QUMICA GERAL E INORG NICA Solues Prof Dr

QUÍMICA GERAL E INORG NICA Soluções Prof. Dr. Ary da Silva Maia

Água nos seres humanos * Distribuição da água no corpo humano. FUNÇÕES DA ÁGUA Solvente, Participação em reações Transporte, enzimáticas, Lubrificante das Regulação da temperatura corporal, articulações, Etc. * 2

Misturas Elementos Substância Pura Compostos Matéria Homogênea (Solução) Mistura Colóide Heterogênea (Suspensão) 3

Soluções � Mistura homogênea de duas ou mais substâncias. � Aquela que se encontra em maior quantidade é o solvente, as demais são solutos. � As características de fase são determinadas pelo solvente. � Podem existir em qualquer estado físico: ◦ Sólido – Ex. : Ouro 18 K ◦ Líquido – Ex. : Água do mar ◦ Gás – Ex. : Ar � Serão consideradas, principalmente, as soluções aquosas. (solvente água). 4

Soluções �Solvatação: (Na. Cl em H 2 O) https: //www. youtube. com/watch? v=EBf. Gc. TAJF 4 o 5

Soluções �Fatores que influenciam a solubilidade: ◦ Quantidade do solvente ◦ Temperatura ◦ Efeito do íon comum ◦ p. H da solução ◦ Equilíbrio de complexação ◦ Pressão �Coeficiente de solubilidade (Cs) : ◦ O Cs é a quantidade máxima dissolvida de uma substância em uma determinada temperatura, em uma quantidade padrão de solvente. 6

Soluções 7

Soluções �Saturação: ◦ Quando, a uma determinada temperatura e sob agitação contínua, observa-se que o soluto não se dissolve mais, ou seja o coeficiente de solubilidade foi alcançado. ◦ A solução assim preparada é chamada de solução saturada. Neste momento foi alcançado o ponto de saturação. ◦ Após este ponto todo o soluto colocado ficará depositado no fundo do recipiente. ◦ 8

Soluções �Super saturação: Perturbar o equilíbrio 130 g Acetato de sódio / 100 g H 2 O Resfriamento até aproximadamente 25 °C Aquecimento até aproximadamente 85 °C 9

Soluções �Cristalização de solução supersaturada: https: //www. youtube. com/watch? v=mx. O 9 rt. Vjo. R 4 10

Soluções �Cristalização de solução supersaturada: https: //www. youtube. com/watch? v=BLq 5 Nibw. V 5 g 11

Soluções �Cristalização de solução supersaturada: https: //www. youtube. com/watch? v=W 2 jquo 8 ba. DY 12

Soluções �Classificação quanto a natureza das partículas de soluto dispersas: ◦ Solução molecular - As partículas dispersas do soluto são moléculas. Também é chamada de solução não-eletrolítica, pois não conduzem a corrente elétrica. Exemplo: água e açúcar ◦ Solução iônica - As partículas dispersas do soluto são íons ou íons e moléculas(dependendo do sal ou do ácido). Também é chamada de solução eletrolítica, pois conduz corrente elétrica. Exemplos: água e sal 13

Unidades de concentração � Molaridade (M) ◦ mol/LSolução ◦ Dependente da temperatura já que d. V/d. T (expansividade) � Molalidade (m) ◦ mol/kg. Solvente ◦ Não-dependente da temperatura � Fração molar (X) para k componentes Obs. - Não é usada frequentemente em farmácia. 14

Unidades de concentração Para a água é possível assumir-se que ◦ 1 g = 1 m. L i. e. , = 1 g/m. L � Percentagem Mássica ◦ g/100 m. L = 10 mg/m. LSolução (m/v) ◦ g/100 g = 10 mg/g (m/m) �Creme, pomada, gel, etc. � Percentagem Volumétrica ◦ m. L/100 m. LSolução (v/v) � Partes por milhar/milhão/bilhão (ppt, ppm, ppb) ◦ ppt = 1 g/1000 m. L = 1 g/L ◦ ppm = 1 mg/L ◦ ppb = 1 µg/L ◦ Frequentemente utilizado para expressar contaminação. 15

