Soluções Químicas: Tipos, Preparação e Exemplos - Ciência - 2023

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As soluções químicas são o que se conhece como misturas homogêneas em química. Eles são misturas estáveis ​​de duas ou mais substâncias nas quais uma substância (chamada soluto) se dissolve em outra (chamada solvente). As soluções adotam a fase do solvente na mistura e podem existir nas fases sólida, líquida e gasosa.

Na natureza, existem dois tipos de misturas: misturas heterogêneas e misturas homogêneas. Misturas heterogêneas são aquelas em que não há uniformidade em sua composição, e as proporções de seus componentes variam entre as amostras.

Já as misturas homogêneas (soluções químicas) são misturas de sólidos, líquidos ou gases - além de possíveis uniões entre componentes que se encontram em fases distintas - que têm seus componentes divididos em proporções iguais pelo seu conteúdo.


Os sistemas de mistura tendem a buscar homogeneidade, como quando um corante é adicionado à água. Essa mistura começa heterogênea, mas o tempo fará com que o primeiro composto se espalhe pelo líquido, fazendo com que esse sistema se torne uma mistura homogênea.

As soluções e seus componentes são vistos em situações do dia-a-dia e em níveis que variam da indústria ao laboratório. São objetos de estudo pelas características que apresentam e pelas forças e atrações que ocorrem entre eles.

Tipos

Existem várias formas de classificar soluções, devido às suas múltiplas características e possíveis estados físicos; É por isso que você deve saber em que se baseiam as diferenças entre os tipos de soluções antes de separá-las em categorias.

Uma das formas de separar os tipos de solução é pelo nível de concentração que possui, também chamado de saturação da solução.


As soluções têm uma qualidade chamada solubilidade, que é a quantidade máxima de soluto que pode ser dissolvida em uma determinada quantidade de solvente.

Existe uma classificação das soluções por concentração, que as divide em soluções empíricas e soluções tituladas.

Soluções empíricas

Essa classificação, na qual as soluções também são chamadas de soluções qualitativas, não leva em consideração a quantidade específica de soluto e solventes na solução, mas sim sua proporção.Para isso, as soluções são separadas em diluídas, concentradas, insaturadas, saturadas e supersaturadas.

- Soluções diluídas são aquelas em que a quantidade de soluto na mistura está em um nível mínimo em comparação com o volume total da mistura.

- Soluções insaturadas são aquelas que não atingem a quantidade máxima possível de soluto para a temperatura e pressão em que se encontram.

- Soluções concentradas têm quantidades consideráveis ​​de soluto para o volume que foi formado.


- Soluções saturadas são aquelas que possuem a maior quantidade possível de soluto para uma determinada temperatura e pressão; nessas soluções, o soluto e o solvente apresentam um estado de equilíbrio.

- Soluções supersaturadas são soluções saturadas que foram aquecidas para aumentar a solubilidade e dissolver mais soluto; Uma solução "estável" com excesso de soluto é então gerada. Essa estabilidade só ocorre até que a temperatura volte a cair ou a pressão mude drasticamente, situação em que o soluto se precipitará em excesso.

Soluções de valor

As soluções tituladas são aquelas em que se medem as quantidades numéricas de solutos e solventes, observando-se as soluções tituladas em porcentagem, molar, molar e normal, cada uma com sua série de unidades de medida.

- Os valores percentuais falam da proporção em porcentagem de gramas ou mililitros de soluto em cem gramas ou mililitros de solução total.

- As concentrações molares (ou molaridade) expressam o número de moles de soluto por litro de solução.

- Molalidade, pouco utilizada na química moderna, é a unidade que expressa o número de moles de um soluto dividido pela massa total do solvente em quilogramas.

- Normalidade é a medida que expressa o número de equivalentes de soluto entre o volume total de solução em litros, onde os equivalentes podem representar os íons H+ para ácidos ou OH– para bases.

De acordo com seu estado de agregação

As soluções também podem ser classificadas pelo estado em que se encontram, o que dependerá principalmente da fase em que o solvente se encontra (o componente presente em maior quantidade na mistura).

- As soluções gasosas são raras por natureza, classificadas na literatura como misturas gasosas e não como soluções; eles ocorrem em condições específicas e com pouca interação entre suas moléculas, como no caso do ar.

