22 – ESTUDO DAS SOLUÇÕES – COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE
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<strong>22</strong> <strong>–</strong> <strong>ESTUDO</strong> <strong>DAS</strong> <strong>SOLUÇÕES</strong> <strong>–</strong> <strong>COEFICIENTE</strong> <strong>DE</strong> SOLUBILIDA<strong>DE</strong><br />
I - <strong>SOLUÇÕES</strong>.<br />
As soluções são cotidianamente observadas, pois se trata de misturas<br />
homogêneas tanto no estado líquido, como sólido ou gasoso. Podemos identificá-las em<br />
vários produtos ao nosso alcance, como: soro fisiológico, álcool <strong>–</strong>70, álcool hidratado,<br />
vinagre, água sanitária, etc.<br />
Entre as classificações das soluções, estudaremos nessa aula a relação soluto <strong>–</strong><br />
solvente <strong>–</strong> temperatura, a qual nos permite avaliar a missibilidade do soluto em função da<br />
quantidade de solvente e da temperatura. Para avaliarmos a solubilidade de um dado<br />
soluto temos que estabelecer condições padrão de verificação dessa análise, sendo<br />
assim adotaremos uma quantidade padrão de água de 100gramas como solvente.<br />
O limite (máximo) da solubilidade de um soluto é definido como <strong>COEFICIENTE</strong> <strong>DE</strong><br />
SOLUBILIDA<strong>DE</strong>, esse define a quantidade de soluto que satura 100gramas de água a<br />
uma dada temperatura.<br />
Observe o exemplo:<br />
Pode-se observar pela figura que a quantidade massa que se pode dissolver de KNO3 a<br />
20°C em 100gramas de água é 31,6gramas. Esta informação faz com que saibamos que
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qualquer quantidade acima de 31,6gramas de KNO3 nessas condições, se tornará corpo<br />
de fundo na solução, ou seja, será insolúvel.<br />
CLASSIFICAÇÃO <strong>DAS</strong> <strong>SOLUÇÕES</strong> QUANTO A SATURAÇÃO:<br />
1 - Solução Saturada: é quando a quantidade de soluto dissolvida é exatamente<br />
igual ao coeficiente da solução em dada temperatura.<br />
2 - Solução instaurada: é quando a quantidade de soluto dissolvida é inferior ao<br />
coeficiente da solução em dada temperatura.<br />
O coeficiente de solubilidade do KNO3 em água a 20 °C é 31,6 g/100 g H2O, portanto, a<br />
adição de qualquer quantidade de KNO3 abaixo de 31,6g em 100g de água, a 20°C,<br />
produz solução insaturada.<br />
3 - Solução saturada com corpo de fundo: quando a quantidade de soluto dissolvida é<br />
superior ao coeficiente da solução em dada temperatura, isso faz que a solução<br />
apresente uma fase saturada e uma fase sólida com o excesso de soluto dissolvido.<br />
O coeficiente de solubilidade do KNO3 em água a 20°C é 31,6 g/100 g H2O, portanto, a<br />
adição de qualquer quantidade de KNO3 acima de 31,6g em 100g de água, a 20°C,<br />
produz solução saturada com corpo de fundo (precipitado <strong>–</strong> sólido insolúvel).
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4 - Solução supersaturada: quando a quantidade de soluto dissolvida é superior ao<br />
coeficiente de solubilidade da solução em uma dada temperatura. O excesso de massa<br />
que constitui o corpo de fundo é solubilizado pela variação de temperatura que a solução<br />
é submetida, está solução é extremamente instável.<br />
A 40°C pode-se dissolver 61,4gramas de KNO3 em 100grmas de água. Se procedermos<br />
o resfriamento controlado dessa solução saturada até a temperatura de 20°C e não<br />
houver precipitação do sal, teremos um solução supersaturada de KNO3. Essa solução<br />
contará com 29,8gramas a mais que o coeficiente de solubilidade permitido para esse sal<br />
na temperatura de 20°C.<br />
CONCLUSÃO IMPORTANTE<br />
“Coeficiente (Cs ou Ks) ou Limite de solubilidade indica a quantidade máxima de soluto<br />
que se pode dissolver em uma quantidade padrão de solvente (100g de água) a dada<br />
temperatura”.<br />
II) CURVAS <strong>DE</strong> SOLUBILIDA<strong>DE</strong><br />
São diagramas que mostram a variação dos coeficientes de solubilidade das substâncias<br />
em função da temperatura.
