Tipos de soluções químicas, preparação e exemplos

O soluções químicas eles são o que são conhecidos como misturas homogêneas 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 do solvente na mistura e podem existir em 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.

Em contraste, misturas homogêneas (soluções químicas) são misturas de sólidos, líquidos ou gases - além de possíveis conexões entre componentes que estão em fases diferentes - que têm seus componentes divididos em proporções iguais através de seu conteúdo.

Sistemas de mistura tendem a procurar homogeneidade, como quando um corante é adicionado à água. Esta mistura começa a ser heterogênea, mas o tempo fará com que o primeiro composto se difunda através do líquido, tornando este sistema uma mistura homogênea.

As soluções e seus componentes são observados em situações do dia-a-dia e em níveis que variam do industrial ao laboratório. São objetos de estudo por causa das características que apresentam e das forças e atrações que ocorrem entre eles.

Índice

• 1 tipos
  • 1.1 Soluções empíricas
  • 1.2 Dissoluções avaliadas
  • 1.3 De acordo com o seu estado de agregação
• 2 Preparação
  • 2.1 Preparar soluções padrão
  • 2.2 Preparar uma diluição de concentração conhecida
• 3 exemplos
• 4 referências

Tipos

Existem várias maneiras de classificar as soluções, devido às suas múltiplas características e seus possíveis estados físicos; É por isso que você deve saber quais são 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 de 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.

Há uma classificação das soluções por concentração, que as divide em soluções empíricas e em soluções valorizadas.

Soluções empíricas

Esta classificação, na qual as soluções são também chamadas de soluções qualitativas, não leva em consideração a quantidade específica de soluto e solventes dentro da solução, mas sua proporção. Para isso, as soluções são separadas em diluídas, concentradas, insaturadas, saturadas e supersaturadas.

- As soluções diluídas são aquelas em que a quantidade de soluto dentro da mistura está em um nível mínimo comparado ao volume total da mesma.

- Soluções insaturadas são aquelas que não atingem a quantidade máxima possível de soluto para a temperatura e pressão em que são encontradas.

- Soluções concentradas têm quantidades consideráveis ​​de soluto para o volume que foi formado.

- Soluções saturadas são aquelas que possuem a maior quantidade possível de soluto para uma dada temperatura e pressão; nestas soluções, o soluto e o solvente apresentam um estado de equilíbrio.

- Soluções supersaturadas são soluções saturadas que foram aquecidas para aumentar a solubilidade e dissolver mais soluto; uma solução "estável" com excesso de soluto é então gerada. Esta estabilidade só ocorre até que a temperatura desça ou a pressão mude drasticamente, situação na qual o soluto se precipitará em excesso.

Soluções valorizadas

As soluções avaliadas são aquelas em que as grandezas numéricas de solutos e solventes são medidas, observando as soluções avaliadas como percentuais, molares, molais e 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.

- 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 o seu estado de agregação

As soluções também podem ser classificadas pelo estado em que são encontradas, e isso dependerá principalmente da fase em que o solvente é encontrado (o componente presente na maior quantidade dentro da mistura).

- As soluções gasosas são raras por natureza, classificadas na literatura como misturas de gases e não como soluções; elas 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. Líquidos podem dissolver gases, sólidos e outros líquidos facilmente, e são encontrados em todos os tipos de situações cotidianas, de forma natural e sintética.

Existem também misturas líquidas que são frequentemente confundidas com soluções, como emulsões, colóides e suspensões, que são mais heterogêneas que homogêneas.

- Gases em estado líquido são observados principalmente em situações como oxigênio em água e dióxido de carbono em bebidas carbonatadas.

- As soluções líquido-líquidas podem ser apresentadas como componentes polares que se dissolvem livremente na água (como o etanol, o ácido acético e a acetona), ou quando um fluido não polar se dissolve em outro com características semelhantes.

- Finalmente, os sólidos têm uma ampla gama de solubilidade em líquidos, como sais em água e ceras em hidrocarbonetos, entre outros. Soluções sólidas são formadas a partir de um solvente em fase sólida, e podem ser observadas 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 em açúcar (um sólido úmido) ou como mercúrio em ouro (um amálgama); e soluções sólido-sólidas são representadas como ligas e sólidos compostos, tais como polímeros com aditivos.

Preparação

A primeira coisa que deve ser conhecida quando a preparação de uma solução será realizada é o tipo de dissolução que será formulada; isto é, você deve saber se uma diluição será feita 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, deve-se assegurar que os instrumentos de medição (balanças, cilindros, pipetas, buretas, entre outros) sejam calibrados.

Em seguida, comece a medir 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 frasco que será usado, preparando-se agora para o próximo estágio.

Subsequentemente, o solvente a ser utilizado é adicionado a este soluto, assegurando que o conteúdo do frasco atinja a capacidade de medição do mesmo.

Este frasco é tampado e agitado, certificando-se de invertê-lo para garantir uma mistura eficaz e dissolução. Desta forma, a solução é obtida, que 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 M₁V₁ = M₂V₂, onde M simboliza a concentração molar e V o volume total (antes e depois da diluição), a nova concentração pode ser calculada após a diluição de uma concentração, ou o volume necessário para atingir a concentração desejada.

Ao preparar diluições, a solução mãe é sempre levada para um novo frasco maior e o solvente é adicionado a ela, certificando-se de alcançar a linha de medição para garantir o volume desejado.

Se o processo é exotérmico e, portanto, apresenta riscos de segurança, é melhor inverter o processo e adicionar a solução concentrada ao solvente para evitar respingos.

Exemplos

Como mencionado acima, as soluções vêm em diferentes estados de agregação, dependendo do estado em que o seu soluto e solvente são encontrados. Abaixo estão exemplos dessas misturas:

- O hexano na cera de parafina é um exemplo de uma solução líquido-sólida.

- O hidrogênio no paládio é uma solução gasosa sólida.

- O etanol na água é uma solução líquido-líquida.

- O sal comum na água é uma solução sólido-líquido.

- O aço, composto de átomos de carbono em uma matriz cristalina de átomos de ferro, é um exemplo de uma solução sólido-sólido.

- A água de carbono é uma solução gás-líquido.

Referências

1. Wikipédia. (s.f.) Solução Obtido em en.wikipedia.org
2. TutorVista. (s.f.) Tipos de Soluções. Retirado de chemistry.tutorvista.com
3. cK-12. (s.f.) Solução Líquido-Líquido. Retirado de ck12.org
4. Faculdade, U. (s.f.). Preparação da Solução. Retirado de faculty.sites.uci.edu
5. LibreTexts. (s.f.) Preparando Soluções. Retirado de chem.libretexts.org