- Os líquidos possuem amplo espectro no mundo das soluções e representam a maior parte dessas misturas homogêneas. Os líquidos podem dissolver gases, sólidos e outros líquidos com facilidade e são encontrados em todos os tipos de situações cotidianas, natural e sinteticamente.

Existem também misturas líquidas que muitas vezes se confundem com soluções, como emulsões, colóides e suspensões, que são mais heterogêneas do que homogêneas.

- Gases em líquidos são observados principalmente em situações como oxigênio na água e dióxido de carbono em bebidas carbonatadas.

- As soluções líquido-líquido podem ser apresentadas como componentes polares que se dissolvem livremente em água (como etanol, ácido acético e acetona), ou quando um fluido apolar se dissolve em outro com características semelhantes.

- Por fim, os sólidos possuem ampla faixa de solubilidade em líquidos, como sais em água e ceras em hidrocarbonetos, entre outros. As soluções sólidas são formadas a partir de um solvente de fase sólida e podem ser vistas como um meio de dissolver gases, líquidos e outros sólidos.

Os gases podem ser armazenados dentro de sólidos, como hidrogênio em hidreto de magnésio; os líquidos nos sólidos podem ser encontrados como água no açúcar (um sólido úmido) ou como mercúrio no ouro (um amálgama); e as soluções sólido-sólido são representadas como ligas e sólidos compostos, como polímeros com aditivos.

Preparação

A primeira coisa a saber ao preparar uma solução é o tipo de solução a ser formulada; ou seja, você deve saber se vai fazer uma diluição ou preparar uma solução a partir da mistura de duas ou mais substâncias.

Outra coisa a saber são quais são os valores conhecidos de concentração e volume ou massa, dependendo do estado de agregação do soluto.

Para preparar soluções padrão

Antes de iniciar qualquer preparo, deve-se assegurar que os instrumentos de medição (balança, cilindros, pipetas, buretas, entre outros) estejam calibrados.

Em seguida, inicia-se a mensuração da quantidade de soluto em massa ou volume, com extremo cuidado para não derramar ou desperdiçar qualquer quantidade, pois isso afetaria a concentração final da solução. Este deve ser introduzido no frasco a ser utilizado, preparando-se agora para a próxima etapa.

Posteriormente, o solvente a ser utilizado é adicionado a este soluto, certificando-se de que o conteúdo do frasco atinja a capacidade do mesmo.

Este frasco é tampado e agitado, certificando-se de invertê-lo para garantir uma mistura e dissolução eficazes. Desta forma, obtém-se a solução, que poderá ser utilizada em experimentos futuros.

Para preparar uma diluição de concentração conhecida

Para diluir uma solução e diminuir sua concentração, mais solvente é adicionado em um processo chamado diluição.

Através da equação M1V1 = M2V2, em que M representa a concentração molar e V o volume total (antes e depois da diluição), a nova concentração pode ser calculada após diluir uma concentração ou o volume necessário para atingir a concentração desejada.

No preparo das diluições, a solução estoque é sempre levada para um frasco novo e maior e adiciona-se solvente, certificando-se de atingir a linha aferida para garantir o volume desejado.

Se o processo for exotérmico e, portanto, apresentar riscos à segurança, é melhor reverter o processo e adicionar a solução concentrada ao solvente para evitar respingos.

Exemplos

Como mencionado acima, as soluções vêm em diferentes estados de agregação, dependendo do estado em que seu soluto e solvente são encontrados. Exemplos dessas misturas estão listados abaixo:

- O hexano na cera de parafina é um exemplo de solução líquido-sólido.

- O hidrogênio no paládio é uma solução gás-sólido.

- O etanol na água é uma solução líquido-líquido.

- O sal comum na água é uma solução sólido-líquido.

- O aço, composto por átomos de carbono em uma matriz cristalina de átomos de ferro, é um exemplo de solução sólido-sólido.

- A água carbonatada é uma solução gás-líquido.

Referências

  1. Wikipedia. (s.f.). Solução. Obtido em en.wikipedia.org
  2. TutorVista. (s.f.). Tipos de soluções. Obtido em chemical.tutorvista.com
  3. cK-12. (s.f.). Solução líquido-líquido. Obtido em ck12.org
  4. Docente, U. (s.f.). Preparação da solução. Obtido em faculty.sites.uci.edu
  5. LibreTexts. (s.f.). Preparando soluções. Obtido em chem.libretexts.org