Entenda o que é solubilidade e as curvas de solubilidade

Solubilidade corresponde à propriedade das substâncias de se dissolverem (ou não) em um certo líquido. Entenda mais na aula abaixo.

Primeiramente, vamos lembrar que as soluções (e sua solubilidade) estão presentes em nosso dia a dia e representam sistemas homogêneos formados pela mistura de 2 ou mais substâncias.

Como exemplo de soluções podemos citar um copo com água e um pouco de açúcar; um copo de leite com chocolate; os xaropes; a água do mar e o ar atmosférico (mistura de gases) sem poluição.

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O que é solubilidade?

De antemão, precisamos saber o conceito de solubilidade. Assim, solubilidade corresponde à propriedade das substâncias de se dissolverem ou não em um certo líquido. Fácil, certo?

A dispersão do soluto em um solvente forma uma solução ou mistura homogênea. Nesse sentido, a dissolução do soluto no solvente acontece quando ocorre a interação entre as moléculas do soluto e do solvente.

O que é solvente e soluto?

As soluções são formadas pelo soluto, que representa a substância que ocorre em menor quantidade e sofre dissolução. Além disso temos o solvente, que representa a substância que ocorre em maior quantidade e que acaba provocando a dissolução.

O solvente pode ocorrer nos 3 estados físicos. Por exemplo:  álcool 96 GL (Gay Lussac), onde temos na sua composição: 96% de álcool, que neste caso representa o solvente, e 4% de água, que neste caso representa o soluto.

Precipitado e corpo de fundo

O solvente consegue dissolver uma certa quantidade de soluto em um certo recipiente. Mas, à medida que aumentamos a quantidade de soluto, esse pode começar a se depositar no fundo do recipiente.

Esse procedimento ocorre porque o solvente atinge o seu limite de solubilidade. Assim, o soluto não mais se dissolve. Portanto, ele ficará no fundo do recipiente formando o precipitado ou corpo de fundo.

A precipitação é um processo químico em que há formação de um sólido a partir de uma reação química, sendo que o sólido formado é insolúvel.

As soluções podem ser classificadas em sólidas, por exemplo o aço (ferro + carbono). Líquidas, por exemplo podemos citar o vinagre (ácido acético + água).

Além disso, temos as gasosas, como exemplo podemos citar o gás de cozinha (butano + propano).

Coeficiente de solubilidade

A relação entre a quantidade de soluto que se dissolve em um certo solvente, a uma certa temperatura, representa o coeficiente de solubilidade ou solubilidade.

E, para sabermos a quantidade de soluto que é capaz de se dissolver, devemos relacionar 3 fatores: quantidade de soluto, quantidade de solvente e a temperatura. Então, vamos agora estudar os tipos de soluções.

Quando misturamos um soluto com um certo tipo de solvente, há a formação de 3 tipos de soluções: insaturada, saturada e saturada com corpo de fundo.

Os tipos de solução

Solução insaturada

Na solução insaturada a quantidade do soluto é menor que a solubilidade. Para entendermos melhor, vejamos um exemplo.

Digamos que em um recipiente tenhamos uma solução com solubilidade de 36g de NaCl/ 100g de H2O a 20ºC. Se eu colocar 15g de NaCl para dissolver em 100g de H2O, toda essa quantidade de soluto será dissolvida, pois ele consegue dissolver até 36g, e ainda faltam 21g para atingir a saturação máxima.

