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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA. CURVA DE SOLUBILIDADE Relatório de aula prática referente à aula do dia 26/11/2017 da disciplina K2 QGIl – Química Geral lI, do curso de Licenciatura em Química. Turma A. Acadêmicos: Diogo Gonçalves da Silva Leite 1660284 Jéssica Rodrigues de Moura 1660047 Profa. Sonia Regina da Silva São Paulo, outubro de 2017 Objetivo Estudar o efeito da temperatura na solubilidade do nitrato de potássio em água através da curva traçada. Introdução Teórica O nitrato de potássio é um sal oxidante muito forte, graças a essa sua propriedade ele é muito utilizado em combustíveis sólidos de foguetes amadores; já na industria ele é muito usado como conservantes em carnes, assim evitando a proliferação de bactéria causadora do botulismo; O nitrato de potássio também é muito utilizado na industria como fertilizante em plantações. Solubilidade é a propriedade que uma substância tem de se dissolver espontaneamente em outra substância. A quantidade de uma substância que pode ser dissolvida pode variar dependendo de outras condições, como por exemplo, a temperatura do sistema, a pressão e entre outros. Outra característica importante em relação à solubilidade é a polaridade, pois substâncias polares só se dissolvem em substâncias polares e não se dissolvem em substâncias apolares, já as substâncias apolares não se dissolvem em substâncias polares, ou seja, elas só se dissolvem em substâncias apolares; seguindo assim a regra geral da polarização, semelhante dissolve semelhante. As soluções apresentam no mínimo duas substâncias, uma chamada de soluto e outra chamada de solvente; a substância que apresenta maior quantidade no sistema é chamada de solvente, a outra que possui uma quantidade inferior é chamada de soluto. As soluções na maioria das vezes podem ser homogêneas pois apresentam somente uma fase, quando a solução não apresentar uma fase, está poderá ser chamada de mistura heterogênea, pois apresenta mais que uma fase e as substâncias não se misturam. As soluções podem ser classificadas como: insaturadas, saturadas ou supersaturadas. Quando uma solução está insaturada significa que o soluto foi dissolvido completamente no solvente e ainda poderia dissolver mais soluto, ou seja, o soluto não atingiu o máximo do coeficiente de solubilidade do solvente em determinadas condições de temperatura e pressão. A solução é chamada de saturada quando a quantidade de soluto foi completamente dissolvida no solvente, ou seja, o soluto chegou no máximo do coeficiente de solubilidade do solvente em determinadas condições de temperatura e pressão. Uma solução supersaturada é uma solução em que o soluto já foi dissolvido completamente e ainda existe mais soluto para ser dissolvido, ou seja, o soluto passou do coeficiente de solubilidade do solvente em determinada condições de temperatura e pressão. O coeficiente de solubilidade é a quantidade necessária de uma substância para saturar uma quantidade padrão de solvente, em determinada temperatura e pressão. Para se calcular o coeficiente de solubilidade utiliza-se a fórmula: Quando o coeficiente de solubilidade é quase nulo é dito que a substância quase não é solúvel naquele solvente. Para que exista dissolução de um sólido em um solvente, é necessário que a estrutura cristalina do sólido seja desmanchada e que suas partículas constituintes dispersas no solvente; quando a substancia está se dissolvendo, libera energia (dissolução exotérmica) terá sua solubilidade diminuída por um aumento na temperatura. Se a dissolução for endotérmica o aumento da temperatura aumenta a solubilidade. As curvas de solubilidade são diagramas montados a partir do coeficiente de solubilidade de determinadas substâncias, podendo ou não variar a temperatura e a pressão. Nesses diagramas é possível perceber se a solução é insaturada, saturada ou supersaturada. Procedimento e Metodologia 4 – Resultados e Discussão 5 – Conclusão Os procedimentos realizados possibilitaram a compreensão das influências da temperatura na solubilidade do sal, bem como a confecção das curvas de solubilidade (curva de tendência) do KNO3, além de comparar com a curva esperada pela literatura. Através destas pode-se constatar quais das amostras estavam saturadas, insaturadas e supersaturadas. Analisando os resultados obtidos o experimento alcançou o seu objetivo e proporcionou a ampliação dos conhecimentos referentes à solubilidade. 6 - Questionário 1. Calcular os coeficientes de solubilidade do KNO3 nas temperaturas dos experimentos. Curva de Solubilidade Grupo 1: 30,35g KNO3/100g H2O à 65°C Curva de Solubilidade Grupo 2: 46,95g KNO3/100g H2O à 83°C Curva de Solubilidade Grupo 3: 61,099g KNO3/100g H2O à 55°C Curva de Solubilidade Grupo 4: 33,55g KNO3/100g H2O à 78°C Curva de Solubilidade Grupo 5: 93,07g KNO3/100g H2O à 83°C 2. 3. O que é solução saturada e solução supersaturada? Solução Saturada ocorre quando o solvente dissolve toda a quantidade de soluto atingindo o coeficiente de solubilidade, ao adicionar mais soluto se obterá uma solução supersaturada (soluto em excesso), pois o coeficiente de solubilidade foi ultrapassado. (soluções insaturadas ocorrem quando a quantidade de soluto é baixa e não foi atingido o coeficiente). 4. Quais os fatores que influenciam a solubilidade de um sólido, de um líquido e um gás? Se o soluto for um gás, sempre haverá uma maior quantidade dissolvida quando a temperatura do solvente for menor, ou seja, quanto mais frio, mais dissolvido será o gás. De acordo com William Henry, o aumento da pressão pode favorecer a dissolução de um soluto gasoso em um solvente. Todavia, se o soluto for um líquido ou um sólido, a mudança de temperatura poderá influenciar de diferentes formas a solubilidade. Dessa forma, há casos em que, quanto mais quente está solvente, mais soluto é dissolvido; e outros em que, quanto mais quente está o solvente, menos o soluto dissolve-se e vice-versa. Isto se dá de acordo com o tipo de reação envolvida, exotérmica ou endotérmica, se for exotérmica se dissolverá mais com a queda da temperatura, se for endotérmica com o aumento. 5. Dê 3 exemplos de sais inorgânicos que são praticamente insolúveis em água? CaCO3 , Na2S e AgCl. 6. Uma solução saturada de nitrato de potássio contendo 100 g de água a 70°C é resfriada a 40°C. Com os dados de literatura, calcular: a) a massa de sal cristalizada, b) a massa de sal em solução a) A 70°C pela literatura temos 140 g de sal, e a 40°C 60g, portanto a precipitação foi de 80g de sal, ou seja, 80 g de sal cristalizado. b) 140 g de sal -80 g de sal cristalizado = 60 g de sal em solução 7– Referências Bibliográficas ATKINS, P., JONES, L., PRINCÍPIOS DE QUÍMICA: QUESTIONANDO A VIDA MODERNA E O MEIO AMBIENTE. 5ª edição, Editora Bookman - Porto Alegre, 2012 LEE, J.D. Química Inorgânica não tão concisa. 5ª ed., São Paulo, Editora Edgard Blücher Ltda, 2009. SHRIVER & ATKINS. Química Inorgânica. 4ª ed., São Paulo, Editora Guanabara Koogan, 2008.