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Através do gráfico podemos observar que algumas substâncias têm sua<br />
solubilidade aumentada com o aumento de temperatura e outras têm sua solubilidade<br />
reduzida com a elevação da temperatura.<br />
A curva de solubilidade do NaNO3 denota que sua solubilidade aumenta com a<br />
elevação da temperatura, sendo assim sua dissolução é endotérmica. Já o Ce2(SO4)3<br />
tem sua solubilidade reduzida com a elevação da temperatura, sendo assim a sua<br />
dissolução é dita exotérmica.<br />
Solubilidade dos gases em líquidos.<br />
Os gases são pouco solúveis nos líquidos, entretanto dois fatores podem alterar<br />
consideravelmente a solubilidade dos gases em líquidos:<br />
1 <strong>–</strong> Temperatura - aumento de temperatura diminui a solubilidade do gás no líquido.<br />
2 <strong>–</strong> Pressão <strong>–</strong> a influência da pressão na solubilidade dos gases é descrita pela Lei de<br />
Henry:<br />
"Em temperatura constante, a solubilidade de um gás num líquido é diretamente<br />
proporcional à pressão".
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PROPOSIÇÃO <strong>DE</strong> ATIVIDA<strong>DE</strong>S<br />
01. Ao analisar o gráfico a seguir, percebe-se que<br />
a) a solubilidade do KCl é maior que a do KBr.<br />
b) à medida que a temperatura aumenta a solubilidade diminui.<br />
c) a solubilidade do KBr é maior que a do KCl.<br />
d) quanto menor a temperatura, maior a solubilidade.<br />
e) o KCl apresenta solubilização exotérmica.<br />
Resposta: letra C<br />
02. (UFRJ) Observe o gráfico a seguir e responda às questões que se seguem.<br />
a) Qual a menor quantidade de água necessária para dissolver completamente, a 60°C,<br />
120g de B?
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b) Qual a massa de A necessária para preparar, a 0°C, com 100g de água, uma solução<br />
saturada (I) e outra solução insaturada (II)?<br />
Resposta:<br />
a) 300g H2O<br />
b) Para a solução saturada, a 0°C, 100g de água dissolve, no máximo, 10g de A.<br />
Para a solução insaturada, a 0°C, 100g de água dissolve uma massa de A inferior a 10g.<br />
03. (Puc-MG) O diagrama representa curvas de solubilidade de alguns sais em água.<br />
Com relação ao diagrama anterior, é CORRETO afirmar:<br />
a) O NaCl é insolúvel em água.<br />
b) O KClO3 é mais solúvel do que o NaCl à temperatura ambiente.<br />
c) A substância mais solúvel em água, a uma temperatura de 10°C, é CaCl2.<br />
d) O KCl e o NaCl apresentam sempre a mesma solubilidade.<br />
e) A 25°C, a solubilidade do CaCl2‚ e a do NaNO2 são praticamente iguais.<br />
Resposta: letra E<br />
04. (Uel-PR) O gráfico a seguir refere-se à solubilidade (em g/100g de água) de<br />
determinado sal em diferentes temperaturas (em°C).
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Se, a 40°C forem acrescentados 20,0g do sal em 200g de água, e deixada a mistura em<br />
repouso sob temperatura constante obter-se-á<br />
I. solução saturada<br />
II. corpo de fundo<br />
III. solução diluída<br />
Dessas afirmações,<br />
a) apenas I é correta.<br />
b) apenas II é correta.<br />
c) apenas III é correta.<br />
d) I, II e III são corretas.<br />
Resposta: letra C<br />
05. (Fuvest-SP) O gráfico adiante mostra a solubilidade (S) de K2Cr2O7sólido em água, em<br />
função da temperatura (t). Uma mistura constituída de 30g de K2Cr2O7 e 50g de água, a<br />
uma temperatura inicial de 90°C, foi deixada esfriar lentamente e com agitação. A que<br />
temperatura aproximada deve começar a cristalizar o K2Cr2O7?
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a) 25°C<br />
b) 45°C<br />
c) 60°C<br />
d) 70°C<br />
e) 80°C<br />
Resposta: letra D<br />
Em 90°C são solúveis 80gramas do sal em 100 gramas de água<br />
Em 50g de água são solúveis 40gramas de sal, a partir de 70°C a solubilidade é inferior a<br />
30 gramas de sal.<br />
06. Examine o gráfico, que representa a solubilidade (g/L) de um sal iônico em água, em<br />
função da temperatura (°C).<br />
Pode-se afirmar que o sal possui<br />
a) solubilização exotérmica.<br />
b) precipitação endotérmica.<br />
c) solubilização endotérmica.<br />
d) baixa solubilidade em água.<br />
e) solubilidade constante.<br />
GABARITO: C<br />
07. (UFPE) A solubilidade do oxalato de cálcio a 20°C é de 33,0 g por 100 g de água.<br />
Qual a massa, em gramas, de CaC2O4 depositada no fundo do recipiente quando 100 g<br />
de CaC2O4(s) são adicionados em 200 g de água a 20°C?
