Os 6 fatores que afetam a solubilidade principal

Os principais fatores que afetam a solubilidade são a polaridade, o efeito do íon comum, a temperatura, a pressão, a natureza do soluto e os fatores mecânicos.

Solubilidade é a capacidade de um produto químico sólido, líquido ou gasoso (chamado de soluto) se dissolver em solvente (geralmente um líquido) e formar uma solução.

A solubilidade de uma substância depende principalmente do solvente utilizado, assim como da temperatura e pressão. A solubilidade de uma substância num determinado solvente é medida pela concentração da solução saturada.

Uma solução é considerada saturada quando a adição de soluto adicional não aumenta mais a concentração da solução.

O grau de solubilidade varia muito dependendo das substâncias, desde infinitamente solúvel (completamente miscível), como etanol em água, até pouco solúvel, como o cloreto de prata em água. O termo "insolúvel" é frequentemente aplicado a compostos fracamente solúveis (Boundless, S.F.).

Certas substâncias são solúveis em todas as proporções com um determinado solvente, como o etanol em água, essa propriedade é conhecida como miscibilidade.

Sob várias condições, a solubilidade de equilíbrio pode ser superada para dar uma solução denominada supersaturada (Solubilidade, S.F.).

Principais fatores que afetam a solubilidade

1- Polaridade

Na maioria dos casos, os solutos se dissolvem em solventes com polaridade semelhante. Os químicos usam um aforismo popular para descrever esta característica de solutos e solventes: "semelhante dissolve-se como".

Os solutos não polares não se dissolvem em solventes polares e vice-versa (Educating online, S.F.).

2- Efeito do íon comum

O efeito do íon comum é um termo que descreve a diminuição na solubilidade de um composto iônico quando um sal contendo um íon que já existe no equilíbrio químico é adicionado à mistura.

Este efeito é melhor explicado pelo princípio de Le Châtelier. Imagine se o sulfato de cálcio composto iônico ligeiramente solúvel, CaSO₄, é adicionado à água. A equação iônica líquida para o equilíbrio químico resultante é a seguinte:

CaSO4 (s) ⇌Ca2 + (aq) + SO42- (aq)

O sulfato de cálcio é ligeiramente solúvel. Em equilíbrio, a maior parte do cálcio e sulfato existe na forma sólida do sulfato de cálcio.

Vamos supor que o sulfato de cobre do composto iônico solúvel (CuSO₄) foi adicionado à solução. O sulfato de cobre é solúvel; Portanto, seu único efeito importante na equação iônica líquida é a adição de mais íons sulfato (SO₄^2-).

CuSO4 (s) ⇌Cu2 + (aq) + SO42- (aq)

Os sulfatos dissulfatados de sulfato de cobre já estão presentes (comuns a) na mistura a partir da ligeira dissociação do sulfato de cálcio.

Portanto, essa adição de íons sulfato enfatiza o equilíbrio previamente estabelecido.

O princípio de Le Chatelier determina que o esforço extra deste lado do produto de equilíbrio resulte na mudança de equilíbrio em direção ao lado dos reagentes para aliviar essa nova tensão.

Devido à mudança para o lado do reagente, a solubilidade do sulfato de cálcio ligeiramente solúvel é ainda mais reduzida (Erica Tran, 2016).

3- Temperatura

A temperatura tem um efeito direto na solubilidade. Para a maioria dos sólidos iônicos, o aumento da temperatura aumenta a velocidade com a qual a solução pode ser feita.

À medida que a temperatura aumenta, as partículas do sólido se movem mais rápido, o que aumenta as chances de elas interagirem com mais partículas do solvente. Isso resulta no aumento da velocidade na qual uma solução ocorre.

A temperatura também pode aumentar a quantidade de soluto que pode ser dissolvido em um solvente. De um modo geral, à medida que a temperatura aumenta, mais partículas de soluto se dissolvem.

Por exemplo, quando o açúcar de mesa é adicionado à água, é um método fácil de fazer uma solução. Quando essa solução é aquecida e o açúcar continua a ser adicionado, verifica-se que grandes quantidades de açúcar podem ser adicionadas à medida que a temperatura continua a subir.

A razão para isso é que, à medida que a temperatura aumenta, as forças intermoleculares podem se romper mais facilmente, permitindo que mais partículas de soluto sejam atraídas para as partículas do solvente.

Existem outros exemplos, no entanto, onde o aumento da temperatura tem muito pouco efeito sobre a quantidade de soluto que pode ser dissolvido.

