Soluções químicas

Carolina Batista

As soluções químicas são misturas homogêneas formadas por duas ou mais substâncias.

Os componentes de uma solução são denominados de soluto e solvente:

  • Soluto: representa a substância dissolvida.
  • Solvente: é a substância que dissolve.

Geralmente, o soluto de uma solução está presente em menor quantidade que o solvente.

Um exemplo de solução é a mistura de água e açúcar, tendo a água como solvente e o açúcar como soluto.

A água é considerada o solvente universal, devido ao fato de dissolver uma grande quantidade de substâncias.

Exemplos de soluções químicas
As soluções químicas estão presentes em nosso cotidiano

Classificação das soluções

Como vimos, uma solução consiste de duas partes: o soluto e o solvente.

Solução química
Formação de uma solução

Porém, esses dois componentes podem apresentar diferentes quantidades e características. Como resultado, existem diversos tipos de soluções e cada uma delas baseia-se em uma determinada condição.

Quantidade de soluto

De acordo com a quantidade de soluto que possuem, as soluções químicas podem ser:

  • Soluções saturadas: solução com a quantidade máxima de soluto totalmente dissolvido pelo solvente. Se mais soluto for acrescentado, o excesso acumula-se formando um corpo de fundo.
  • Soluções insaturadas: também chamada de não saturada, esse tipo de solução contém menor quantidade de soluto.
  • Soluções supersaturadas: são soluções instáveis, nas quais a quantidade de soluto excede a capacidade de solubilidade do solvente.
Solução saturada e insaturada
Exemplo de soluções saturada e insaturada

Estado físico

As soluções também podem ser classificadas de acordo com o seu estado físico:

  • Soluções sólidas: formadas por solutos e solventes em estado sólido. Por exemplo, a união de cobre e níquel, que forma uma liga metálica.
  • Soluções líquidas: formadas por solventes em estado líquido e solutos que podem estar em estado sólido, líquido ou gasoso. Por exemplo, o sal dissolvido em água.
  • Soluções gasosas: formadas por solutos e solventes em estado gasoso. Por exemplo, o ar atmosférico.

Natureza do soluto

Além disso, segundo a natureza do soluto, as soluções químicas são classificadas em:

  • Soluções moleculares: quando as partículas dispersas na solução são moléculas, por exemplo, o açúcar (molécula C12H22O11).
  • Soluções iônicas: quando as partículas dispersas na solução são íons, por exemplo, o sal comum cloreto de sódio (NaCl), formado pelos íons Na+ e Cl-.

Para entender a diferença entre íons e moléculas, sugerimos esses textos:

Coeficiente de solubilidade

Solubilidade é a propriedade física das substâncias de se dissolverem, ou não, em um determinado solvente.

O coeficiente de solubilidade representa a capacidade máxima do soluto de se dissolver em uma determinada quantidade de solvente. Isso conforme as condições de temperatura e pressão.

Conforme a solubilidade, as soluções podem ser:

  • Soluções diluídas: a quantidade de soluto é menor em relação ao solvente.
  • Soluções concentradas: a quantidade de soluto é maior que a de solvente.

Quando temos uma solução concentrada, podemos notar que o soluto não se dissolve completamente no solvente, o que leva a presença de um corpo de fundo.

Para calcular o coeficiente de solubilidade é utilizada a seguinte fórmula:

reto C com reto s subscrito espaço igual a espaço 100 espaço. espaço reto m com 1 subscrito sobre reto m com 2 subscrito

Onde:

Cs: coeficiente de solubilidade
m1: massa do soluto
m2: massa do solvente

Concentração das soluções

O conceito de concentração (C) está intimamente relacionado com a quantidade de soluto e de solvente presente em uma solução química.

Sendo assim, a concentração da solução indica a quantidade, em gramas, de soluto existente em um litro de solução.

Para se calcular a concentração utiliza-se a seguinte fórmula:

reto C espaço igual a espaço reto m sobre reto V

Onde:

C: concentração
m: massa do soluto
V: volume da solução

No Sistema Internacional (SI), a concentração é dada em gramas por litro (g/L), a massa em gramas (g) e o volume em litros (L).

Fique Atento!

Não devemos confundir o conceito de concentração (C) com o de densidade (d) da solução:

Concentração comum Densidade
reto C espaço igual a espaço numerador massa espaço do espaço negrito soluto negrito espaço sobre denominador volume espaço da espaço solução fim da fração espaço reto d espaço igual a numerador massa espaço da espaço negrito solução sobre denominador volume espaço da espaço solução fim da fração

Para testar seus conhecimentos sobre concentração e densidade, confira os textos abaixo:

Diluição das soluções

A diluição de soluções corresponde à adição mais solvente em uma solução.

Como resultado, passamos de uma solução mais concentrada para uma solução mais diluída.

Diluição de solução
Diferença entre solução concentrada e solução diluída

É importante ressaltar que a mudança ocorre no volume da solução e não na massa do soluto.

Podemos concluir então que quando há o aumento do volume, a concentração diminui. Em outras palavras, o volume e a concentração de uma solução são inversamente proporcionais.

Para saber mais, recomendamos a leitura desses textos:

Exercícios sobre soluções químicas

1. (Mackenzie) Um exemplo típico de solução supersaturada é:

a) água mineral natural.
b) soro caseiro.
c) refrigerante em recipiente fechado.
d) álcool 46 °GL.
e) vinagre.

Alternativa correta: c) refrigerante em recipiente fechado.

a) ERRADA. A água mineral é uma solução, ou seja, mistura homogênea com sais e gases dissolvidos.

b) ERRADA. O soro caseiro é uma solução de água, açúcar e sal em quantidades definidas.

c) CORRETA. O refrigerante é uma mistura de água, açúcar, concentrados, corante, aroma, conservantes e gás. O gás carbônico (CO2) dissolvido no refrigerante está formando uma solução supersaturada.

