Coeficiente de Solubilidade – Química
Numa solução química, chama-se por coeficiente de solubilidade (Cs) a quantia de soluto que é necessária para formar uma solução saturada com um solvente, em condições específicas de temperatura e pressão.
Dessa forma, ao se preparar uma solução química, é preciso ter em mente três critérios: a quantidade de solvente a ser utilizada, sua temperatura e a quantia de soluto. Também é essencial conhecer o Cs do solvente em relação ao soluto. Como numa solução com cloreto de sódio e água a 20ºC, onde esse coeficiente é de 36 gramas de Na Cl/100 g de água, sabemos que com 100 g de água a 20ºC é possível dissolver no máximo 36 g de cloreto de sódio. Uma grama a mais de NaCl basta para que este não se dissolva mais na água.
Pense na seguinte situação: 10 gramas de NaCl num copo que contém 100 g de água a 20º C. Após a mistura, o sal se dissolve integralmente e isso acontece cada vez que você adicionar mais quantias. No entanto, num determinado ponto, não será mais possível dissolver o sal nessa quantidade de água: isso significa que a solução química atingiu seu coeficiente de solubilidade e, portanto, está saturada.
A fórmula do Cs e os tipos de saturação
Para calcular o coeficiente de solubilidade, levando em conta a quantidade padrão de massa (100 g), usamos a seguinte fórmula (com uso da regra de três):
m1/cs = m2/100 >>>>>> Cs = 100.m1/m2
O Cs ainda é capaz de determinar outros dois tipos de saturação nas soluções:
– Solução Insaturada: quando a quantia de soluto dissolvida no solvente é menor que o coeficiente de solubilidade numa determinada temperatura.
– Solução Supersaturada: quando, a uma temperatura específica, essa quantidade de soluto é maior que o coeficiente de solubilidade.
Exemplos de cálculos usando o coeficiente de solubilidade
• Tomando como base que o Cs do nitrato de potássio (KNO3) é de 202 gramas por 100 g de água a 90ºC, em qual classificação se encaixa a seguinte solução química: 707 g de KNO3 em 350 g de água?
Se 100 gramas de H2O são capazes de dissolver 202 g de nitrato de potássio, o exercício impõe uma quantidade de água (350 g) que é três vezes e meia maior que a indicada no Cs. Para resolver, temos, então, que multiplicar também por 3,5 a quantidade de KNO3: 202g x 3,5 = 707 g.
Segue abaixo o cálculo com o uso da regra de três:
100g (H2O) —- 202g de KNO3
350g (H2O) —- x (g de KNO3)
100.x = 350.202
100.x = 70700
x = 70700/100
x = 707 g de KNO3
As 707 g de nitrato de potássio serão dissolvidas nas 350 g de água e, portanto, a solução será saturada.
• Uma solução aquosa saturada de acetato de chumbo (Pb), a uma temperatura de 18°C, pesa 45 g. Quando evaporada, ela chega a um resíduo concreto de 15 g. Qual é o coeficiente de solubilidade dessa nova substância alcançada?
Cs = 100.m1/m2
Cs = 100.15/30
Cs = 1500/30
Cs = 50 g
Portanto, o coeficiente de solubilidade desse novo resíduo é de 50 g/100 g
• O coeficiente de solubilidade do cloreto de potássio (KCl) é: 34 gramas/100 g de H2O a 20ºC. Qual, então, é a quantia de soluto que pode ser dissolvida em 400 g de água a 20ºC?
100 g de H2O —- 34 g de KCl
400 g de H2O —- x (g de KCl)
100.x = 350.202
100.x = 13600
x= 13600/100
x = 136
Portanto, 136 gramas de cloreto de potássio podem ser dissolvidas em 400 g de água a 20ºC.
• Se o coeficiente de solubilidade do carbonato de lítio (Li2CO3) é de 0,108 gramas/ 100 g de água, qual a quantia de H2O, a 50ºC, necessária para dissolver 10 gramas de Li2CO3?
100 g de H2O —- 0,108 g de Li2CO3
x (g de H2O) —- 10 g de Li2CO3
0,108.x = 100.10
0,108.x = 1000
x = 1000/0,108
x = 9259,26
Portanto, serão necessárias 9259,26 gramas de água a 50ºC para dissolver os 10 gramas de Li2CO3.
• Calcule o coeficiente de solubilidade do sal (a 30º e a 70º), tendo como base as seguintes informações: a 30ºC, 30 g desse sal, com água, formam 180g duma solução saturada; quando aquecida a 70ºC, a mesma solução exige mais 45 g do sal para manter a saturação.
– a 30ºC
150 g de H2O —- 30 g de sal
100 g de H2O —- x
150x = 3000
x = 20g de sal
Portanto, a 30ºC, o Cs do sal é de: 20 g/100 mL
– a 70ºC
150 g de H2O —– 75 g de sal
100 g de H2O —– x
150.x = 75.100
150x = 7500
x = 7500/150
x = 50 g de sal
Portanto, o Cs do sal a 70ºC é de: 50g/100mL
