PRÉ-QUÍMICO _______________________________________________________________________
COEFICIENTE
DE SOLUBILIDADE (CS)
Introdução
Muitos sabem que se colocarmos um pouco de sal de cozinha por exemplo num
copo de água, ele “desaparece” (o correcto é que dissolve-se). E muitos até já
tiveram uma experiência como essa em casa, que ao colocar sal de cozinha
continuamente em determinada quantidade de água chega um momento em que o sal já
não “desaparece” (não se dissolve) mais. E agora,
por que isso acontece?
Isso e mais é o que iremos explicar hoje neste artigo, portanto, continue
lendo!
Na verdade a explicação para esse fenómeno está no
conceito de Coeficiente de Solubilidade,
que é por sinal o tema que iremos explicar neste artigo.
Coeficiente de Solubilidade (CS)
O coeficiente de
solubilidade também denominado de Solubilidade,
pode ser definido como sendo, a
quantidade máxima de soluto que se pode dissolver em determinada quantidade de
solvente a uma dada temperatura.
Significado do Coeficiente de solubilidade
Por exemplo,
quando diz-se que o coeficiente de
solubilidade do Nitrato de Potássio a 40oC é de 64g de KNO3/100g
de H2O. O que
significa isso de 64g de KNO3/100g de H2O?
Pois bem, isto
significa que a 40oC,
em 100g de água conseguimos dissolver no máximo 64g de Nitrato de Potássio.
E a partir da
informação que o coeficiente de solubilidade de uma certa substância nos dá,
particularmente neste caso do Nitrato de Potássio, podemos de forma óbvia tirar
algumas conclusões:
Primeiro, se a 40oC,
em 100g de água conseguimos dissolver no máximo 64g de KNO3, isto
significa que a mesma temperatura (40oC) e na mesma quantidade de
água podemos dissolver uma quantidade menor que 64g de KNO3, isso é
óbvio, pois se o máximo que podemos dissolver são 64g, logo uma quantidade
inferior a 64g é também possível de ser dissolvida.
Tendo em conta o
raciocínio que vinha sendo explicado anteriormente, quanto à quantidade de
soluto as soluções podem ser classificadas em:
1 . Soluções
Saturadas
São aquelas que
contêm uma quantidade de soluto exactamente especificada pelo coeficiente de
solubilidade.
Se por exemplo,
prepararmos uma solução de Nitrato de Potássio (KNO3) usando
exactamente 64g de KNO3 e 100g de água a 40oC, então
estaremos a preparar uma solução saturada, pois segundo o coeficiente de
solubilidade, a 40oC, 100g de água dissolvem no máximo 64g de KNO3
e nós estamos a preparar uma solução usando exactamente 64g de KNO3
e 100g de água a 40oC, portanto uma quantidade de soluto
especificada pelo coeficiente de solubilidade.
2 ) Soluções Insaturadas ou não-saturadas
São aquelas que
contêm uma quantidade de soluto menor que a especificada pelo coeficiente de
solubilidade.
Recorrendo
novamente ao nosso exemplo, o coeficiente
de solubilidade do Nitrato de Potássio a 40oC é de 64g de KNO3/100g
de H2O. Vamos supor que
preparamos uma solução usando apenas 50g de KNO3, em 100g de água a
40oC. E como podemos ver, esta solução será insaturada, pois preparamos uma solução usando uma quantidade de soluto inferior a quantidade
especificada pelo coeficiente de solubilidade. Notem que segundo o coeficiente
de solubilidade, no máximo em 100g de água a 40oC dissolvemos 64g de
KNO3 no entanto nós estamos a dissolver apenas 50g deKNO3,
portanto, 50g é uma quantidade inferior a 64g e com isso a nossa solução acaba
sendo uma solução insaturada. E as soluções insaturadas elas também podem ser
classificadas ainda em:
2 a) Soluções Diluídas
Em Química
trabalha-se muito com soluções que foram preparadas com uma pequena (ou menor)
quantidade de soluto. Portanto, soluções
diluídas são aquelas que contêm uma pequena quantidade de soluto que está
longe da quantidade especificada pelo coeficiente de solubilidade.
Como já sabemos,
o coeficiente de solubilidade do
Nitrato de Potássio a 40oC é de 64g de KNO3/100g de H2O. Porém,
se nós prepararmos uma solução usando apenas 4g de KNO3, em 100g de
água a 40oC, estaremos a preparar uma solução diluída. Primeiro, porque
a quantidade de soluto usada é muito menor e segundo esta quantidade (4g) está
muito longe da quantidade especificada pelo coeficiente de solubilidade,
portanto, quando isso acontece temos então uma solução diluída.
