Uma solução sobresaturada é aquela que contém uma quantidade de soluto superior àquela que poderia ser dissolvida em condições normais de temperatura e pressão. Isso significa que a solução está instável e propensa a precipitar o excesso de soluto a qualquer momento.
Neste texto, abordaremos as características das soluções sobresaturadas, como são preparadas e alguns exemplos práticos desse tipo de solução. A compreensão desses aspectos é fundamental para entender os fenômenos de saturação e precipitação que ocorrem em soluções sobredaturadas.
Descubra a classificação das soluções de forma simples e prática.
As soluções podem ser classificadas de acordo com a quantidade de soluto dissolvido em relação ao solvente. Uma das classificações possíveis é a solução sobressaturada, que ocorre quando a quantidade de soluto presente na solução é maior do que a quantidade que seria possível dissolver a uma determinada temperatura e pressão.
Para preparar uma solução sobressaturada, é necessário dissolver uma quantidade de soluto em uma quantidade de solvente a uma temperatura elevada, e então resfriar a solução lentamente. Isso permite que o soluto permaneça em solução mesmo estando presente em uma quantidade maior do que a solubilidade do solvente naquelas condições.
Um exemplo comum de solução sobressaturada é o açúcar em água. Se dissolvermos uma quantidade de açúcar em água quente e depois resfriarmos lentamente, poderemos obter uma solução sobressaturada de açúcar. Outro exemplo é o sal em água, que pode resultar em uma solução sobressaturada se o processo de dissolução for feito adequadamente.
Em resumo, as soluções sobressaturadas são aquelas em que a quantidade de soluto dissolvido é maior do que a quantidade que seria possível dissolver a uma determinada temperatura e pressão. A preparação dessas soluções requer cuidado e controle da temperatura e do processo de dissolução.
Entenda o conceito de solução saturada e sua importância na química.
Para compreender o conceito de solução saturada, é importante entender que uma solução saturada é aquela que atingiu o máximo de dissolução de soluto em um solvente a uma determinada temperatura, de modo que não é possível dissolver mais soluto na solução. Isso significa que a quantidade de soluto presente na solução é a máxima que o solvente pode dissolver, sem que haja mais soluto se dissolvendo ou se acumulando no fundo do recipiente.
As soluções saturadas são de extrema importância na química, pois são utilizadas em diversos processos, como na fabricação de medicamentos, na indústria alimentícia, na produção de bebidas, entre outros. Além disso, a saturação de uma solução influencia em suas propriedades físicas e químicas, como o ponto de fusão e ebulição, a condutividade elétrica, a densidade, entre outras.
Solução Sobredaturada: Características, Preparação, Exemplos
Uma solução sobredaturada é aquela que contém uma quantidade de soluto maior do que a quantidade que poderia teoricamente ser dissolvida em determinadas condições, ou seja, é uma solução instável. Isso ocorre quando se dissolve uma quantidade maior de soluto em um solvente do que seria possível em condições normais, como através de aquecimento ou agitação da solução.
Para preparar uma solução sobredaturada, é necessário dissolver uma quantidade maior de soluto do que a quantidade que o solvente poderia teoricamente dissolver. Em seguida, é preciso resfriar lentamente a solução, de forma controlada, para evitar que o excesso de soluto se cristalize. Dessa forma, a solução se torna sobredaturada, com uma quantidade de soluto maior do que a solubilidade normal.
Alguns exemplos de soluções sobredaturadas incluem o açúcar em água, o sal em água e o bicarbonato de sódio em água. Nestes casos, é possível observar a formação de cristais ou a precipitação do excesso de soluto ao adicionar um pequeno cristal do soluto na solução, desencadeando a cristalização do excesso de soluto presente na solução sobredaturada.
Identificando se a solução está saturada ou insaturada de forma simples.
Para identificar se uma solução está saturada ou insaturada de forma simples, basta observar se há a presença de cristais ou precipitados no fundo do recipiente. Se houver, isso indica que a solução está saturada, ou seja, a quantidade de soluto presente é maior do que a quantidade que a solução pode dissolver a uma determinada temperatura. Por outro lado, se não houver cristais ou precipitados no fundo, a solução está insaturada, o que significa que ainda é possível dissolver mais soluto nela.
Uma solução sobresaturada, por outro lado, é aquela em que a quantidade de soluto presente é maior do que a quantidade que a solução pode dissolver a uma determinada temperatura, mas que ainda se encontra em estado de equilíbrio. Isso geralmente ocorre quando a solução é resfriada lentamente, permitindo que mais soluto seja dissolvido do que o normal.