Veja no esquema abaixo:

solução insaturada

Solução saturada

Nesse caso, a quantidade de soluto é igual ao coeficiente de solubilidade, ou seja, se eu colocar 36g de NaCl para dissolver em 100g de H2O todo o soluto será dissolvido.

solubilidade e solução saturada

Solução saturada com corpo de fundo

Nesse caso, a quantidade de soluto é maior que o coeficiente de solubilidade. De acordo com a imagem acima, podemos observar que se colocarmos 50 g de NaCl em 100 g de H2O, somente irá dissolver 36 g de NaCl, ficando 14 g de soluto sem se dissolver, que irá formar o precipitado ou corpo de fundo.

solução saturada com corpo de fundo

Solução supersaturada

É aquela onde ocorre maior quantidade de soluto do que o coeficiente de solubilidade. Dessa forma, é uma solução instável, que pode a qualquer momento formar um precipitado através do aumento ou da diminuição da temperatura.

As soluções saturadas e saturadas com corpo de fundo são soluções concentradas, onde a quantidade do soluto é maior que a do solvente. As soluções insaturadas são soluções diluídas, onde a quantidade de soluto é menor que a quantidade do solvente.

Quando o soluto está dissolvido em um solvente, ele pode absorver energia desse meio para se dissolver, ou perder energia para poder se dissolver. Nesse caso podemos ter dois tipos de dissolução: endotérmica e a exotérmica.

Os tipos de dissolução
Dissolução endotérmica

Na dissolução endotérmica, o soluto se dissolve absorvendo calor do solvente. O aumento da temperatura favorece a dissolução do soluto. A solubilidade geralmente aumenta com o aumento da temperatura, formando uma curva ascendente (para cima). No final, a solução fica fria em uma dissolução endotérmica.

Como exemplo de dissolução endotérmica podemos citar as compressas frias instantâneas, elas são formadas por água e um sal de dissolução endotérmica, que quando se dissolve absorve o calor da água, provocando o resfriamento da água.

Dissolução exotérmica

Na dissolução exotérmica, o soluto se dissolve liberando calor para o solvente. O aumento da temperatura desfavorece a dissolução do soluto. O aumento de temperatura pode diminuir a solubilidade, formando uma curva descendente (para baixo).

Nesse caso, a solução fica quente em uma dissolução exotérmica. Como exemplo podemos citar as compressas quentes instantâneas, onde o soluto se dissolve liberando calor para o solvente, provocando o aumento de temperatura da água.

dissolução endotérmica e exotérmica

As curvas de solubilidade

Por meio de gráficos, denominados de curvas de solubilidade. Essas curvas apresentam a variação dos coeficientes de solubilidade das substâncias em função da temperatura, observamos o comportamento de certos solutos em um certo solvente, com a variação da temperatura.

curva de solubilidade exemplos

Pelo gráfico acima podemos observar as substâncias: KNO3, K2CrO4 e NaCl apresentam dissolução endotérmica, onde o aumento da temperatura leva ao aumento da solubilidade, e a substância Ce2(SO4)3 apresenta dissolução exotérmica, onde o aumento da temperatura leva a diminuição da solubilidade.

Para podermos interpretar um gráfico que representa as curvas de solubilidade, podemos raciocinar da seguinte maneira;

a) a presença no gráfico de qualquer ponto em cima da curva de solubilidade, dizemos que esta solução será saturada.

b) a presença no gráfico de qualquer ponto acima da curva de solubilidade, dizemos que esta solução será supersaturada.

c) a presença no gráfico de qualquer ponto abaixo da curva de solubilidade, dizemos que esta solução será insaturada.

solubilidade KNO3 gráfico

Vamos ver agora alguns exercícios resolvidos e comentados para você fixar o conteúdo!

1) Temos uma tabela com as informações sobre a temperatura (ºC) e as solubilidades das substâncias: KCl e LI2CO3 em 100 g de H2 Qual substância apresenta dissolução endotérmica? Justifique.

Temperatura (ºC) KCl LI2CO3
0 27,6 0,154
10 31,0 0,143
20 34,0 0,133
30 37,0 0,125
40 40,0 0,117
50 42,6 0,108
Resolução:

Por esta tabela observamos que a substância KCl apresenta dissolução endotérmica, pois o aumento de temperatura provoca o aumento da solubilidade.

