Soluções empíricas: características, preparação e exemplos - Ciência - 2023

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As soluções empíricas são aqueles em que as quantidades exatas de soluto e solvente não são definidas ou reproduzidas. A relação entre a quantidade de soluto e solvente nessas soluções não é determinada quantitativamente; portanto, eles carecem de uma concentração conhecida.

A solução empírica, como a palavra "empírica" indica, é o produto da prática, da experiência de quem prepara a solução. Essas soluções também são conhecidas como soluções qualitativas.

Durante o preparo do suco de kiwi, adiciona-se volume e número de fatias variáveis, dependendo do tamanho do pote ou de quantos comensais estão esperando para matar a sede.

As quantidades de soluto (kiwi e açúcar) e solvente (água) utilizadas na preparação são feitas de acordo com o julgamento ou experiência da pessoa que prepara a solução. Da mesma forma, a preparação desta solução empírica está sujeita a critérios de gosto; se preferir mais doce, acrescente mais meia xícara de açúcar.

Os componentes do suco de kiwi, portanto, carecem de uma concentração definida ou conhecida, como a encontrada em soluções padrão. Além disso, este suco não pode ser expresso com nenhuma das unidades de concentração, nem físicas, nem químicas; a menos que todos os ingredientes sejam adequadamente pesados e medidos.

As soluções empíricas não têm uma aplicação comum e importante na indústria ou na ciência. A preparação de soluções empíricas é ocasional em química, como em testes de meios de dissolução.

Características das soluções empíricas

Entre as características que podem ser atribuídas às soluções empíricas estão as seguintes:

- Geralmente são preparados em locais informais, como em residências, restaurantes, refrigerantes, bares, entre outros locais semelhantes.

-Qualquer pessoa pode prepará-los, sem formação específica em química ou experiência anterior em laboratório.

-A preparação destas soluções é efectuada para satisfazer ou cobrir qualquer necessidade, geralmente culinária, alimentar, entre outras.

-Durante a preparação dessas soluções, prevalecem a experiência, prática, critérios, necessidade ou gosto de quem as prepara.

-São preparados sem seguir nenhum método de pesagem, sem a necessidade de cálculos estequiométricos ou de equipamentos instrumentais; como o medidor de pH, por exemplo.

-Na sua preparação não são utilizados materiais volumétricos, uma vez que não é imprescindível a medição exata dos volumes de solventes ou solutos líquidos.

-Seu preparo em geral é raro em laboratórios de rotina e de pesquisa, onde normalmente são necessárias soluções tituladas.

-As soluções empíricas mais frequentemente preparadas nas residências são os solutos dissolvidos em líquidos. A mistura de líquidos em líquidos também é frequentemente preparada, no preparo de coquetéis, por exemplo.

Tipos ou classificação

A classificação das soluções empíricas é semelhante à das soluções valorizadas quando expressas qualitativamente ou informalmente. Já está claro que a quantidade de soluto e solvente nessas soluções não é determinada com exatidão.

Ao considerar a solubilidade e a quantidade de soluto adicionado ao solvente, as soluções empíricas podem ser diluídas ou concentradas. Da mesma forma, as soluções empíricas concentradas também podem ser classificadas como insaturadas, saturadas ou supersaturadas.

Uma bebida instantânea pode ser preparada diluída ou concentrada, de acordo com o gosto ou necessidade do comensal.

Solução diluída

É aquela solução na qual uma pequena quantidade de soluto foi adicionada em relação à quantidade de solvente presente. O sabor da solução resultante, a cor obtida, entre outros critérios, indicarão o quão diluída ou concentrada está a solução. Um exemplo dessa solução seria colocar um pouco de açúcar diluído em um copo d'água.

Solução concentrada

São aquelas soluções que possuem uma quantidade abundante ou alta de soluto em relação à quantidade de solvente na solução. Uma solução empírica é concentrada adicionando mais soluto ou diminuindo o volume do solvente.

Solução insaturada

É aquela solução em que a quantidade de soluto é alta sem saturar a solução; portanto, ainda mais soluto pode ser dissolvido sem a formação de um precipitado.

Solução saturada

É aquela solução na qual a quantidade máxima de soluto que o solvente pode dissolver foi adicionada. Na solução preparada, nenhum outro soluto se dissolverá no solvente da solução.

Solução supersaturada

É aquela solução que foi preparada com uma quantidade de soluto que excede os limites ou capacidade de dissolução do solvente. Somente aumentando a temperatura pode-se aumentar a solubilidade do soluto.

Preparação

Conforme indicado nos parágrafos anteriores, na preparação de soluções empíricas, as preferências de quem prepara a solução prevalecerão. A quantidade de soluto, assim como a quantidade de solvente, dependerá dos critérios e requisitos pessoais individuais.

