Resumo Temático de Química Geral, do curso de Engenharia Civil na Universidade Óscar Ribas (UÓR), 2026. Docente: Prof. João Clemente Gomes.
Resumo Temático de Química, do ano letivo de 2026.
UNIVERSIDADE OSCAR RIBASFACULDADE DE CIÊNCIA E TECNOLOGIADEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELECTROMECÂNICA E GESTÃOINDUSTRIALMATERIAL DE APOIODEANÁLISE QUÍMICATEMA: ESTUDO DAS SOLUÇÕES QUÍMICAANO: 1ºCURSO: ENGENHARIA DE GESTÃO INDUSTRIALElaborado por: PROF. Clemente GomesVeteraano
Quando juntamos duas espécies químicas diferentes e, não houver reação química entreelas, isto é, não houver formação de nova(s) espécie(s), teremos uma mistura.Exemplos: Mistura de água e açúcarMistura de água e óleoQuando na mistura tiver apenas uma única característica em toda a sua extensão teremosuma mistura homogênea e, se tiver mais de um aspecto a mistura será heterogênea.Exemplos: Água e açúcar é uma mistura homogênea Água e óleo é uma misturaheterogênea.Cada aspecto visível em uma mistura é denominado de fase.SoluçõesUma solução é uma mistura homogênea de soluto (presente em menor quantidade) esolvente (presente em maior quantidade).Solvente: Componente cujo estado físico é preservado.Soluto: Dissolvido no solventeObservação: Se todos os componentes estiverem no mesmo estado físico, o solvente éaquele presente em maior quantidade.Os solutos e solvente são componentes da solução. No processo da preparação desoluções com fases condensadas, as forças intermoleculares se tornam reordenadas.No estudo das soluções usaremos a seguinte convenção.Concentração de uma soluçãoChamamos de concentração de uma solução a toda forma de expressar a proporçãoexistente entre as quantidades de soluto e solvente ou, então, as quantidades de soluto esolução.No estudo das soluções usaremos a seguinte convenção:Índice 1, para quantidades relativas ao soluto.Índice 2, para quantidades relativas ao solvente.Sem índice, para quantidades relativas à solução.Concentração comum ou concentração mássica (C): é o quociente entre a massa doMsoluto (m), em gramas, e o volume da solução (V), em litros.1VeteraanoConcentração molar ou molaridade (m ou C):é o quociente entre o número deNmoles do soluto (n1) e o volume da solução (V), em litros.Densidade (d): É o quociente entre a massa e o volume de um corpo.Título em massa (T): É o quociente entre a massa do soluto (m1) e a massa total dasolução (m), ambas na mesma unidade.Podemos relacionar a concentração molar com a concentração comum pela expressão:Partes por milhão (ppm)Quando uma solução é bastante diluída, a massa do solvente é praticamente igual àmassa da solução e, neste caso, a concentração da solução é expressa em “ppm” (partespor milhão). O “ppm” indica quantas partes do soluto existem em um milhão de partesda solução (em volume ou em massa).Veteraano
Fração molar ( x)Podemos definir a fração molar para o soluto (x1) e para o solvente (x2) Fração molardo soluto é o quociente entre o número de mols do soluto (n1) e o número de mols totalda solução (n = n1 + n2).Fração molar do solvente: é o quociente entre o número de mols do solvente ( n2) e onúmero de mols total da solução (n = n1 + n2).Podemos observar que a soma das frações de todos os componentes de uma solução ésempre igual a 1. Para as soluções que possuem apenas um soluto e um solvente,teremos:Diluição de soluçõesDiluição de soluções: é o processo que consiste em adicionar solvente puro a umasolução, com o objetivo de diminuir sua concentração.Como a massa do soluto não se altera, teremos que:Veteraano
