As soluções químicas são conhecidos como misturas homogéneas em química. 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 solvente na mistura e podem existir na fase 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 através de amostras delas.
Por outro lado, misturas homogêneas (soluções químicas) são misturas de sólidos, líquidos ou gases – além de possíveis junções entre componentes que estão em fases diferentes – que têm seus componentes divididos em proporções iguais em todo o seu conteúdo.
Os sistemas de mistura tendem a procurar homogeneidade, como quando um corante é adicionado à água. Essa mistura começa a ser heterogênea, mas o tempo fará com que o primeiro composto se difunda pelo líquido, fazendo com que esse sistema se torne uma mistura homogênea.
As soluções e seus componentes são observados nas situações do dia-a-dia e em níveis que variam de industrial a laboratorial. Eles são objetos de estudo devido às características que apresentam e às forças e atrações que ocorrem entre eles.
Tipos
Existem várias maneiras 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 maneiras de separar os tipos de solução é pelo nível de concentração que ela possui, também chamada 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 de soluções por concentração, que as divide em soluções empíricas e soluções valiosas.
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 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 seu volume total.
– Soluções não saturadas são aquelas que não atingem a quantidade máxima possível de soluto para a temperatura e pressão em que são encontradas.
– Soluções concentradas possuem quantidades consideráveis de soluto para o volume formado.
– Soluções saturadas são aquelas que apresentam a maior quantidade possível de soluto para uma dada temperatura e pressão; Nestas soluções, o soluto e o solvente têm um estado de equilíbrio.
– As soluções supersaturadas são soluções saturadas que foram aquecidas para aumentar a solubilidade e dissolver mais soluto; Uma solução “estável” é então gerada com excesso de soluto. Essa estabilidade ocorre apenas até que a temperatura caia novamente ou a pressão mude drasticamente, situação em que o soluto precipitará excessivamente.
Soluções valiosas
As soluções avaliadas são aquelas em que as quantidades numéricas de solutos e solventes são medidas, observando a porcentagem, molar, molar e soluções normais, 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 usada na química moderna, é a unidade que expressa a quantidade de mols de um soluto entre a massa total de 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 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 estão, e isso dependerá principalmente da fase em que o solvente é encontrado (o componente presente em maior quantidade na mistura).
– Soluções gasosas são de natureza rara, classificadas na literatura como misturas de gases e não como soluções; ocorrem sob condições específicas e com pouca interação entre suas moléculas, como no caso do ar.
– Os líquidos têm um amplo espectro no mundo das soluções e representam a maioria dessas misturas homogêneas. Os líquidos podem dissolver gases, sólidos e outros líquidos com facilidade e são encontrados em todos os tipos de situações cotidianas, de maneira natural e sintética.
Também existem misturas líquidas que frequentemente são confundidas com soluções, como emulsões, colóides e suspensões, que são mais heterogêneas que homogêneas.
– Gases 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 na água (como etanol, ácido acético e acetona), ou quando um fluido não polar se dissolve em outra de características semelhantes.
– Finalmente, os sólidos têm uma ampla variedade de solubilidade em líquidos, como sais na água e ceras em hidrocarbonetos, entre outros. Soluções sólidas são formadas a partir de um solvente de fase sólida e podem ser vistas como meios para dissolver gases, líquidos e outros sólidos.
Os gases podem ser armazenados dentro de sólidos, como hidrogênio em hidreto de magnésio; líquidos em sólidos podem ser encontrados como água no açúcar (um sólido úmido) ou como mercúrio em ouro (uma amálgama); e 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; isto é, é necessário saber se é necessário fazer uma diluição ou preparar uma solução a partir da mistura de duas ou mais substâncias.
Outra coisa a saber é 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 preparação, verifique se os instrumentos de medição (balança, cilindros, pipetas, buretas, etc.) estão calibrados.
Em seguida, é medida a quantidade de soluto a granel ou volume, tomando muito cuidado para não derramar ou desperdiçar qualquer quantidade, pois isso afetaria a concentração final da solução. Isso deve ser introduzido no balão a ser usado, agora se preparando para a próxima etapa.
Posteriormente, o solvente a ser utilizado é adicionado a este soluto, garantindo que o conteúdo do balão atinja sua capacidade de medição.
Este balão é tapado e agitado, invertendo-o para garantir uma mistura e dissolução eficazes. Desta forma, a solução é obtida, a qual pode ser usada 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 M 1 V 1 = M 2 V 2 , onde M simboliza a concentração molar e V o volume total (antes e após a diluição), a nova concentração pode ser calculada após a diluição de uma concentração ou o volume necessário para atingir a concentração desejada.
Ao preparar as diluições, a solução estoque é sempre levada para um novo frasco maior e o solvente é adicionado a ele, certificando-se de atingir a linha de capacidade para garantir o volume desejado.
Se o processo é exotérmico e, portanto, apresenta riscos à segurança, é melhor reverter o processo e adicionar a solução concentrada ao solvente para evitar respingos.
Exemplos
Como mencionado anteriormente, as soluções vêm em diferentes estados de agregação, dependendo do estado em que estão o seu soluto e solvente. Exemplos dessas misturas são mencionados abaixo:
– O hexano na parafina é um exemplo de solução líquido-sólido.
– O hidrogênio no paládio é uma solução gasosa.
– O etanol na água é uma solução líquido-líquido.
– O sal comum na água é uma solução líquida sólida.
– O aço, composto de átomos de carbono em uma matriz cristalina de átomos de ferro, é um exemplo de solução sólido-sólido.
– A água gaseificada é uma solução gás-líquido.
Referências
- Wikipedia (sf). Solução Obtido em en.wikipedia.org
- TutorVista. (sf). Tipos de soluções. Obtido de chemistry.tutorvista.com
- cK-12 (sf). Solução Líquido-Líquido. Obtido em ck12.org
- Faculdade, U. (sf). Preparação da solução Obtido em faculty.sites.uci.edu
- LibreTexts. (sf). Preparando Soluções Obtido em chem.libretexts.org