Sal de mesa é um bom exemplo: você pode dissolver quase a mesma quantidade de sal de mesa em água gelada que puder em água fervente.

Para todos os gases, à medida que a temperatura aumenta, a solubilidade diminui. A teoria molecular cinética pode ser usada para explicar esse fenômeno.

À medida que a temperatura aumenta, as moléculas de gás se movem mais rapidamente e são capazes de escapar do líquido. A solubilidade do gás, então, diminui.

Olhando para o gráfico a seguir, o gás de amônia, NH3, mostra uma forte diminuição na solubilidade à medida que a temperatura aumenta, enquanto todos os sólidos iônicos mostram um aumento na solubilidade à medida que a temperatura aumenta (CK-12 Foundation, SF) .

4- Pressão

O segundo fator, a pressão, afeta a solubilidade de um gás em um líquido, mas nunca um sólido que se dissolva em um líquido.

Quando a pressão é aplicada a um gás que está acima da superfície de um solvente, o gás se moverá para o solvente e ocupará alguns dos espaços entre as partículas do solvente.

Um bom exemplo é o refrigerante carbonatado. A pressão é aplicada para forçar as moléculas de CO2 no refrigerante. O oposto também é verdadeiro. Quando a pressão do gás diminui, a solubilidade desse gás também diminui.

Quando uma lata de bebida gaseificada é aberta, a pressão no refrigerante é reduzida, de modo que o gás imediatamente comece a sair da solução.

O dióxido de carbono armazenado no refrigerante é liberado, e você pode ver a efervescência na superfície do líquido. Se você deixar uma lata aberta de refrigerante por um período de tempo, você pode notar que a bebida se torna plana devido à perda de dióxido de carbono.

Este fator de pressão de gás é expresso na lei de Henry. A lei de Henry afirma que, a uma determinada temperatura, a solubilidade de um gás em um líquido é proporcional à pressão parcial do gás sobre o líquido.

Um exemplo da lei de Henry ocorre no mergulho. Quando uma pessoa é submergida em águas profundas, a pressão aumenta e mais gases se dissolvem no sangue.

Ao mergulhar de um mergulho em águas profundas, o mergulhador precisa retornar à superfície da água a uma velocidade muito lenta para permitir que todos os gases dissolvidos deixem o sangue muito lentamente.

Se uma pessoa ascende muito rapidamente, uma emergência médica pode ocorrer devido aos gases que deixam o sangue muito rápido (Papapodcasts, 2010).

5- Natureza do soluto

A natureza do soluto e do solvente e a presença de outros compostos químicos na solução afetam a solubilidade.

Por exemplo, você pode dissolver uma quantidade maior de açúcar na água do que sal na água. Neste caso, diz-se que o açúcar é mais solúvel.

O etanol na água é completamente solúvel um no outro. Neste caso particular, o solvente será o composto que está em maior quantidade.

O tamanho do soluto também é um fator importante. Quanto maiores as moléculas de soluto, maior o seu peso molecular e tamanho. É mais difícil para moléculas de solvente cercar moléculas maiores.

Se todos os fatores acima mencionados são excluídos, uma regra geral pode ser encontrada que as partículas maiores são geralmente menos solúveis.

Se a pressão e a temperatura são as mesmas que entre dois solutos da mesma polaridade, aquele com partículas menores é geralmente mais solúvel (Factors Affecting Solubility, S.F.).

6- Fatores Mecânicos

Em contraste com a taxa de dissolução, que depende principalmente da temperatura, a taxa de recristalização depende da concentração de soluto na superfície da rede cristalina, que é favorecida quando a solução é imóvel.

Portanto, a agitação da solução evita esse acúmulo, maximizando a dissolução. (dicas de saturação, 2014).

Referências

1. (S.F.). Solubilidade. Retirado de boundles.com.
2. Fundação CK-12. (S.F.). Fatores que afetam a solubilidade. Obtido em ck12.org.
3. Educando online. (S.F.). Fatores que afetam a solubilidade. Obtido em solubilityofthings.com.
4. Erica Tran, D. L. (2016, 28 de novembro). Solubilidade e fatores que afetam a solubilidade. Retirado de chem.libretexts.org.
5. Fatores que afetam a solubilidade. (S.F.). Obtido em sciencesource.pearsoncanada.ca.
6. (2010, 1 de março). Fatores que afetam a solubilidade parte 4. Obtido em youtube.com.
7. Solubilidade. (S.F.). Retirado de chemed.chem.purdue.ed.
8. tipes de saturação. (2014, 26 de junho). Retirado da química libretex.org.