Levando C x V em consideração que as concentrações das soluções estejam em outrasunidades teríamos as seguintes expressões:Mistura de soluções de mesmo solutoPodemos demonstrar que a concentração final está relacionada com as concentraçõesdas soluções misturadas pelas expressões:Mistura de soluções com reação químicaNeste caso, a determinação das concentrações de cada espécie, depois da mistura, é feitaatravés do cálculo estequiométrico.Quando na solução temos uma quantidade de soluto menor que o máximo permitido pelocoeficiente de solubilidade a solução será classificada como solução insaturada; se aquantidade for igual ao máximo permitido pelo coeficiente de solubilidade ela serádenominada solução saturada e, se tivermos mais que o permitido pelo coeficiente desolubilidade a solução será supersaturada.➢ Solução insaturada: - quando a uma determinada temperatura, ainda é possíveldissolver mais soluto nessa solução.Veteraano
➢ Solução saturada: - quando a uma determinada temperatura, não é possíveldissolver mais soluto nessa solução.Atinge-se uma situação de equilíbrio dinâmico heterogéneo - há trocas recíprocas entreos iões da rede cristalina e a solução.➢ Solução sobressaturada: - quando a uma determinada temperatura, há maissoluto dissolvido do que é normalmente possível.Exemplo:a 20 °C, só é possível dissolver 26 g de NaCl em 100 g de água (solução saturada). a 20°C, uma solução com 20 g de NaCl em 100 g de água é uma solução insaturada.O processo de dissoluçãoMudanças de energia e formação de soluçãoHá três fases de energia na formação de uma solução:➢ a separação das moléculas do soluto (∆𝐻),1➢ a separação das moléculas do solvente ( ∆𝐻);2➢ a formação das interações soluto-solvente (∆𝐻).3• Definimos a variação de entalpia no processo de dissolução como:O ∆𝐻 pode tanto ser positivo como negativo, dependendo das forças𝐷𝑖𝑠𝑠𝑜𝑙intermoleculares.Veteraano
Mudanças de energia e formação de solução• A quebra de forças intermoleculares é sempre endotérmica.• A formação de forças intermoleculares atrativas é sempre exotérmica.Para determinarmos se o∆𝐻 é positivo ou negativo, consideramos os𝑑𝑖𝑠𝑠𝑜𝑙comprimentos de todas as interações soluto-soluto e soluto-solvente:–H1 e H2 são ambos positivos.–H3 é sempre negativo.– É possível termos tanto H3 > ( H1 + H2) quanto H3 < ( H1 + H2).Se o∆𝐻 é demasiadamente endotérmico, não haverá a formação de uma solução.𝑑𝑖𝑠𝑠𝑜𝑙Vimos que igual dissolve igual quantitativamente tentaremos avaliarTermodinamicamente: - Equilíbrio∆𝑮 < 𝟎 → dissolução espontânea∆𝑮 > 𝟎 → precipitação ou cristalização espontânea∆𝑮 = ∆𝑯 − 𝑻∆𝑺 → Vamos examinar a entalpia e a entropia quando uma substância sedissolve.A pressão constante a entalpia pode ser medida calorimetricamente, pelo calor liberadoou absorvido quando a substância se dissolve.A energia livre de solução➢ Entalpia de solução negativa indica que a energia é liberada como calor quandouma substância se dissolve.➢ Para uma reação espontânea, a entropia do universo deve aumentar.➢ As reações com valores de∆𝐻 grande e negativo são espontâneas.➢ A energia livre de Gibbs, G, de um estado é: 𝑮 = 𝑯 − 𝑻𝑺➢ Para um processo que ocorre a uma temperatura constante: ∆𝑮 = ∆𝑯 − 𝑻∆𝑺Veteraano