A elevação da pressão aumenta a solubilidade do gás, fazendo com que muito mais gás seja adicionado ao refrigerante do que realizando a mesma operação em pressão atmosférica.

Uma das características das soluções supersaturadas é que elas são instáveis. Podemos perceber que ao abrir a garrafa com refrigerante uma pequena parte do gás escapa, pois diminui-se a pressão dentro do recipiente.

d) ERRADA. O álcool 46 °GL é um álcool hidratado, ou seja, contém água em sua composição.

e) ERRADA. O vinagre é uma solução de ácido acético (C2H5OH) e água.

2. (UFMG) Para limpar um tecido sujo de graxa, recomenda-se usar:

a) gasolina.
b) vinagre.
c) etanol.
d) água.

Alternativa correta: a) gasolina.

a) CORRETA. Gasolina e graxa são duas substâncias derivadas do petróleo. Por serem substâncias apolares, a afinidade da gasolina (solvente) com a graxa (soluto) viabiliza a limpeza do tecido sujo por meio das ligações de Van der Waals.

b) ERRADA. O vinagre é uma solução de ácido acético (C2H5OH). O ácido acético é um composto polar e interage com outras substâncias polares por meio das ligações de hidrogênio.

c) ERRADA. O etanol (C2H5OH) é um composto polar e interage com outras substâncias polares por meio das ligações de hidrogênio.

d) ERRADA. A água (H2O) é um composto polar e interage com outras substâncias polares por meio das ligações de hidrogênio.

Saiba mais sobre os assuntos relacionados com essa questão:

3. (UFRGS) Um determinado sal apresenta solubilidade em água igual a 135 g/L, a 25 °C. Dissolvendo-se, completamente, 150 g desse sal em um litro de água a 40 °C, e resfriando-se lentamente o sistema até 25 °C, obtém-se um sistema homogêneo cuja solução será:

a) diluída.
b) concentrada.
c) insaturada.
d) saturada.
e) supersaturada.

Alternativa correta: e) supersaturada.

a) ERRADA. Uma solução diluída é formada com a adição de mais solvente, no caso a água.

b) ERRADA. A quantidade de soluto nesse tipo de solução é grande em relação ao volume de solvente.

c) ERRADA. Uma solução insaturada é formada se colocarmos menos que 135 g de sal em 1 L de água, na temperatura de 25 ºC. A solução será insaturada, pois está abaixo do seu limite de solubilidade.

d) ERRADA. Observe que, segundo os dados do enunciado, na temperatura de 25 ºC a quantidade máxima de sal que se dissolve em 1 L de água é de 135 g. Essa é a quantidade de sal dissolvido na água que forma uma solução saturada.

e) CORRETA. Ao aquecer a solução saturada é possível adicionar mais sal, pois o coeficiente de solubilidade varia conforme a temperatura.

A água teve sua temperatura elevada para 40 ºC e mais soluto foi solubilizado porque aumentando a temperatura foi possível dissolver mais sal e formar uma solução supersaturada.

4. (UAM) Se dissolvermos totalmente uma certa quantidade de sal em solvente e por qualquer perturbação uma parte do sal se depositar, qual a solução que teremos no final?

a) saturada com corpo de fundo.
b) supersaturada com corpo de fundo.
c) insaturada.
d) supersaturada sem corpo de fundo.
e) saturada sem corpo de fundo.

Alternativa correta: a) saturada com corpo de fundo.

a) CORRETA. Soluções supersaturadas são instáveis e por qualquer pertubação elas são desfeitas. Quando isso acontece, a solução retorna ao seu limite de solubilidade e o excesso de soluto acumula-se no recipiente formando um corpo de fundo.

b) ERRADA. Quando o sal se deposita no fundo do recipiente, a solução deixa de ser supersaturada, pois retornou ao seu limite de solubilidade.

c) ERRADA. Uma solução insaturada não atingiu o limite de solubilidade, ou seja, a quantidade máxima de soluto dissolvido.

d) ERRADA. Quando uma perturbação é causada, a solução deixa de ser supersaturada.

e) ERRADA. Quando a solução supersaturada é desfeita, ela volta a ser saturada e apresenta corpo de fundo.

5. (UNITAU) Na carbonatação de um refrigerante, as condições em que se deve dissolver o gás carbônico na bebida são:

a) pressão e temperatura quaisquer.
b) pressão e temperatura elevadas.
c) pressão e temperatura baixas.
d) baixa pressão elevada temperatura.
e) alta pressão e baixa temperatura.

Alternativa correta: e) alta pressão e baixa temperatura.

a) ERRADA. Como os gases são pouco solúveis em líquidos, a temperatura e pressão são importantes para garantir a solubilidade.

b) ERRADA. A temperatura elevada tende a "expulsar" o gás do líquido, ou seja, diminui a solubilidade.

c) ERRADA. Quanto menor a pressão, menor as colisões entre as moléculas, diminuindo a solubilidade.

d) ERRADA. A baixa pressão diminui o número de colisões e a elevada temperatura aumenta o grau de agitação das moléculas no líquido. Ambas dificultam a solubilidade do gás.

e) CORRETA. Em elevada pressão e baixa temperatura é possível dissolver mais gás carbônico (CO2) no refrigerante do que em condições normais.

Quando se aumenta a pressão, o gás é "forçado" a entrar no líquido. A baixa temperatura representa menor agitação das moléculas que, consequentemente, facilita a entrada do gás.

Carolina Batista
Carolina Batista
Técnica em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (2011) e Bacharelada em Química Tecnológica e Industrial pela Universidade Federal de Alagoas (2018).