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Solubilidade

Introdução

Solubilidade é a propriedade que uma substância tem de se dissolver espotâneamente em outra substância. A quantidade de uma substância que se dissolve em outra depende de cada uma e das condições externas (pressão e temperatura), mas podem também depender de propriedades em comum entre as substâncias (polaridade).

Uma mistura entre duas ou mais substâncias pode ser denominada de solução quando esta apresenta-se homogênea, ou seja, monofásica. Nas soluções sempre apresenta-se pelo menos duas substâncias: um solvente e um soluto. O solvente é denominada a substância que está em maior concentração na solução, e o soluto aquele que apresenta uma menor quantidade.

As soluções podem ser classificadas em: insaturadas, saturadas e super-saturadas.

As soluções insaturadas são aquelas que o soluto não atingiu o máximo coeficiente de solubilidade em um determinado solvente a uma determinada temperatura.

As soluções saturadas são aquelas que o soluto atingiu o máximo coeficiente de solubilidade. As super-saturadas são soluções em caso especial, em que por meio de algum artificio o soluto mesmo passado do seu coeficiente de solubilidade não se precipita, estas soluções são muito instavéis e qualquer alteração pode fazer o soluto se precipitar.

Quando um soluto se dissolve em um solvente as moléculas do solvente formam estruturas que envolvem as moléculas dos solutos, este processo é chamado de solvatação.

Os fatores externos como pressão e temperatura são fundamentais na determinação da solubilidade. A solubilidade da maioria dos solutos aumenta com a temperatura embora nem sempre esse aumento seja muito sensível. Mas existem casos em que a solubilidade diminui com o aumento da temperatura, como a dissolução do gás oxigênio em água.

As interações moleculares atuam, em geral, com a regra: “semelhante dissolve semelhante”. Isso ocorre porque quando há formação de soluções ocorrem quebra de ligações e novas são criadas. Se as novas forem semelhantes as “antigas” há pouco gasto de energia. Esta regra pode ser determinado pela polaridade das moléculas, ou seja, substâncias polares solvatam bem outras substâncias polares, e substâncias apolares solvatam bem as substâncias apolares.

Como exemplo: o hexano (C6H14), uma substância apolar, dissolve muito bem óleos e gorduras (apolares). Já a água (polar) solvata muito bem ácidos e bases, pois a ligação entre estas substâncias são polares.

Objetivos

Observar a relação entre solubilidade, a natureza do solvente, a natureza do soluto, e a temperatura.

Procedimento Experimental

Parte 1: Determinação da solubilidade em diferentes solventes

Os seguintes matériais foram usados: 4 tubos de ensaio.

As seguintes substâncias foram usadas:

Água, álcool, Iodo sólido, cloreto de sódio (NaCl) sólido.

Método: Separou-se 4 tubos de ensaio, em dois deles colcou-se uma pequena quantidade de ácool (aproximadamente um dedo), e nos outros dois colocou-se água (aproximadamente um dedo).

Em um dos tubos com ácool e em um com água colocou-se uma pequena quantidade de iodo, nos outros dois tubos colocou-se de água e de álcool colocou-se NaCl sólido.

Anotou-se os resultados obtidos e separou-se as soluções obtidas em diferentes frascos de resíduos. Limpou-se a guardou-se os tubos usados.

Parte 2: Influência da temperatura na solubilidade

Matériais utilizados: Um tubo de ensaio, um bico de Bunsen.

Substâncias utilizadas: água destilada, nitrato de potássio KNO3

Método: em um tubo de ensaio colocou-se 1mL de água destilada, adicionou-se aproximadamente 1,5g de nitrato de potássio (KNO3). Aqueceu-se a solução pelo bico de Bunsen. Anotou-se os resultados. Esperou-se a substância esfriar.

Parte 3: Cristalização fracionada

Matériais utilizados: béquer de 100 mL, papel de filtro, bico de bunsen, balde com gelo, funil para líquidos. Substâncias utilizadas: água destilada, nitrato de sódio (NaNO3), cloreto de potássio (KCl).

Método: colocou-se 25mL de água destilada, 8,5g de NaNO3, 7,5g de KCl em um béquer de 100 mL. Aqueceu-se a solução por meio de um bico de Bunsen até solubilizar. Resfriou-se a solução em banho de gelo. Filtrou-se a mistura em um funil para líquidos e com um papel de filtro. Observou-se o formato dos cristais formado que ficaram retidos no papel de filtro.

Parte 4: Separação baseada na diferença de solubilidade

Materiais utilizados: Bico de bunsen, um béquer de 100 mL, um cadinho, papel de filtro, bastão de vidro, funil para líquidos. Substâncias utilizadas: água destilada, cloreto de sódio (NaCl), carbonato de cálcio (CaCO3). Método: colocou-se alguns mg de NaCl e CaCO3 em um béquer de 100 mL com 10 mL de água destilada. Agitou-se a mistura com um bastao de vidro por 10 segundos. Filtrou-se a mistura num papel de filtro por um funil para líquidos e recolheu-se o filtrado em um cadinho. Aqueceu-se o cadinho no bico de Bunsen e esperou-se evaporar todo o líquido.

Resultados e Discussões

Parte 1

Neste experimento observou-se a solubilidade de diferentes solventes tipos de solventes. Obtiveram-se os seguintes resultados:

O Iodo em água (H2O) não se solubiliza, dissolvendo muito pouco, porém em álcool ele se dissolve totalmente.

O cloreto de sódio (NaCl) não se solubilizou em álcool, porém em água ele se solubilizou totalmente.

A propriedade capaz de explicar esta diferente solubilidade é a polaridade das substâncias. Para isso pode-se determinar que: cloreto de sódio e água são compostos polares, e álcool e iodo compostos apolares.

A estrutura molecular da água (H-O-H) é determinada por pontes de hidrogênio, um tipo de ligação muito polar, pois os átomos