Solubilidade ( 𝒔)Asolubilidade (𝒔), de umsoluto numsolvente, a uma certa temperatura, é a quantidadedesse soluto que é possível dissolver numa determinada quantidade de solvente, atéatingir uma solução saturada.Solubilidade molar (s), de uma substância é a sua concentração molar em uma soluçãosaturada. Em uma solução saturada o soluto dissolvido e o não dissolvido estão emequilíbrio dinâmico entre si.Unidade SI: mol dm-3 ou mol L-1, embora também possa ser expressa noutrasunidades.A maior ou menor solubilidade de sais em água depende de 3 fatores:1. Forças de atração entre moléculas de água e iões do sólido.2. Forças de atração entre as cargas opostas dos iões no sólido.3. Forças de atração entre as moléculas de água.São muito solúveis (solubilidade > 0,1 mol dm-3, a 25 °C)➢ Sais de metais alcalinos e de amónio;➢ Sais contendo os iões nitrato, clorato, nitrito, perclorato e permanganato;➢ Hidróxidos de metais alcalinos e de bário;➢ Cloretos, brometos, iodetos (exceto os de cobre, prata, mercúrio e chumbo);➢ Sulfatos (exceto os de cálcio, prata, bário, estrôncio, chumbo e mercúrio);➢ Acetatos (exceto os de prata e de mercúrio).Sais pouco solúveis ou insolúveis: (solubilidade < 0,1 mol dm-3, a 25 °C)➢ Maioria dos hidróxidos (exceto os referidos anteriormente);➢ Carbonatos, cromatos, sulfitos, sulfuretos, fosfatos, fosfitos (exceto os de metaisalcalinos e de amónio).Efeito da temperatura na solubilidadeSolutos sólidosA solubilidade, normalmente, aumenta com a temperatura.Veteraano
Pela curva de solubilidade é possível consultar a quantidade de soluto que provoca asaturação de uma solução, a determinada temperatura.Exemplo: KClO3 em água a 70 °C, só é possível dissolver 30 g de KClO3 em 100 g deágua.Nas dissoluções endotérmicas, o aumento da temperatura aumenta o valor da solubilidadedo sal, s.Nas dissoluções exotérmicas, o aumento da temperatura diminui o valor da solubilidadedo sal, 𝑠.Solutos gasososO aumento da temperatura da solução provoca uma diminuição do valor da solubilidade,havendo, por isso, escape do gás à medida que a solução aquece.Veteraano
Produto de solubilidade (𝑲s)Quando se atinge o ponto de saturação de um sal num determinado solvente, éestabelecido um equilíbrio químico heterogéneo entre o sal (fase sólida) e os seus iões(na fase aquosa):No sentido direto há dissolução.No sentido inverso há precipitação.A este equilíbrio chama-se equilíbrio de solubilidade, e a constante de equilíbrio passa aser chamada produto de solubilidade, 𝑲.𝒔O produto de solubilidade é igual ao produto das concentrações dos iões na soluçãosaturada, elevadas aos coeficientes estequiométricos da reação do equilíbrio:Não tem unidade.A constante de solubilidade só depende da temperatura.A constante de equilíbrio representa a extensão do sentido direto desse equilíbrio…Produtos de solubilidade baixos são representativas de sais menos solúveis!Produtos de solubilidade altos são representativos de sais mais solúveis… mas pode nãohaver relação direta entre produto de solubilidade e solubilidade!A comparação de solubilidade de diferentes substâncias pode ser realizada através:Veteraano
➢ Do valor do𝐾𝑠, mas apenas para os casos em que a estequiometria dos iões ésemelhante;➢ Do valor de𝑠, nos restantes casos.Fatores que afetam a solubilidadePara além da temperatura, que afetam os equilíbrios de forma já estudada, a solubilidadepode ser alterada pela variação da concentração:Todas as alterações podem ser previstas de acordo com o Princípio de Le Châtelier.Reações laterais: podem ocorrer reações laterais que envolvem os iões do sal(consumindo-os), aumentando desta forma a solubilidade do sal.➢ Efeito do ião comum: a presença, na solução, de um ião comum ao sal diminuia solubilidade desse sal.➢ Adição de ácidos: a adição de um ácido pode provocar o consumo de um dosiões presentes na solução, aumentando a solubilidade do sal.➢ Formação de iões complexos:A formação de iões complexos que sejamsolúveis aumenta a solubilidade do sal.Veteraano