Soluções: Classificação, Solubilidade e Tipos de Dissolução


Vários medicamentos e alimentos são soluções, por isso é importante que se saiba as relações entre as quan­tidades dos materiais, em massa, de volumes. Esta aula apresenta alguns conceitos sobre soluções e suas con­centrações.

Dispersões

Um sistema material que tenha uma ou mais subs­tâncias disseminadas em uma terceira é denominado dispersão. As substâncias disseminadas são chamadas de dispersos e o meio material em que estão espalhadas é denominado dispersante ou dispergente.

Soluções: Classificação, Solubilidade e Tipos de Dissolução

As dispersões são classificadas conforme o tamanho médio das partículas do disperso. Quando o tamanho médio das partículas é inferior a l nm (I0~9 m), a disper­são é classificada como solução. Para tamanhos médios maiores que l nm, mas menores que 100 nm, é classifi­cada como solução coloidal ou colóide e, para valores superiores a 100 nm, como mistura ou suspensão grosseira.

Soluções

A solução é uma dispersão formada de modo espon­tâneo ou natural. A dissolução do sal em água ocorre com ou sem agitação, por exemplo. Com agitação, a dis­solução é muito mais rápida. A solução também é chamada de mistura homogênea, pois toda solução é uma mistura monofásica. Em uma solução, a substância que se apresenta em menor quantidade denomina-se soluto; e a que se apresenta em maior quantidade, solvente.

Observação
Caso uma solução contenha água (aquosa), esta, independentemente das quantidades envolvidas, é sempre o solvente.

Classificação das soluções

As soluções são classificadas conforme os seguintes critérios: estado físico do solvente, proporção soluto-solvente e condução da corrente elétrica.

Estado físico

Para esse critério apresentam-se três classificações: soluções sólidas, líquidas e gasosas.
•     Soluções sólidas – o solvente se apresenta no es­tado sólido. Exemplo: ligas metálicas (ouro 18 K).
•     Soluções líquidas – o solvente se apresenta no estado líquido. Exemplo: soluções aquosas de um modo geral (solução aquosa de NaC£ – soro fisiológico).
•     Soluções gasosas — o solvente se encontra no estado gasoso. Exemplo: ar (mistura dos gases 02, N2 e Ar).

Proporção soluto-solvente

Para esse critério, apresentam-se as soluções diluída e concentrada.
•         Solução diluída – possui pouco soluto em rela­ção ao solvente. Exemplo: soro fisiológico a 0,9% (apresenta 9 g de NaC^ por litro).
•         Solução concentrada – possui muito soluto em relação ao solvente. Exemplo: álcool de cozinha 92 GL (apresenta 92% de álcool e 8% de água).

Condução da corrente elétrica

É importante notar neste critério que a espécie quí­mica responsável pelo transporte de eletricidade em meios fluidos (líquido e gasoso) é o íon. Se não há íons livres (mobilidade iônica) em solução, não há condução de corrente elétrica. Assim, apresentam-se também duas clas­sificações: soluções eletrolíticas ou iônicas e não eletro-líticas ou moleculares.

•         Soluções eletrolíticas ou iônicas – são condu­toras de corrente elétrica, pois apresentam íons em solução. Exemplos: soluções aquosas de ácidos, bases, sais e óxidos iônicos.
•         Soluções não eletrolíticas ou moleculares – não são condutoras de corrente elétrica, pois não apresentam íons em solução. Exemplos: soluções aquosas de orgânicos em geral (soluções de glicose).

Coeficiente de solubilidade (Cs ou Ks)

Para a maioria dos solutos há um limite para sua solubilidade em um determinado solvente. Ou seja, há uma quantidade máxima de soluto que se dissolve em certa quantidade de solvente. Esse ponto é chamado de ponto de saturação. Qualquer quantidade de soluto co­locada a mais que essa quantidade de saturação não se dissolve. Essa quantidade, portanto, se depositará no fun­do do recipiente caso o soluto apresente densidade supe­rior à do solvente. Essa massa depositada no fundo, que não faz parte da solução, é chamada de corpo de fundo (cdf) ou corpo de chão (cc).

A determinação do ponto de saturação é experimen­tal. É expressa por uma razão entre a quantidade máxi­ma dissolvida de soluto e a quantidade de solvente usa­da. Essa razão é denominada coeficiente de solubilidade (Cs). Exemplo: Cs do NaC^ a 20°C = 36 g/100 g de H2O. Significado: no máximo, em 100 g de H2O, a 20°C, é possível dissolver 36 g de NaC-f.

Exercício resolvido

Uma mistura é formada pela adição de 300 g de em 500 g de água, a 20°C. Sabendo que o coeficien­te de solubilidade do NaC^, a 20°C, é de 36 g/100 g de H2O, determine:
a.    a massa de corpo de fundo formada;
Cálculo da solubilidade do sal para 500 g de água
sal    água                 colocados = 300 g
36 g — 100 g                dissolvidos = 180 g
cdf = 12Õ~g
kg       – 500 g x = 180 g

b.   a massa da solução formada.
solução = ? soluto = 180 g (só o dissovido) solvente = 500 g
solução = soluto + solvente solução = 180 + 500
solução = 680 g

Observações
O Cs depende da quantidade de solvente (diretamente proporcional — regra de três), da temperatura e da natureza do soluto. A quantidade padrão para o solvente é 100 g. Caso não seja indicada a quantidade de sol­vente, adote a quantidade padrão (100 g). Substâncias que se dissolvem em qualquer proporção (álcool etílico e água) têm Cs infinito. Não há Cs igual a zero. O que existe é Cs muito próximo a zero. Quando isso ocorre, o soluto é praticamente insolúvel no solvente. Quando dois líquidos são solúveis, diz-se que são miscíveis entre si.

Tipos de dissolução

Dissolução endotérmico

A solubilidade do soluto aumenta conforme o au-mejito da temperatura. Isso ocorre porque, para se dis­solver, o soluto deve absorver energia na forma de calor do solvente. Haverá, portanto, uma troca térmica entre o soluto e o solvente. Quanto maior a temperatura do sol­vente, maror a quantidade de calor cedida do solvente ao soluto. A maioria dos solutos sólidos em água tem esse comportamento.

Dissolução exotérmica

A solubilidade do soluto diminui com o aumento da temperatura. Isso ocorre porque, para se dissolver, o so­luto deve liberar energia em forma de calor para o sol­vente. Ocorre, portanto, uma troca térmica entre o solu­to e o solvente. Quanto menor a temperatura do solven­te, maior a quantidade de calor recebida pelo solvente do soluto. Os gases têm esse comportamento na sua dis­solução em água.

Curva de solubilidade

Consiste em um gráfico que apresenta a temperatura no eixo das abscissas (eixo horizontal) e o coeficiente de solubilidade (Cs) no eixo das ordenadas.