Solubilidade

A solubilidade é uma medida da capacidade de um soluto de se dissolver em um solvente. Soluto diferente Por exemplo, o cloreto de sódio tem uma solubilidade de 39 gramas em 100 mililitros de água, enquanto o cloreto de prata é de apenas 0,002 gramas.

Então, por que isso? A solubilidade depende das propriedades físicas e químicas do soluto e do solvente. Você mesmo viu isso. Por exemplo, você sabe que a manteiga não se dissolve na água, mas se dissolve no azeite.

O termo 'semelhante dissolve semelhante' nos lembra que um solvente dissolve um soluto com polaridade semelhante. Assim, os solventes polares dissolvem os solutos polares, enquanto os solventes apolares dissolvem os solutos apolares. Além disso, podemos influenciar a solubilidade por meio de outros fatores como pH, temperatura e pressão.

Por exemplo, a solubilidade normalmente aumenta com o aumento da temperatura. Pense em dissolver o açúcar no café gelado versus o café quente. Agora, se um soluto se dissolve em um solvente, apenas uma quantidade pode ser dissolvida. Quando esse limite é atingido, os íons dissociados estão em equilíbrio com o sólido e a solução está saturada. Isso significa que, se você adicionar mais soluto, ele não se dissolverá.

Podemos quantificar esse equilíbrio usando uma constante de equilíbrio K_c. Esta equação usa as concentrações dos produtos dissolvidos no numerador e reagentes no denominador, cada um elevado à potência de seu coeficiente estequiométrico. Podemos usar essa constante de equilíbrio para entender a termodinâmica do processo de dissolução à medida que ele vai de seu estado inicial não dissolvido para seu estado final dissolvido.

A entalpia, H, de uma solução é uma medida quantitativa do conteúdo de calor total do sistema, e ΔH descreve a mudança nesse conteúdo de calor. Se ΔH for positivo, indica que a reação absorveu calor ou é endotérmica. Quando ΔH é negativo, indica que a reação libera calor ou é exotérmica. Em seguida, a entropia, S, descreve o grau de desordem em um sistema. ΔS é 0 para uma reação reversível, mas é positivo, pois a desordem de um sistema prefere aumentar.

Finalmente, a energia livre de Gibbs, G, é uma medida da energia que pode ser usada para fazer o trabalho. É calculado a partir de ΔH e ΔS e depende da temperatura. Quando ΔG é positivo, a reação não é espontânea e a energia deve ser colocada para que a reação prossiga. Quando ΔG é menor que 0, indica que a reação é espontânea.

Essas propriedades nos dizem muito sobre como um soluto se dissolve em um solvente. Por exemplo, podemos usar entalpia e entropia para saber se o soluto prefere ou não permanecer não dissolvido em sua forma cristalina ordenada ou desordenado em solução. E podemos usar a energia de Gibbs para aprender se precisamos ou não colocar energia, via calor, para dissolver uma substância.

Neste laboratório, você explorará a solubilidade de um composto em temperaturas variadas e usará a titulação para determinar a concentração exata da solução saturada. Em seguida, você usará seus dados para calcular as propriedades termodinâmicas da dissolução.