O que são misturas?

Divisão de misturas

1. Se, a olho nu, não se consegue ver a divisão dos componentes de uma mistura, a mistura é homogênea . Exemplos de tais misturas são água mineral, perfumes e líquidos ou ar perfumados.
2. Quando os componentes de uma mistura são visualmente distinguíveis, trata-se de misturas heterogêneas. Tais misturas, mesmo após agitação ou agitação prolongada, apresentam claramente camadas diferentes.

Exemplos de misturas heterogêneas

O primeiro pode ser água com óleo , caso em que é uma mistura de dois líquidos que não se misturam mesmo durante a agitação, e as gotas de óleo podem ser facilmente vistas flutuando na superfície da água. Outro tipo de mistura heterogênea é o giz em pó em água . É um sólido introduzido em um líquido que não se dissolve nele. A mistura resulta numa pasta que, depois de algum tempo, estratifica e as partículas de giz afundam.

Solução

É um tipo particular de mistura que consiste em pelo menos dois componentes, um dos quais é chamado de solvente e os outros são chamados de substâncias nele dissolvidas . Quando dois líquidos ou dois gases são misturados, o solvente, também conhecido como fase dispersiva, é geralmente a substância que há mais em solução. A substância em menor quantidade é aquela nela dissolvida. As substâncias dissolvidas também são chamadas de fase dispersa e pode haver mais de uma delas em uma solução. Nesses casos, falamos de soluções multicomponentes .

Soluções comumente usadas

No dia a dia é mais comum encontrar soluções de diversas substâncias em água, possivelmente em solventes orgânicos. Nas residências, por exemplo, as soluções são utilizadas para diversos fins, incluindo:

• vinagre, uma solução de ácido acético a 10%,
• usamos água oxigenada para desinfetar feridas, ou seja, uma solução deágua oxigenada a 3%,
• outra solução – o leite – é frequentemente adicionada ao café ou aos cereais matinais.

Exemplos de soluções em outros estados da matéria incluem o ar, que é uma mistura principalmente de nitrogênio, oxigênio, vapor de água e dióxido de carbono, e o bronze, uma solução de estado sólido composta de cobre e estanho. A quantidade de substância dissolvida no solvente determina em que tipo ela se enquadra – se é concentrada ou diluída.

Tipos de soluções

Existem diversas divisões de soluções dependendo dos parâmetros considerados. O mais importante deles é a divisão em:

1. Uma solução saturada é aquela obtida pela dissolução da quantidade máxima possível de uma substância em um solvente. Isto significa que não é possível dissolver mais nenhuma fase dispersa sob determinadas condições de pressão e temperatura.
2. Uma solução insaturada é aquela em 100g da qual, a uma determinada temperatura e pressão, ainda é possível dissolver maiores quantidades do soluto. A quantidade de substância presente afeta sua concentração.

Entre as soluções, também distinguimos entre:

1. Uma solução diluída é uma solução em que a quantidade de solvente é significativamente maior que a quantidade de soluto. Geralmente são soluções com uma concentração de alguns por cento.
2. Uma solução concentrada é aquela em que a quantidade de substância da fase dispersa em relação à fase dispersante é de dezenas por cento.
3. Uma solução supersaturada é um sistema específico no qual existe uma quantidade adicional de substância que não pode ser dissolvida sob determinadas condições de pressão e temperatura. Este tipo de solução pode ser facilmente obtido resfriando cuidadosamente a solução saturada. Tais soluções são caracterizadas por alta instabilidade e o sistema pode ser perturbado mesmo por agitação mais vigorosa ou lançamento de um cristal adicional da substância, resultando na cristalização completa do excesso de substância e na transição da solução para o estado saturado.

Vários métodos podem ser usados ​​para aumentar a saturação de uma solução – aumentar a quantidade de soluto, evaporar algum solvente e, no caso de sólidos, a saturação também é aumentada diminuindo a temperatura. Na situação oposta, para reduzir a saturação da solução, a maneira mais fácil é adicionar mais solvente ao sistema ou, no caso de sólidos, aumentar a temperatura da solução. As manobras de temperatura são eficazes para sistemas líquido-sólido, pois afetam diretamente a solubilidade da substância na fase dispersante.

Solubilidade

A condição básica para a formação de uma solução, ou seja, uma mistura opticamente homogênea, é a ocorrência de um processo denominado dissolução . Envolve a passagem de moléculas de uma substância para a solução. O inverso deste processo é a formação de uma fase cristalina sólida, ou seja, a cristalização da substância. Cada substância tem sua própria taxa de dissolução e eficiência específicas. Podemos dizer que uma substância é muito solúvel em água, por exemplo, e outra é muito pouco solúvel em água. Já a solubilidade é o número de gramas de uma substância que deve ser dissolvida para se obter uma solução saturada a partir de 100 gramas de solvente, sob determinadas condições de pressão e temperatura. A taxa de dissolução de uma substância depende não apenas do tipo de solvente, mas também de:

1. temperatura , pois quanto maior a temperatura, maior a energia das partículas, o que por sua vez faz com que elas colidam cada vez com mais frequência;
2. mistura mecânica , que facilita a mistura das partículas;
3. finura do soluto , porque quanto maior a finura, mais fácil será para as partículas do solvente penetrarem entre o soluto.

A familiaridade com os conceitos de solubilidade ou nível de saturação das soluções permite resolver cálculos simples que facilitam o trabalho diário de todo químico. A solubilidade de muitas substâncias pode ser lida nas curvas de solubilidade encontradas em livros, que mostram a dependência do número de gramas de uma substância com a temperatura.

Exemplos de tarefas químicas nas quais o conceito de solubilidade deve ser utilizado

Tarefa 1.

A solubilidade da substância X em água a uma determinada temperatura é de 45 g. Calcule quantos gramas de solvente estão contidos em 600 g de solução saturada. Sabemos que a solubilidade é de 45 g, o que significa que 45 g de uma substância se dissolvem em 100 g de água, resultando numa solução saturada. A massa da solução é a massa da substância e a massa do solvente presente, então: _solução = 45 g + 100 g = 145 g Com esse conhecimento, podemos organizar a proporção: 145 g de solução – 100 g de água 600 g solução – mg de água

Tarefa 2.

Calcule quantos gramas de cloreto de amônio devem ser dissolvidos adicionalmente em 100 g de água se você aquecer a solução de 50 ^o C a 80 ^o C para que a solução ainda permaneça saturada. O seguinte pode ser lido na curva de solubilidade em água do cloreto de amônio:

1. A solubilidade a 50 ^o C é de aproximadamente 48 g.
2. A solubilidade a 80 ^o C é de aproximadamente 64 g.

Como o conceito de solubilidade se refere à quantidade de uma substância dissolvida em 100 g de água, é fácil calcular que é necessária uma dissolução adicional para manter uma solução saturada: 64 g – 48 g = 16 g NH ₄ Cl

Tarefa 3.

Que solução se formará se uma solução composta por 100 g de água e 50 g de cloreto de amônio for preparada a 60 ^o C? Usando a curva de solubilidade, sabemos que a 60 ^o C a solubilidade do cloreto de amônio é: R = 55 g. Isto significa que quando 50 g de cloreto de amónio são adicionados a 100 g de água a esta temperatura, mais 5 g podem dissolver-se. A solução assim preparada é, portanto, insaturada.