DILUIÇÃO DE SOLUÇÕES

1-OBJETIVO

Preparar soluções diluídas de ácidos, bases fortes e sais.

2-INTRODUÇÃO TEÓRICA

Se diferentes fases podem ser vistas a olho nu ou por meio de um microscópio, a mistura é heterogênea e não é uma solução. Se somente uma fase está presente, então, é uma solução. As soluções podem ser classificadas segundo seu estado físico: sólido, líquido e gasoso. As soluções gasosas não podem ser uma mistura heterogênea porque os gases se misturam em qualquer proporção, sendo que as soluções gasosas possuem tipicamente a estrutura de todos os gases. As soluções sólidas são encontradas em dois tipos: substituinte – que exibe uma estrutura cristalina que tem regularidade estrutural – e intersticial – que são átomos diferentes, íons ou moléculas que possuem certa ocupação no retículo hospedeiro. As soluções líquidas possuem um arranjo molecular típico de um líquido puro: as partículas se encontram dispostas próximas umas às outras. Entretanto, uma solução líquida é composta de diferentes partículas (RUSSEL, p.502-504)

Outra forma de classificar as soluções é quanto à natureza do soluto, que pode ser molecular – o soluto é formado por moléculas que não se dissociam - ou iônicas – o soluto não apenas se dissolve, mas dissocia-se em íons. O coeficiente de solubilidade classifica as soluções em: saturadas – a quantidade de soluto dissolvido é igual ao coeficiente de solubilidade; insaturadas – a quantidade de soluto dissolvido é inferior ao coeficiente de solubilidade; supersaturadas – a quantidade de soluto dissolvido é superior ao coeficiente de solubilidade (ANDRADE, p. 5 e 6).

Concentração de uma solução é a relação entre a quantidade do soluto e a quantidade do solvente ou da solução. Uma vez que as quantidades de solvente e soluto podem ser medidas em massa, volume ou quantidade de matéria (número de moles), há diversas unidades de concentração de soluções. As mais utilizadas são:

Concentração em gramas por litro. Esse termo é utilizado para indicar a relação entre a massa do soluto (m) expressa em gramas e o volume (V), da solução em litros:

Concentração em quantidade de matéria (Molaridade). É a relação entre a quantidade de matéria, ou número de moles, do soluto (n) e o volume da solução (V), expresso em litros.

Composição percentual (título)

Um método bastante usual de expressão da concentração baseia-se na composição percentual da solução. Essa unidade de concentração relaciona a massa (m) ou o volume (V) do soluto com a massa ou o volume do solvente ou da solução, conduzindo a notações tais como:

10% (m/m); 10% (m/V); ou 10% (V/V)

Dois termos geralmente usados para descrever soluços são concentrado e diluído. Uma solução concentrada apresenta uma concentração alta de soluto; e uma solução diluída apresenta uma concentração baixa. A palavra diluição é usada quando uma solução pode ser mais diluída pela adição de mais solvente (RUSSEL, p.87)

Nos experimentos apresentados a seguir, um composto utilizado foi o Hidróxido de Sódio, NaOH. É uma base forte, ou seja, se encontra muito dissociada em uma solução aquosa. Em seu estado natural, não é encontrado livre na natureza, sendo preparado em processos laboratoriais. A dissolução do sódio na água é uma reação altamente exotérmica, devendo ser feita com cuidado em virtude das projeções da soda cáustica.

2Na + 2H2O  NaOH + H2 (FREITAS e COSTA, p. 211-212, 1978)

Os experimentos apresentados a seguir envolvem, também, o NaCl. Este é descrito como cristais cúbicos incolores ou pó cristalino, branco, com gosto salgado. Ele é facilmente solúvel em água. Está na categoria de adjuvante farmacotécnico e de hidratante fisiológico (Farmacopéia, p. 238-239)

Na solubilidade de sólidos iônicos, quando um eletrólito sólido dissolve, pelo menos dois tipos de íons são liberados para a solução, e na saturação o equilíbrio é mais complexo, assim, em uma solução saturada de NaCl, íons sódio e íons cloreto em solução estão em equilíbrio com excesso de NaCl (RUSSEL, p. 788)

A indústria do sal é tão antiga quanto a humanidade. O sal é, há muito tempo, essencial na dieta humana. O cloreto de sódio é a matéria prima básica de muitos compostos químicos, como o hidróxido de sódio, o carbonato de sódio, o sulfato de sódio entre outros (Shreve e Brink, p. 176).

Uma solução é uma mistura homogênea de um soluto em um solvente. As propriedades de uma solução dependem das quantidades relativas de soluto e de solventes presentes. As unidades de concentração mais importantes são: quantidade de matéria (mol L-1), fração molar, percentagem molar e percentagem em massa. As soluções podem ser classificadas quanto à condução de corrente elétrica. Soluções que conduzem corrente são chamadas de soluções de eletrólitos. Os eletrólitos podem ser subdivididos em fortes e fracos. São fortes quando dão soluções que são boas condutoras de eletricidade e fracos quando dão soluções que conduzem fracamente a eletricidade. A principal característica de uma solução consiste no fato de ela ser homogênea, isto é, uma mistura com propriedades, física e química, igual em todas as suas partes. Em inúmeros casos, o soluto pode ser separado do solvente por métodos puramente físicos (p. ex. destilação). Nas soluções o disperso denomina-se soluto e o dispersante, solvente. Nas soluções de sólidos em líquidos ou gás em líquido, o solvente é o líquido. Já em uma solução de dois líquidos ou de dois sólidos o solvente é o que existe em maior proporção. No caso de uma mistura de gases, não há distinção entre soluto e solvente, porque os gases se difundem. As soluções se formam quando as forças atrativas entre as partículas do soluto e do solvente possuem módulos comparáveis em magnitude com as que existem entre as partículas do soluto ou entre as partículas do solvente. Por exemplo, a substância iônica NaCl se dissolve rapidamente em água porque as interações atrativas entre os íons e as moléculas polares de H2O superam a energia de rede de NaCl(s). Quando o NaCl é adicionado à água, as moléculas de água se orientam na superfície dos cristais de NaCl. A extremidade positiva do dipolo da água é orientada no sentido dos íons Cl , e a extremidade negativa do dipolo da água é orientada no sentido dos íons Na.