Solubilidade de Compostos Químicos

EXPERIMENTO 1 – SOLUBILIDADE DE COMPOSTOS QUÍMICOS

1 – Objetivo

Identificar algumas variáveis que afetam a solubilidade de compostos orgânicos e

inorgânicos. Utilizar técnicas simples de extração, recristalização e filtração.

2 – Introdução

Suponha que você tem dois béqueres com 100 mL de água a 25 °C em cada um deles. Se você

adicionar NaCl ao 1º béquer, misturando bem, você conseguirá dissolver cerca de 25 g de NaCl.

Qualquer quantidade a mais de NaCl resulta num acúmulo de sólido no fundo do béquer, portanto 25

g de NaCl é a quantidade desta substância que satura 100 mL de H 2 O a 25 °C. Nesta solução NaCl é o

soluto e H 2 O é o solvente. Se você adicionar ácido benzoico ao 2º béquer, você verá que apenas alguns

miligramas se dissolverão quando o ponto de saturação for alcançado.

Por que existe uma grande diferença na solubilidade do NaCl e da ácido benzoico?

“Para que um sólido se dissolva, as forças de atração que mantêm a estrutura cristalina devem

ser vencidas pelas interações entre solvente e soluto”. Veja o exemplo da figura abaixo:

No processo de solvatação aquosa, onde ocorre a dispersão de um sal, como o NaCl, tanto os

cátions Na + quanto os ânions Cl - tornam-se hidratados com energia suficiente para vencer a energia

da rede cristalina. Solutos com polaridades próximas à polaridade do solvente dissolvem-se em

maior quantidade do que aqueles com polaridades muito diferentes. Cloreto de sódio e água são

substancias muito polares, mas o ácido benzoico é uma substância pouco polar. Portante NaCl

dissolve-se em água, mas ácido benzoico tem baixa solubilidade em água.

Não é somente a natureza do soluto e do solvente que influencia na solubilidade, mas a

temperatura também é importante. A solubilidade de quase todos os compostos aumenta com um

aumento de temperatura. Este fato é utilizado na técnica de purificação chamada recristalização. O

efeito da temperatura na solubilidade dos compostos inorgânicos varia muito. Enquanto muitos têm

a solubilidade aumentada com um aumento de temperatura, alguns têm quase a solubilidade

diminuída, e outros, como o NaCl, a solubilidade quase não é afetada.

Separação e Purificação

Os produtos químicos são extraídos de fontes naturais ou são sintetizados a partir de outros

compostos através de reações químicas. Qualquer que seja a origem, extrações ou sínteses,

raramente produzem produtos puros, e algum tipo de purificação é necessário. Convém observar que

compostos comerciais apresentam diferentes graus de pureza, e frequentemente possuem de 90 a

95% de pureza. Para certas aplicações 95% de pureza podem ser satisfatórios enquanto que, para

outras, é necessária uma purificação. As técnicas de purificação mais comuns são: extração,

recristalização, destilação e cromatografia. Para a purificação de sólidos, o primeiro método a ser

tentado é a recristalização.

Recristalização

Esta técnica utiliza o fato de que as solubilidades de sólidos em um solvente são diferentes e

aumentam com o aumento da temperatura do líquido. Uma solução saturada a uma determinada

temperatura é resfriada. Ao ser resfriada a solubilidade diminui com a diminuição da temperatura,

portanto, o sólido precipita, podendo em seguida ser filtrado a seco.

Obs: As impurezas podem ser removidas pela filtração da solução saturada numa temperatura mais

alta. As impurezas que são solúveis no solvente não se cristalizam mesmo na solução fria

3 – Metodologia

A. Miscibilidade de líquidos

Utilizando pipetas graduadas de 5 ml, prepare as seis misturas em seis tubos de ensaio

numerados de 1 a 6, conforme descrito abaixo. Para cada solvente deve ser utilizada uma pipeta

diferente.

1. 3 mL de água + 1 mL de etanol

2. 3 mL de água + 1 ml de 1-butanol

3. 3 mL de água + 1 mL de tolueno

4. 3 mL de etanol + 1 mL de 1-butanol

5. 3 mL de etanol + 1 mL de tolueno

6. 3 mL de 1-butanol + 1 mL de tolueno

Utilize uma rolha e então agite a mistura de cada tubo de ensaio, de forma a homogeneizar, e

então, escreva suas observações (solúvel, parcialmente solúvel ou insolúvel).

Obs: Ao terminar a experiência esvazie cada tubo nos respectivos frascos adequados aos resíduos.

Não jogue resíduos na pia!!!

B. Extração

1. Com uma pipeta, adicione 3 mL de uma solução aquosa saturada de iodo (aproximadamente 0,1 %

de iodo em massa) num tubo de ensaio. Após, adicione cerca de 1 mL de querosene. Não agite.

Anote suas observações.

2.