Para preparar uma solução sobresaturada, é necessário dissolver uma quantidade maior de soluto do que a quantidade que a solução pode dissolver a uma determinada temperatura e em seguida resfriá-la lentamente. Alguns exemplos de soluções sobresaturadas incluem soluções de açúcar em água para fazer cristais de açúcar e soluções de sal em água para fazer cristais de sal.
Preparação de uma solução aquosa através da mistura de um soluto em água.
A preparação de uma solução aquosa envolve a mistura de um soluto em água até que este se dissolva completamente. Para isso, é importante seguir alguns passos básicos para garantir a correta preparação da solução.
Primeiramente, é necessário medir a quantidade de água que será utilizada, utilizando um balão volumétrico ou uma proveta. Em seguida, adicione o soluto gradativamente na água, agitando a mistura até que todo o soluto se dissolva.
É importante ressaltar que a preparação de uma solução aquosa requer cuidado e precisão, para garantir a concentração correta da solução final. Caso contrário, a solução pode ficar insaturada, saturada ou sobredaturada.
A solução sobredaturada é aquela que contém uma quantidade de soluto maior do que a quantidade que poderia ser dissolvida em condições normais. Isso acontece quando se aquece a solução para dissolver mais soluto e depois resfria lentamente, sem que o excesso de soluto se cristalize.
Alguns exemplos de soluções sobredaturadas são o açúcar em água, o sal em água e o bicarbonato de sódio em água. Nestes casos, a solução pode se manter estável por um período de tempo, mas qualquer perturbação pode fazer com que o excesso de soluto se cristalize, formando cristais sólidos na solução.
Portanto, a preparação de uma solução aquosa requer atenção aos detalhes e ao controle da concentração do soluto, para evitar a formação de soluções sobredaturadas e garantir a estabilidade e eficácia da solução preparada.
Solução Sobredaturada: Características, Preparação, Exemplos
A solução supersaturada é aquela em que o solvente dissolveu mais soluto do que pode dissolver no equilíbrio da saturação. Todos têm em comum o balanço de saturação, com a diferença de que em algumas soluções isso é alcançado em concentrações mais baixas ou mais altas de soluto.
O soluto pode muito bem ser um sólido, como açúcar, amido, sais, etc; ou de um gás, como CO 2 em bebidas carbonatadas. Aplicando um raciocínio molecular, as moléculas de solvente circundam as do soluto e buscam abrir espaço entre si para acomodar mais soluto.
Assim, chega um momento em que a afinidade solvente-soluto não pode superar a falta de espaço, estabelecendo o equilíbrio de saturação entre o cristal e seus arredores (a solução). Nesse ponto, não importa o quanto os cristais sejam moídos ou agitados: o solvente não pode mais dissolver mais soluto.
Como “forçar” o solvente a dissolver mais soluto? Através de um aumento de temperatura (ou pressão, no caso de gases). Dessa maneira, as vibrações moleculares aumentam e o cristal começa a produzir mais de suas moléculas na solução, até que se dissolva completamente; É aqui que se diz que a solução está supersaturada.
A imagem acima mostra uma solução supersaturada de acetato de sódio, cujos cristais são o produto da restauração do balanço de saturação.
Aspectos teóricos
Saturação
As soluções podem ser formadas por uma composição que inclui os estados da matéria (sólido, líquido ou gás); No entanto, eles sempre têm uma única fase.
Quando o solvente não pode dissolver completamente o soluto, outra fase é observada como conseqüência. Esse fato reflete o balanço de saturação; Mas sobre o que é esse equilíbrio?
Íons ou moléculas interagem para formar cristais, ocorrendo mais provavelmente porque o solvente não pode mantê-los separados por mais tempo.
Na superfície do cristal, seus componentes colidem para aderir a isso, ou eles também podem ser cercados por moléculas de solvente; alguns partem, outros aderem. O acima pode representar com a seguinte equação:
Sólido <=> sólido dissolvido
Em soluções diluídas, o “equilíbrio” é deslocado para a direita, porque há muito espaço disponível entre as moléculas de solvente. Por outro lado, nas soluções concentradas o solvente ainda pode dissolver o soluto, e o sólido que é adicionado após a agitação se dissolve.
Uma vez atingido o equilíbrio, as partículas do agregado sólido, logo que se dissolvem no solvente e outras, em solução, devem “sair” para abrir espaço e permitir sua incorporação na fase líquida. Assim, o soluto passa e vai da fase sólida para a fase líquida na mesma velocidade; Quando isso acontece, diz-se que a solução está saturada.
Sobredaturação
Para forçar o equilíbrio a dissolver mais sólido, a fase líquida deve abrir o espaço molecular e, para isso, é necessário estimulá-lo energicamente. Isso faz com que o solvente admita mais soluto do que normalmente pode em condições de temperatura e pressão ambiente.
