Coeficiente de Solubilidade - Físico-química

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O coeficiente de solubilidade é a quantidade de soluto necessária para saturar o solvente, numa determinada temperatura e pressão.

Em relação à solução, deve-se ter em mente que quanto maior a quantidade de soluto, mais concentrada será a solução. Além disso, cada substância é saturada numa determinada quantidade de solvente.

As soluções saturadas também podem ser com precipitado, quando sua quantidade de soluto é maior em relação a seu coeficiente de solubilidade, e supersaturadas, quando a quantidade de soluto é maior em relação ao coeficiente de solubilidade, porém, algum fator externo, como o aquecimento, pode dissolver o excesso. Uma determinada substância pode ter diferentes solubilidades em temperaturas diferentes.

O coeficiente de solubilidade é útil quando se analisa que haverá excesso de soluto quando suas moléculas não conseguirem mais realizar ligações, já que não haverá moléculas de solvente suficientes para a interação com as moléculas de soluto. Há, também, uma diferença de solubilidade do mesmo soluto em diferentes solventes.

A fórmula para o cálculo do coeficiente de solubilidade é: m1/Cs = m2/100

Exemplo: A 50 °C é possível dissolver no máximo 80g de Ba(NO3)2 em 100g de água. Logo, este é o coeficiente de solubilidade desse sal, nessa temperatura.

Cs=80g/100g de H2O.

A maior parte das substâncias tem sua solubilidade aumentada com o aumento de temperatura. Os gases, porém, tem sua solubilidade diminuída.

Na figura acima, tem-se que a substância mais solúvel a 20º C é o AgNO3. a solubilidade do NaNO3 a 40ºC é 100g/100g de H2O.

Além disso, a solução do exercício abaixo demonstra o cálculo do coeficiente de solubilidade:

A solubilidade de um sal varia linearmente com a temperatura. A 30º C, 30g desse sal formam com água, 180g de uma solução saturada. Tal solução, quando aquecida a 70ºC, exige o acréscimo de mais 45g do sal para manter a saturação. Calcule o Cs do sal:

a) a 30º C
b) a 70º C
c) a 50º C

Admita 100g como quantidade padrão de água.

Resolução:

a) 30ºC

Se há 30g de sal e 180g de solução, tem-se 150g de água.

150g de água---- 30g de sal

100g de agua ---- x

150x = 3000

x = 20g de sal

Cs do sal a 30ºC = 20g/100mL

70ºC

30g + 45g = 75g de sal e 150g de água

150g de agua ----- 75g de sal

100g de agua ----- x

150x = 7500

x = 50g de sal

Cs do sal a 70ºC = 50g/100mL

30ºC ---- 20g

50ºC ----- x

30x = 1000

x = 33,3g/100mL

Respostas:

a) Cs a 30ºC = 20g/100mL

b) Cs a 70ºC = 50g/100mL

c) Cs a 50ºC = 33,3g/100mL

Assim, tem-se acima o cálculo do coeficiente de solubilidade de um sal em três temperaturas diferentes. Nota-se que o resultado final também se altera.