2 b) Soluções Concentradas
Ao contrário do
que acontece com soluções diluídas, as soluções concentradas são aquelas que
contêm uma maior quantidade de soluto que está próxima da quantidade
especificada pelo coeficiente de solubilidade.
Agora imaginemos
que preparamos uma solução de KNO3, usando 60g de KNO3 em
100g de água a 40oC. Neste caso teremos uma solução concentrada,
pois a quantidade de soluto presente na solução é muito próxima da quantidade
exacta que é especificada pelo coeficiente de solubilidade que é 64g KNO3/100g
de H2O.
São aquelas que
foram preparadas com uma maior quantidade de soluto, superior a quantidade
especificada pelo coeficiente de solubilidade. Conforme já havíamos comentado
anteriormente, se prepararmos uma solução usando uma quantidade de soluto
superior a quantidade especificada pelo coeficiente de solubilidade, apenas a
quantidade especificada pelo coeficiente de solubilidade irá se dissolver
considerando a quantidade do solvente e a temperatura especificadas pelo
coeficiente. Para melhor entendimento, vamos supor que preparamos uma solução
de KNO3, usando 70g deste sal em 100g de água a 40oC.
Você pode ter a certeza, apenas 64g de KNO3 vão se dissolver os
restantes 6g vão ficar no fundo recipiente.
4. Solução super-saturada
É aquela que apresenta maior quantidade de soluto que a quantidade permitida sob condições normais.
Imaginemos uma solução saturada com corpo de fundo a 40ºC. Se agora submetemos esta solução ao aquecimento, a quantidade de soluto não dissolvida (corpo de fundo) irá agora se dissolver completamente. Após a dissolução completa do corpo de fundo se deixamos a solução em repouso de modo que a temperatura diminua até atingir a temperatura inicial, 40ºC teremos então uma solução super-saturada pois esta conterá uma quantidade de soluto muito maior que a quantidade permitida naquelas condições (no caso do nitrato de prata 64 g KNO3 / 100 g H2O).
Soluções super-saturadas são muito instáveis e facilmente observa-se a formação de precipitado (sólido que se deposita no fundo do recipiente da solução) quando são agitadas ou quando se adiciona pequeníssima quantidade de soluto.
Agora voltando a
questão do sal de cozinha que desaparece (se dissolve na verdade) e depois não
desaparece (não se dissolve) mais que apresentámos no início. Conforme havia
dito, a explicação desse fenómeno está no conceito de coeficiente de
solubilidade que explicamos acima.
O que acontece ao
colocarmos continuamente o sal numa certa quantidade de água (solvente), é que chegará
um momento que essa quantidade de água atingirá a sua capacidade máxima de
dissolver este sal e como consequência, a água não consegue mais dissolver o
sal e é por isso que vemos o sal não desaparecendo (não se dissolvendo) mais.
Em outras palavras, de tanto colocarmos o sal acabamos por ultrapassar a
quantidade máxima que essa quantidade de água pode dissolver, ou seja,
excedendo o seu coeficiente de solubilidade para essa dada quantidade de
solvente a uma dada temperatura.
Portanto, para
que isso não aconteça é importante conhecermos alguns factores que influenciam,
tais como, a temperatura do solvente, a
quantidade do soluto e do solvente. A pressão é tida também como sendo um
dos factores, embora em solução aquosa a pressão não tenha muito efeito.
Com isso, dizer
que quantidades adequadas de soluto e solvente e uma temperatura ideal são
informações importantes na hora de se preparar uma solução, pois desde modo, podemos
preparar soluções com quantidades exactas evitando desperdício de materiais. Em
casa se tivéssemos este conhecimento evitaríamos perder tanto sal por exemplo.
Exercícios sobre coeficiente de solubilidade
Normalmente são
resolvidos usando-se a regra de três simples, pois no geral pede-se a
quantidade do soluto ou solvente. Ou para que se classifique o tipo de solução,
ou seja, se é uma solução saturada, insaturadas ou super-saturada.
O PRÉ-QUÍMICO
Maputo, Janeiro de 2019
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2 Comentários
Ótimo artigo! Parabéns!
ResponderEliminarObrigado por teres lido primeiramente e acima de tudo por teres gostado. Vocês é que avaliam o nosso trabalho e nós ficamos felizes por saber que o que fazemos beneficia as pessoas.
EliminarObrigado
O PRÉ-QUÍMICO
Maputo-Moçambique.