O suprimento de energia para a fase líquida cessou, a solução supersaturada permanece metaestável. Portanto, no caso de qualquer perturbação, ele pode quebrar seu equilíbrio e fazer com que a cristalização do excesso de soluto atinja novamente o equilíbrio da saturação.
Por exemplo, dado um soluto muito solúvel em água, uma certa quantidade disso é adicionada até que o sólido não possa se dissolver. Em seguida, o calor é aplicado à água, até que o sólido restante seja dissolvido. A solução supersaturada é removida e deixada esfriar.
Se o resfriamento for muito acentuado, a cristalização ocorrerá instantaneamente; por exemplo, adicionando um pouco de gelo à solução supersaturada.
O mesmo efeito também poderia ser observado se um cristal do composto solúvel fosse jogado na água. Isso serve como suporte de nucleação para partículas dissolvidas. O cristal cresce acumulando as partículas do meio até que a fase líquida seja estabilizada; isto é, até a solução estar saturada.
Caracteristicas
Nas soluções supersaturadas, o limite foi excedido, em que a quantidade de soluto não é mais dissolvida pelo solvente; Portanto, esse tipo de solução possui excesso de soluto e possui as seguintes características:
-Eles podem existir com seus componentes em uma única fase, como em soluções aquosas ou gasosas, ou presentes como uma mistura de gases em um meio líquido.
– Ao atingir o grau de saturação, o soluto que não é dissolvido cristaliza ou precipita (forma um sólido desorganizado, impuro e sem padrões estruturais) com facilidade na solução.
-É uma solução instável. Quando o excesso de soluto não dissolvido precipita, há uma liberação de calor proporcional à quantidade de precipitado. Esse calor é gerado pelo choque local ou in situ das moléculas que estão cristalizando. Por se estabilizar, deve necessariamente liberar energia na forma de calor (nesses casos).
-Algumas propriedades físicas como solubilidade, densidade, viscosidade e índice de refração dependem da temperatura, volume e pressão a que a solução está sujeita. Por esse motivo, possui propriedades diferentes das respectivas soluções saturadas.
Como se prepara?
Existem variáveis na preparação das soluções, como o tipo e a concentração do soluto, o volume do solvente, a temperatura ou a pressão. Modificando qualquer um destes, uma solução supersaturada pode ser preparada a partir de uma solução saturada.
Quando a solução atinge um estado de saturação e uma dessas variáveis é modificada, uma solução supersaturada pode ser obtida. Em geral, a variável preferida é a temperatura, embora também possa ser pressão.
Se uma solução supersaturada for sujeita a evaporação lenta, as partículas sólidas se encontram e podem formar uma solução viscosa ou um cristal inteiro.
Exemplos e aplicações
-Há uma grande variedade de sais com os quais podem ser obtidas soluções supersaturadas. Eles são utilizados há muito tempo em nível industrial e comercial e têm sido objeto de inúmeras investigações. As aplicações incluem soluções de sulfato de sódio e soluções aquosas de bicromato de potássio.
Soluções saturadas formadas por soluções de açúcar, como o mel, são outros exemplos. A partir desses doces ou xaropes são preparados, tendo uma importância vital na indústria de alimentos. Note-se também se aplica na indústria farmacêutica na preparação de alguns medicamentos.
Referências
- O companheiro de química para professores de ciências do ensino médio. Soluções e concentração . [PDF]. Recuperado em 7 de junho de 2018, de: ice.chem.wisc.edu
- K. Taimni. (1927). A viscosidade de soluções supersaturadas. I . O Journal of Physical Chemistry 32 (4), 604-615 DOI: 10.1021 / j150286a011
- Szewczyk, W. Sokolowski e K. Sangwal. (1985). Algumas propriedades físicas de soluções aquosas saturadas, supersaturadas e subsaturadas de bicromato de potássio . Journal of Chemical & Engineering Data 30 (3), 243-246. DOI: 10.1021 / je00041a001
- Wikipedia (2018). Supersaturação Recuperado em 8 de junho de 2018, de: en.wikipedia.org/wiki/Supersaturation
- Roberts, Anna. (24 de abril de 2017). Como fazer uma solução supersaturada .Sciencing . Recuperado em 08 de junho de 2018, de: sciencing.com
- TutorVista. (2018). Solução supersaturada . Recuperado em 08 de junho de 2018, de: chemistry.tutorvista.com
- Neda Glisovic (25 de maio de 2015). Kristalizacija. [Figura]. Recuperado em 8 de junho de 2018, de: commons.wikimedia.org