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33g-------------100g de água<br />
66g-------------200g de água <strong>–</strong> solubilidade 34 gramas serão insolúveis.<br />
Resposta: 34<br />
08. (UFPE) Uma solução saturada de NH4Cl foi preparada a 80°C utilizando-se 200g de<br />
água. Posteriormente, esta solução sofre um resfriamento sob agitação até atingir 40°C.<br />
Determine a massa de sal depositada neste processo. A solubilidade do NH4Cl varia com<br />
a temperatura, conforme mostrado no gráfico abaixo.<br />
Resposta: 40<br />
60g <strong>–</strong> 100g de água <strong>–</strong> 80°C em 200g de água <strong>–</strong> 120g de sal<br />
40g <strong>–</strong> 100g de água <strong>–</strong> a 40°C em 200g de água <strong>–</strong> 80g de sal<br />
Massa de sal cristalizada é de 40 gramas<br />
09. (Cesgranrio-RJ) A curva de solubilidade de um sal hipotético é:<br />
A quantidade de água necessária para dissolver 30 gramas do sal a 35°C será, em<br />
gramas:
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a) 45<br />
b) 60<br />
c) 75<br />
d) 90<br />
e) 105<br />
Resposta: letra B 50gramas <strong>–</strong> 100 gramas de água<br />
30gramas—X X = 60gramas de água<br />
10. (Cesgranrio-RJ) A curva de solubilidade de um dado sal é apresentada a seguir.<br />
Considerando a solubilidade deste sal a 30°C, qual seria a quantidade máxima<br />
(aproximada) de soluto cristalizada quando a temperatura da solução saturada (e em<br />
agitação) fosse diminuída para 20°C?<br />
a) 5 g<br />
b) 10 g<br />
c) 15 g<br />
d) 20 g<br />
e) 30 g<br />
Resposta: letra E<br />
11. (Unesp-SP) O gráfico a seguir mostra as curvas de solubilidade em água, em função<br />
da temperatura, dos sais KNO3 e MnSO4.
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Com base neste gráfico, discuta se as afirmações a e b são verdadeiras ou falsas.<br />
a) O processo de dissolução dos dois sais é endotérmico.<br />
b) 100 mL de solução saturada a 56°C contêm aproximadamente 10g de KNO3.<br />
Resposta:<br />
a) Falsa.<br />
O aumento da temperatura favorece a solubilidade do KNO3. O processo é, portanto,<br />
endotérmico, ou seja, absorve calor.<br />
A solubilidade do MnSO4 cai com o aumento da temperatura. Isso indica que o processo<br />
de dissolução é exotérmico, isto é, libera calor.<br />
b) Verdadeira.<br />
Pelo gráfico observa-se que, a 56°C, existem aproximadamente 10g de KNO3 em 100 mL<br />
de solução saturada.<br />
12. (Puccamp-SP) Considere o gráfico, representativo da curva de solubilidade do ácido<br />
bórico em água
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Adicionando-se 200g de H3BO3 em 1,00kg de água, a 20°C, quantos gramas do ácido<br />
restam na fase sólida?<br />
a) 50,0<br />
b) 75,0<br />
c) 100<br />
d) 150<br />
e) 175<br />
Resposta: letra D 5gramas-----------100gramas de água<br />
X -----------------1000gramas de águas<br />
X = 50gramas de sal solúvel e 150gramas de sal insolúvel<br />
13. (UFBA) A tabela a seguir fornece os valores de solubilidade do cloreto de sódio e do<br />
hidróxido de sódio, em água, a diferentes temperaturas.<br />
As informações anteriores e os conhecimentos sobre soluções permitem concluir:<br />
(01) Soluções são misturas homogêneas.<br />
(02) Solução saturada é um mistura heterogênea.<br />
(04) O hidróxido de sódio é mais solúvel em água que o cloreto de sódio.<br />
(08) Soluções concentradas são soluções saturadas.<br />
(16) Quando se separa o soluto do solvente, obtêm-se substâncias diferentes daquelas<br />
que foram inicialmente misturadas.<br />
(32) Adicionando-se 145g de hidróxido de sódio a 100g de água, a 20°C, obtém-se um<br />
sistema bifásico, que, após aquecido a temperaturas acima de 50°C, apresenta-se<br />
monofásico.<br />
Soma ( )
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Resposta: 01 + 04 + 32 = 37<br />
14. (Mackenzie-SP) A partir do diagrama a seguir, que relaciona a solubilidade de dois<br />
sais A e B com a temperatura são feitas as afirmações:<br />
I - existe uma única temperatura na qual a solubilidade de A é igual à de B.<br />
II - a 20°C, a solubilidade de A é menor que a de B.<br />
III - a 100°C, a solubilidade de B é maior que a de A.<br />
IV - a solubilidade de B mantém-se constante com o aumento da temperatura.<br />
V - a quantidade de B que satura a solução à temperatura de 80°C é igual a 150g.<br />
Somente são corretas:<br />
a) I, II e III.<br />
b) II, III e V.<br />
c) I, III e V.<br />
d) II, IV e V.<br />
e) I, II e IV.<br />
Resposta: letra C