casos a solubilidade aumenta com calor (endotérmica), embora existam exceções exotérmicas.
- No Enem, atenção ao diferenciar solvente e soluto, interpretar curvas de solubilidade e não aplicar a Lei de Henry quando há reação química; assunto integra química e física e aparece em contextos ambientais, como o oxigênio dissolvido na água.
- Entender coeficiente de solubilidade e estados (insaturada, saturada, supersaturada) permite controlar preparo de soluções, evitar precipitação, aumentar dissolução pela temperatura e otimizar processos industriais e ambientais; ex.: 36 g NaCl/100 g H2O a 20 °C.
Solubilidade e Polaridade
A ideia chave aqui é: Semelhantes dissolvem semelhantes! Isso significa que substâncias polares se dissolvem melhor em substâncias polares e substâncias apolares dissolvem-se melhor em substâncias apolares.
Por exemplo, ácido clorídrico (HCl), etanol (CH3CH2OH) e cloreto de sódio (NaCl) são substâncias polares que se dissolvem em água, que também é polar. Já o iodo (I2) é apolar, e se dissolve no tetracloreto de carbono (CCl4).
Solubilidade de gases em líquidos
Segundo a Lei de Henry, a solubilidade (S) de um gás em um líquido é diretamente proporcional à pressão (P) que o gás exerce sobre esse líquido. Isso é válido quando não há reação química entre o gás (soluto) e o líquido (solvente). Essa lei pode ser expressa matematicamente a partir da seguinte expressão:
S = k x P
Sendo k uma constante de proporcionalidade que depende da temperatura e do tipo de gás. A redução da pressão causa diminuição da solubilidade do gás no líquido. Além disso, a solubilidade de um gás diminui com o aumento da temperatura.
Coeficiente de Solubilidade (Cs) ou solubilidade (s)
Coeficiente de solubilidade (Cs) ou solubilidade (s) é a máxima quantidade de soluto que consegue ser dissolvida em uma quantidade fixa de solvente, em uma determinada temperatura e pressão.
Por exemplo, a 20 °C, quantidade máxima de cloreto de sódio (NaCl) que se dissolve em 100 g de água é 36 g. Dessa forma, o coeficiente de solubilidade do NaCl a 20 °C é de 36 g NaCl/100 g de água.
Classificação das Soluções sob Saturação
● Soluções insaturadas ou não saturadas – são soluções que apresentam pouca quantidade de soluto no solvente, ou seja, o soluto não atingiu seu coeficiente de solubilidade naquele solvente. Por exemplo, se dissolvermos 10 g de NaCl em 100 g de água a 20 °C, ainda poderíamos adicionar mais 26 g de NaCl na solução até atingirmos a quantidade máxima de soluto permitida nessa temperatura.
● Soluções saturadas – são soluções que possuem a quantidade máxima de soluto dissolvida no solvente, ou seja, o coeficiente de solubilidade foi atingido. Por exemplo, se dissolvermos 36 g de NaCl em 100 g de água a 20 °C teríamos uma solução saturada e não poderíamos mais adicionar NaCl na solução, pois não iria mais dissolver.
● Soluções supersaturadas – são soluções que apresentam mais soluto do que o permitido naquelas condições e por isso, são instáveis. Por exemplo, se adicionarmos 46 g de NaCl em 100 g de água a 20 °C, 36 g de NaCl seriam dissolvidos, porém os 10 g em excesso precipitariam, formando o corpo de fundo ou precipitado. Para aumentar o coeficiente de solubilidade desse sal nessa quantidade de água, teríamos que aumentar a temperatura da solução até que todo o sal fosse dissolvido. Essa solução é instável, pois qualquer agitação ou a simples adição de um cristal de NaCl faria com que os 10 g em excesso precipitassem.
Curvas de Solubilidade
As curvas de solubilidade são gráficos que mostram como os coeficientes de solubilidade das substâncias variam em função da temperatura, como mostrado a seguir.
Tabela de solubilidade.
Para a maioria das substâncias, o coeficiente de solubilidade aumenta com o aumento da temperatura. A dissolução dessas substâncias é endotérmica, ou seja, acontece com absorção de calor. Já no caso do Ce2(SO4)3, onde a solubilidade diminui com o aumento da temperatura, ocorre uma dissolução exotérmica, ou seja, acontece com liberação de calor.
Exercício de fixação
Exercícios sobre Solução para vestibular
ITA/2000
A figura a seguir mostra a curva de solubilidade do brometo de potássio (KBr) em água:
Dados:
Massa molar (g/mol): K = 39,10; Br = 79,91
Baseando nas informações apresentadas na figura é errado afirmar que:
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