Portanto, a substância LI2CO3 apresenta dissolução exotérmica, pois o aumento da temperatura provoca a diminuição da solubilidade.

2) (Mack-2000-SP)

Em 100 g de água a 20ºC, adicionaram-se 40 g de KCl. Conhecida a tabela abaixo, após forte agitação, observa-se a formação de uma:

Temperatura(ºC): Solubilidade KCl(g/100 g de H2O)
0 27,6
20 34,0
40 40,0
60 45,5

 

a) solução saturada, sem corpo de chão

b) solução saturada, contendo 34,0 g de KCl dissolvidos, em equilíbrio com 6,0 g de KCl sólido

c) solução não saturada, com corpo de chão

d) solução extremamente diluída

e) solução supersaturada

Resolução:

em 100 g de H2O a 20ºC:  temos 40 g de KCl.

a 20ºC a solubilidade é 34,0 g/ 100 g de H2O

Assim, se colocarmos as 40 g, somente irá solubilizar 34 g, ficando 6 g insolúvel, como o precipitado. O que indica que temos uma solução saturada com corpo de fundo.

Gabarito: B

Agora, para finalizar sua revisão assista um vídeo para aumentar seus conhecimentos sobre as soluções:

Exercícios
1) (Uflavras 2000)

A curva de solubilidade de um sal hipotético é:

exercício de curva de solubilidade lavras

Se a 20°C misturarmos 20g desse sal com 100g de água, quando for atingido o equilíbrio, podemos afirmar que:

a) 5 g do sal estarão em solução.

b) 15 g do sal será corpo de fundo (precipitado).

c) o sal não será solubilizado.

d) todo o sal estará em solução.

e) 5 g do sal será corpo de fundo (precipitado).

gabarito: E

2) (Fuvest-SP)

A curva de solubilidade do KNO3 em função da temperatura é dada a seguir. Se a 20°C misturarmos 50g de KNO3 com 100g de água, quando for atingido o equilíbrio teremos:

exercício de solubilidade fuvest

a) um sistema homogêneo.

b) um sistema heterogêneo.

c) apenas uma solução insaturada.

d) apenas uma solução saturada.

e) uma solução supersaturada.

 gabarito: B

3) (UFSM-RS)

Considere o gráfico:

gráfico de curvas de solubilidade

Indique a alternativa correta:

a) No intervalo de temperatura de 0 ºC a 30 ºC, há diminuição da solubilidade do nitrato de potássio.

b) A solubilidade do sulfato de sódio diminui a partir de 20 ºC.

c) Na temperatura de 40 ºC, o nitrato de potássio é mais solúvel que o sulfato de sódio.

d) Na temperatura de 60 ºC, o sulfato de sódio é mais solúvel que o nitrato de potássio.

e) No intervalo de temperatura de 30 ºC a 100 ºC, há diminuição da solubilidade do sulfato de sódio.

gabarito: E

4) (Upe 2013)

O gráfico a seguir mostra curvas de solubilidade para substâncias nas condições indicadas e pressão de 1 atm.

gráfico curva de solubilidade

A interpretação dos dados desse gráfico permite afirmar CORRETAMENTE que

a) compostos iônicos são insolúveis em água, na temperatura de 0°C.

b) o cloreto de sódio é pouco solúvel em água à medida que a temperatura aumenta.

c) sais diferentes podem apresentar a mesma solubilidade em uma dada temperatura.

d) a solubilidade de um sal depende, principalmente, da espécie catiônica presente no composto.

e) a solubilidade do cloreto de sódio é menor que a dos outros sais para qualquer temperatura.

gabarito: C

Sobre o(a) autor(a):

Texto elaborado por Roseli Prieto, professora de Química e Biologia da rede estadual de São Paulo. Já atuou em diversas escolas públicas e privadas de Santos (SP). É Gestora Ambiental e Especialista em Planejamento e Gestora de cursos a distância.

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