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1www.biologiatotal.com.br DISPERSÕES E SOLUÇÕES DISPERSÕES A palavra dispersão, em química, está relacionada a qualquer mistura de dois ou mais componentes, e pode ser classificada em três tipos distintos: soluções verdadeiras, dispersões coloidais e suspensões. Na imagem, pode-se verificar a diferença entre as dispersões a partir de sua interação com a luz (propagação dos raios laser), e do tipo de mistura dentro de cada recipiente. Analisando cada uma delas, tem-se: 1. Solução ou Solução Verdadeira: um bom exemplo de solução verdadeira pode ser uma pequena quantidade de sal (cloreto de sódio) em água. É uma solução homogênea: seus componentes formam uma única fase, porque as partículas (aglomerados de átomos, moléculas ou íons) estão dispersas em um meio e o tamanho delas é muito pequeno. Por isso, não podem ser vistas a olho nu e também não se observa o feixe de propagação da luz do laser ao atravessar a solução. 2. Dispersões Coloidais: Nas dispersões coloidais, têm-se uma mistura heterogênea. Um dos componentes é denominado fase dispersa (sólido, líquido ou gasoso), estando finamente dividido. O outro componente é chamado meio de dispersão, e juntos podem formar duas ou mais fases, mas, a olho nu, não detectamos mais de uma. Porém, com a incidência de um laser, é possível observar o seu feixe e direção de propagação ao longo do corpo da solução. Quando ocorre este tipo de interação com a luz, classifica-se a solução como uma dispersão coloidal. Um ótimo exemplo de coloide é a gelatina. 3. Suspensões: Como os coloides, as suspensões também são misturas heterogêneas; porém, neste caso, é possível detectar as fases a olho nu. Quando a luz interage com o meio, sofre desvios consideráveis devido ao tamanho das partículas, e pode até ser impedida de atravessar. Um exemplo de suspensão é o amido de milho dissolvido em água. Para classificar os tipos de dispersões utilizamos como parâmetro a interação da luz com as partículas do meio. O efeito dessas interações foi descrito pelo físico John Tyndall, que observou que o modo de propagação do feixe dependia das dimensões dos componentes suspensos. Assim, podemos classificar as soluções de acordo com o tamanho de suas partículas: Solução verdadeira ou solução Até 1nm Após 1.000nm Solução Coloidal Suspensão 2 D is pe rs õe s e So lu çõ es As partículas são medidas em comprimento, que é expresso em uma unidade chamada nanômetro; isto é, um metro dividido por um bilhão! (1 x 10-9 metros = 1 nm). Abaixo, temos exemplos de cada tipo de dispersão, e os métodos de separação que podem ou não ser utilizados para obtenção das fases individualmente. Sistema Mistura Efeito Tyndall Sedimentação Filtração Solução Água + açúcar Não Não Não Colóide Água + gelatina Sim Sim Não Suspensão Água + areia Não Sim Sim As dispersões coloidais podem assumir classificações conforme o meio dispersante e a fase dispersa.Observe a tabela abaixo: Classificação dos colóides de acordo com a fase dispersa e meio de dispersão Colóide Fase Dispersa Meio de Dispersão Exemplos Aerossol líquido líquido gás neblina, desodorante Aerossol sólido sólido gás fumaça, poeira Espuma gás líquido espuma de sabão e de combate e incêndios Espuma sólida gás sólido isopor, poliuretano Emulsão líquido líquido leite, maionese, manteiga Emulsão sólida líquido sólido margarina, opala, pérola Sol sólido líquido tinta,creme dental Sol sólido sólido sólido vidro e plástico pigmentado 3www.biologiatotal.com.br D is pe rs õe s e So lu çõ esSOLUÇÕES As soluções são misturas homogêneas e podem ser encontradas nos estados físicos sólido, líquido e gasoso. Primeiramente, vamos analisar soluções que apresentam somente dois componentes. Em geral, um deles está em menor quantidade e é denominado soluto; o outro, em maior quantidade, é denominado solvente. É possível classificar as soluções em: Soluções Sólidas – Todos os componentes estão no estado sólido, conhecido também por ligas. Soluções Líquidas – Pelo menos uma das substâncias está no estado líquido. Um exemplo é a gasolina, que é uma mistura de octano, água e álcool etílico. Soluções Gasosas – O ar atmosférico puro é um exemplo, pois todos os seus componentes estão no estado gasoso. Uma solução pode ser preparada utilizando-se diversos solventes. Aqui, a água será o principal deles. E ao longo do nosso estudo sobre soluções, adotaremos as seguintes designações: � Toda grandeza relacionada com o soluto, terá o índice 1; � Toda grandeza relacionada com o solvente, terá o índice 2; � Grandezas referentes à solução não terão índice. A solubilidade é uma propriedade física importantíssima no estudo das soluções. A solubilidade de um soluto em determinado solvente depende da natureza de ambos, e é expressa em um coeficiente de solubilidade. Veja o exemplo a seguir: Em menor quantidade o soluto (sal) e maior quantidade o solvente (água). O coeficiente de solubilidade (Cs) expressa a capacidade que o soluto possui de se dissolver em uma quantidade padrão de solvente, em determinadas condições de temperatura e pressão. Curva de solubilidade do NaCl em água Temperatura/oC soluções insaturadas soluções saturadas soluções supersaturadas 0 10 10 20 20 30 30 40 40 50 50 60 70 80 90 100CS /g d e N aC l d is so lv id o em 1 00 g d e ág ua O gráfico apresenta a solubilidade do NaCl por 100g de água, de acordo com o aumento de temperatura. A linha contendo vários pontos no gráfico descreve a capacidade máxima de dissolução do NaCl no solvente para cada temperatura. Nestes pontos representados pela linha, temos uma solução saturada. Existem outras duas regiões importantes: Região de insaturação: as soluções insaturadas se encontram nessa região do gráfico, abaixo da linha de saturação. Neste caso, a quantidade de soluto dissolvida é inferior à capacidade de dissolução do solvente, em determinada temperatura. Geralmente, o aumento da temperatura aumenta também a capacidade de dissolução do soluto. 4 D is pe rs õe s e So lu çõ es ANOTAÇÕES Região de Supersaturação: corresponde à região do gráfico acima da linha de saturação. Neste caso, a quantidade de soluto dissolvido está acima da capacidade máxima de 100g de solvente de dissolvê-lo, em dada temperatura. É bastante difícil obter soluções dessa natureza, pois são extremamente instáveis; qualquer perturbação as transforma em solução saturada com corpo de fundo. O preparo das soluções ocorre usualmente a pressão constante (pressão atmosférica), então o único fator capaz de alterar o coeficiente de solubilidade é a temperatura.