Soluções químicas

1ª SÉRIE

Aula 5 – 3º Bimestre

Química

Etapa Ensino Médio

• Soluções químicas;
• Soluto e solvente;
• Coeficiente de solubilidade;
• Classificação das soluções químicas.

• Compreender o conceito de soluções e sua importância na Química;
• Classificar as soluções de acordo com a quantidade relativa entre soluto e solvente, baseando-se no coeficiente de solubilidade;
• Compreender o papel das soluções químicas nos ciclos biogeoquímicos.

Conteúdo

Objetivos

1. O que são soluções e por que elas são importantes na Química?
2. Quais são os componentes básicos de uma solução e como eles interagem entre si?
3. Qual é o papel das soluções químicas nos ciclos biogeoquímicos?

Para começar

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

Os componentes de uma solução são denominados 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.

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Soluções químicas

Foco no conteúdo

As soluções químicas fazem parte dos ciclos biogeoquímicos.

Desempenham um papel fundamental na dissolução, no transporte e na transformação de substâncias químicas na natureza, contribuindo para a disponibilidade de nutrientes e a manutenção dos processos vitais nos ecossistemas.

Soluções e os ciclos biogeoquímicos

Foco no conteúdo

Qual é o papel das soluções químicas nos ciclos biogeoquímicos? 

1. Não têm relação direta com os ciclos biogeoquímicos.
2. Atuam como fontes de energia nos ciclos biogeoquímicos.
3. Promovem a degradação dos nutrientes nos ciclos biogeoquímicos.
4. Transportam e transformam substâncias nos ciclos biogeoquímicos.
5. Prejudicam a manutenção dos ciclos biogeoquímicos.

Soluções e os ciclos biogeoquímicos

Na prática

Qual é o papel das soluções químicas nos ciclos biogeoquímicos? 

1. Não têm relação direta com os ciclos biogeoquímicos.
2. Atuam como fontes de energia nos ciclos biogeoquímicos.
3. Promovem a degradação dos nutrientes nos ciclos biogeoquímicos.
4. Transportam e transformam substâncias nos ciclos biogeoquímicos.
5. Prejudicam a manutenção dos ciclos biogeoquímicos.

Soluções e os ciclos biogeoquímicos

Correção

Na prática

• Refrigerantes, sucos, café, chá e outros líquidos consumidos diariamente são exemplos de soluções.
• A água potável é uma solução. Ela contém substâncias dissolvidas, como minerais e gases dissolvidos.
• Medicamentos, como xaropes, soluções injetáveis e comprimidos efervescentes, são exemplos de soluções farmacêuticas utilizadas para administrar substâncias ativas.
• A poluição do ar também está relacionada às soluções. Os gases e as partículas poluentes presentes na atmosfera se dissolvem na água das chuvas, resultando em chuva ácida.

Soluções no dia a dia

Foco no conteúdo

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

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

Solubilidade

Foco no conteúdo

Os dois componentes, soluto e solvente, podem apresentar diferentes quantidades e características. Como resultado, existem diversos tipos de soluções e cada uma delas baseia-se em determinada condição. Podem ser classificadas quanto:

• à solubilidade;
• ao estado físico;
• à natureza do soluto;
• à quantidade de soluto.

Classificação das soluções

Foco no conteúdo

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 chamado 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.

Em relação à solubilidade

Foco no conteúdo

Um exemplo típico de solução supersaturada é: 

1. água mineral natural.
2. soro caseiro.
3. refrigerante em recipiente fechado.
4. álcool 46 °GL.
5. vinagre.

Mackenzie

Na prática

Correção

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 muito mais gás ser 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.

Na prática

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

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.

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Em relação ao estado físico

Foco no conteúdo

Podem ser classificadas de acordo com a natureza do soluto 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^–.

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Em relação à natureza do soluto

Foco no conteúdo

Conforme o valor absoluto da concentração, as soluções podem ser:

Soluções diluídas: a concentração da solução é baixa; por exemplo, 0,01 g/L;

Soluções concentradas: a concentração da solução é alta; por exemplo, 80 g/L.

Tais termos não têm relação com a solubilidade dos solutos. Uma solução pode ser saturada e diluída (por exemplo, um soluto com baixa solubilidade), bem como uma solução ser insaturada e concentrada (um soluto com alta solubilidade).

Em relação à quantidade de soluto

Foco no conteúdo

É definido como a quantidade máxima de soluto (geralmente em gramas) que pode ser dissolvida por determinada massa de solvente (geralmente 100 g). Tal valor varia conforme a temperatura.

Alguns exemplos:

CS (NaCl, 20 °C) = 36 g/100 g H₂O

CS (NaNO₃, 20 °C) = 88 g/100 g H₂O

CS (C₁₂H₂₂O₁₁ sacarose, 20 °C = 200 g/100 g H₂O)

Coeficiente de solubilidade

Foco no conteúdo

A solubilidade da soda cáustica (NaOH) em água, em função da temperatura, é dada conforme a tabela a seguir.

Considerando soluções de NaOH em 100 g de água, é correto afirmar que:

1. a 20 °C, uma solução com 120 g de NaOH é concentrada.
2. a 20 °C, uma solução com 80 g de NaOH é diluída.
3. a 30 °C, uma solução com 11,9 g de NaOH é concentrada.
4. a 30 °C, uma solução com 119 g de NaOH é supersaturada.
5. a 40 °C, uma solução com 129 g de NaOH é saturada.

Na prática

Considerando soluções de NaOH em 100 g de água, é correto afirmar que:

1. a 20 °C, uma solução com 120 g de NaOH é concentrada.
2. a 20 °C, uma solução com 80 g de NaOH é diluída.
3. a 30 °C, uma solução com 11,9 g de NaOH é concentrada.
4. a 30 °C, uma solução com 119 g de NaOH é supersaturada.
5. a 40 °C, uma solução com 129 g de NaOH é saturada.

Correção

A solubilidade da soda cáustica (NaOH) em água, em função da temperatura, é dada conforme a tabela a seguir.

Na prática

Vamos lá, estudantes!

Agora é a vez de vocês!

Mural

Elabore um mural (digital ou analógico) com os principais pontos trabalhados nesta aula.

Aplicando

• Compreendemos o conceito de soluções e sua importância na Química;
• Classificamos as soluções de acordo com a quantidade relativa entre soluto e solvente, baseando-se no coeficiente de solubilidade;
• Compreendemos o papel das soluções químicas nos ciclos biogeoquímicos.

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O que aprendemos hoje?

LEMOV, D. Aula nota 10 3.0: 63 técnicas para melhorar a �gestão da sala de aula. 3. ed. Porto Alegre: Penso, 2023.

SÃO PAULO (Estado). Currículo em Ação: Caderno do Professor – Ciências da Natureza – Ensino Médio – 1ª série –2º semestre. São Paulo: Seduc-SP, 2023. Disponível em: https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/2022/10/1serie-2sem-Prof-CNT.pdf. Acesso em: 26 maio 2023. 

Referências

Lista de imagens e vídeos

Slide 3 – https://www.pngwing.com/pt/free-png-zcyql 

Slide 16 – https://www.pngwing.com/pt/free-png-sgcbj 

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Referências