Unidades de concentração � Outras unidades de concentração: ◦ H 2 O 2 �Concentração é expressa por número de volumes. � 1 vol solução produz 10 vol O 2 (nas CNTP) quando completamente decomposto �Solução 3% m/v = 10 vol ◦ Unidades Internacionais �Vitaminas A, D �Enzimas, proteinas bioativas �Heparina �Baseado em definições arbitrarias de actividade sob condições especificas (temperatura, p. H, etc. ) 16

Propriedades Coligativas �Propriedades que dependem somente do número de partículas de soluto e não de sua identidade. ◦ Origem do termo “coligativa” coligar ◦ As propriedades coligativas tem uma origem comum ◦ Partículas de soluto exercem o seu efeito meramente por ser em vez de fazer. ◦ O efeito é o mesmo para todos os solutos. 17

Propriedades Coligativas �Em uma solução de um soluto não- volátil: ◦ Pressão de vapor é sempre menor; ◦ Ponto de Ebulição é sempre maior; ◦ Ponto de Congelamento é sempre menor; ◦ Pressão Osmótica direciona o solvente da concentração mais baixa para a mais alta. 18

Propriedades Coligativas �Solutos não-voláteis e a Lei de Raoult: ◦ No equilíbrio, taxa de evaporação = taxa de condensação ◦ Partículas de soluto ocupam volume reduzindo a taxa de evaporação ◦ Com a diminuição da taxa de evaporação, a pressão de vapor sobre a solução também diminui, para recuperar o equilíbrio. 19

Propriedades Coligativas � Numa solução a pressão de vapor é reduzida se comparada ao solvente puro. � Um líquido entra em ebulição quando a pressão de vapor é igual à pressão atmosférica. � Necessita-se aumentar T para fazer com que a pressão de vapor de uma solução se iguale à pressão atmosférica. Pressão de Vapor Soluto Não- volátil Ponto de Ebulição 20

Propriedades Coligativas �Solutos e o processo de congelamento ◦ No equilíbrio a taxa de congelamento = taxa de liquefação ◦ Partículas de soluto ocupam volume reduzindo a taxa de congelamento ◦ Com a diminuição da taxa de congelamento, necessita-se diminuir T para se alcançar o equilíbrio 21

Propriedades Coligativas �Lei de Raoult: ◦ A pressão de vapor de uma solução é igual a pressão de vapor do solvente vezes a fração molar do solvente na solução. ◦ A diminuição da pressão de vapor é dada por: 22

Propriedades Coligativas �Variações das temperaturas de congelamento e ebulição: ◦ Onde: �m = molalidade de partículas (independe de T) �Kc = Constante de diminuição do ponto de congelamento molal ( = -1, 86 °C/m para H 2 O) �Ke = Constante de aumento do ponto de ebulição molal ( = 0, 51°C/m para H 2 O) 23

Propriedades Coligativas �Desvios da Idealidade: ◦ Concentrações podem aumentar ◦ Interações soluto-solvente podem ser diferentes �Interações solvente-solvente > Interações solutosolvente �Pvap é mais alta �Interações soluto-solvente > Interações solvente �Pvap é mais baixa ◦ Substâncias iônicas podem não se dissociar totalmente (Fator de Van’t Hoff – i) 24

Propriedades Coligativas �Osmose – discriminação molecular: ◦ Uma membrana semi-permeável atua com base no tipo de partícula �Moléculas de solvente – passam através �Moléculas largas ou íons são retidos ◦ As moléculas do solvente passam da região de menor concentração de soluto para a região de maior concentração, de forma a alcançar o equilíbrio. 25

Propriedades Coligativas ◦ Solvente passa para a região de maior concentração aumentando seu volume ◦ A passagem do solvente pode ser evitada aplicando-se uma pressão ◦ A pressão para prevenir este transporte é conhecida como pressão osmótica http: //www. manualdaquimica. com/fisico-quimica/pressaoosmotica. htm 26

Propriedades Coligativas �Pressão Osmótica ◦ Onde: �M = concentração molar de partículas de soluto � = pressão osmótica �A Massa Molar de um soluto pode ser determinada, com excelente precisão a partir dos dados de pressão osmótica. 27

Propriedades Coligativas �Exemplo: Uma solução contendo 20, 0 mg de insulina em 5, 00 ml desenvolve uma pressão osmótica de 12. 5 mm Hg a 300 K. Determina a Massa Molar da Insulina. 28

Propriedades Coligativas �N° de mols de Insulina: �Massa Molar da Insulina: 29