Nenhuma pesagem de soluto será usada em sua preparação e, portanto, as unidades de medida são numericamente inexistentes.

materiais

Utensílios como colheres podem ser usados, colocados em recipientes que também não terão indicador de volume; copos ou jarras, ou mesmo tufos adicionados com os dedos ou uma quantidade espremida nos punhos.

Café, coquetéis e chá

A solução empírica pode conter uma ou mais substâncias dissolvidas em uma certa quantidade de solvente. Como o café, por exemplo, além da água e do café, o açúcar costuma ser adicionado como adoçante.

Por outro lado, também pode ser uma mistura de líquidos, como coquetéis, por exemplo. Vários licores são misturados para preparar esse tipo de solução empírica e, na ausência de métricas, a habilidade de preparar a mesma bebida com o mesmo sabor é posta à prova inúmeras vezes.

Pode ser preparado com sólidos como chá verde ou outras especiarias, que impregnam o solvente com seu sabor e cheiro. Uma solução empírica é preparada uma vez que o preparado é vazado, ou passado por uma peneira, deixando a solução homogênea.

Exemplos de soluções empíricas

Existem inúmeros exemplos que podem ser dados de soluções empíricas, preparadas rotineiramente em casa ou muito ocasionalmente em laboratórios.

Preparação de bebidas

Em casa, nos restaurantes e em outros pontos de venda, as bebidas são preparadas diariamente e de forma contínua ou rotineira. Existem muitas bebidas instantâneas, como o chá ou as bebidas com chocolate, cujos critérios são o gosto e o gosto das pessoas.

São preparados continuamente cafés, limonadas, chás, chocolate ao leite, café com leite, cocktails, guarapitas, entre outras bebidas.

Testes de mídia de dissolução

Em química, as soluções empíricas são preparadas por meio da realização de alguns testes de preparação de meios de dissolução.

Um exemplo poderia ser quando você tem um composto orgânico P e deseja estudar sua solubilidade em diferentes solventes. A partir dos resultados qualitativos, que são soluções empíricas, pode-se preparar um meio de dissolução específico.

Os testes são realizados com meios de dissolução para este composto, sem a necessidade de utilização de material volumétrico para sua preparação.

Neste meio, solventes ou reagentes são adicionados até que uma dissolução apropriada de P. seja alcançada. A partir dessas medições anteriores, o mesmo procedimento é realizado para dissolver outros sólidos da mesma natureza de P.

A concentração desses reagentes necessária para reproduzir o meio de dissolução pode então ser estimada; e com isso, não é mais uma solução empírica.

Banho gelado

Soluções empíricas podem ser preparadas usando gelo ou banhos crioscópicos para manter uma substância ou meio de reação em baixas temperaturas. Quem prepara adiciona uma quantidade incerta de gelo, sal e água, para resfriar bastante o recipiente ou material colocado dentro da banheira.

Uso de indicadores de pH

Outro exemplo é quando indicadores ácido-base sólidos são adicionados a uma amostra que será submetida a uma titulação volumétrica. Se o indicador já exibe cor no pH da amostra, adicione uma quantidade tal que a intensidade de sua cor não interfira com o ponto final (mudança do indicador) na titulação.

Isso ocorre, por exemplo, quando se trabalha com o indicador preto eriocromo T. Seu sólido consiste em cristais pretos que colorem intensamente a amostra a ser titulada. Se muito deste indicador for adicionado, a solução ficará azul escura, tornando impossível ver o ponto final.

Solução de bicarbonato

Bicarbonato para queimaduras ácidas: adicione essa quantidade de bicarbonato à água até que esteja saturado.

Quando essa solução não é preparada antes do acidente, uma quantidade deliberada desse sal é adicionada à água com o único objetivo de neutralizar o ácido ou base na área afetada do corpo.

Enfeites de Natal

Quando balões com soluções coloridas (compostos de metais de transição, corantes, etc.) são improvisados para decorar laboratórios na época de dezembro, soluções empíricas estão sendo usadas (a menos que tenham sido preparadas quantitativamente).

Reflexão final

Como reflexão final, no laboratório são muito poucas as ocasiões em que são trabalhadas soluções empíricas (e muito menos a nível industrial).

Isso porque é essencial ser capaz de reproduzir as soluções perfeitamente. Além disso, a exatidão e a precisão das medições não podem ser sacrificadas; visto que, a veracidade e a qualidade dos resultados experimentais seriam reduzidas.

Referências

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning.
Expressando Concentrações. (s.f.). Recuperado de: chem.purdue.edu
Zapata, M. (2016). Concentração de soluções: Soluções qualitativas. Recuperado de: quimicaencasa.com
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Andrade C. Guevara. (2012). Soluções empíricas. [PDF]. Recuperado de: roa.uveg.edu.mx