SOLUÇÕES SATURADAS E SOLUBILIDADE

 


Quando um soluto sólido começa a se dissolver em um solvente, a concentração de partículas do soluto na solução aumenta, bem como suas chances de colidir com a superfície do sólido (Figura 1). Tal colisão pode fazer com que a partícula do soluto se religue ao sólido. Esse processo, que é o oposto do processo de dissolução, é chamado cristalização. Desse modo, dois processos opostos ocorrem em uma solução em contato com um soluto não dissolvido. Essa situação é representada pelo uso de uma seta dupla:



  

Quando as velocidades desses processos opostos se tornam iguais, não ocorre nenhum aumento na quantidade de soluto na solução, um equilíbrio dinâmico similar ao que ocorre entre a evaporação e a condensação.



 Figura1. Uma solução na qual o excesso de soluto iônico está presente. Os íons na superfície do soluto estão continuamente passando para a solução como espécies hidratadas, enquanto os íons hidratados da solução são depositados na superfície do soluto. No equilíbrio em uma solução saturada, os dois processos ocorrem a taxas iguais.


Uma solução em equilíbrio com o soluto não dissolvido é dita saturada. O soluto adicional não se dissolverá se adicionado a uma solução saturada. A quantidade de soluto necessária para formar uma solução saturada em certa quantidade de solvente é conhecida como a solubilidade daquele soluto. Por exemplo, a solubilidade de NaCl em água a 0 ºC é 35,7g por 100 mL de água. Essa é a quantidade máxima de NaCl que pode ser dissolvida em água para produzir uma solução de equilíbrio estável àquela temperatura.

Se dissolvermos menos soluto que o necessário para formar uma solução saturada, a solução é dita insaturada. Assim, uma solução que contém apenas 10,0g de NaCl por 100 ml. de água a 0 ºC é insaturada porque tem a capacidade de dissolver mais soluto.


Sob condições adequadas, é possível às vezes formar soluções que contenham quantidade maior de soluto do que a necessária para tornar uma solução saturada. Tais soluções são chamadas de supersaturadas. Per exemplo, é muito mais fácil dissolver acetato de sódio (NaC2H3O2) em água a altas temperaturas do que a baixas temperaturas. Quando uma solução saturada de acetato de sódio é preparada a uma temperatura alta e daí resfriada lentamente, todo o soluto pode permanecer dissolvido apesar de a solubilidade diminuir a medida que a temperatura for reduzida. Como o soluto em uma solução supersaturada está presente em concentração mais alta que a de equilíbrio, as soluções supersaturadas são instáveis. As soluções supersaturadas se formam praticamente pelas mesmas razões dos “líquidos super-resfriados”. Para a cristalização ocorrer, as moléculas ou íons de soluto devem arranjar-se apropriadamente para formar cristais. A adição de um cristal pequeno de soluto (um "cristal semente”) fornece um modelo para a cristalização do excesso de soluto, levando a uma solução saturada em contato com o excesso de sólido (Figura 2).


Figura 2. O acetato de sódio forma facilmente soluções supersaturadas em água. (a) Quando um "cristal semente" de NaC2H3O2 é adicionado, o excesso de NaC2H3O2 cristaliza-se na solução, como mostrado em (b) e (c).


Vídeo de recristalização:


 

 

Referência:

BROWN, T.L., LEMAY, H. E., BURSTEN, B. E. - Química, A Ciência Central, 9ª Edição; São Paulo : Pearson Prentice Hall, 2005.

 

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