Fatores que afetam a solubilidade

Diagrama que mostra as diferenças entre uma solução, uma suspensão e uma precipitação que forma um precipitado e um sobrenadante. Fonte: Zabmilenko: orninalzofari: vectormrmw: otimizado, multilang, Wikimedia Commons

Quais são os fatores que afetam a solubilidade?

Os principais fatores que afetam a solubilidade Eles são polaridade, o efeito do íon comum, temperatura, pressão, natureza soluto e fatores mecânicos. A solubilidade é a capacidade de um produto químico sólido, líquido ou gasoso (chamado soluto) de se dissolver no solvente (geralmente um líquido) e formar uma solução.

A solubilidade de uma substância depende fundamentalmente do solvente usado, bem como temperatura e pressão. A solubilidade de uma substância em um determinado solvente é medida pela concentração da solução saturada.

Uma solução é considerada saturada quando a adição de soluto adicional não aumenta mais a concentração da solução.

O grau de solubilidade varia amplamente, dependendo das substâncias, de infinitamente solúvel (completamente miscível), como etanol na água, até pouco solúvel, como cloreto de prata na água. O termo "insolúvel" geralmente se aplica a pequenos compostos solúveis.

Certas substâncias são solúveis em todas as proporções com um determinado solvente, como etanol na água. Esta propriedade é conhecida como miscibilidade.

Sob várias condições, a solubilidade de equilíbrio pode ser superada para dar uma solução chamada supersaturada.

Principais fatores que afetam a solubilidade

1. Polaridade

Na maioria dos casos, os solutos se dissolvem em solventes que têm uma polaridade semelhante. Os químicos usam um aforismo popular para descrever essa característica de solutos e solventes: "Dissolves semelhantes semelhantes".

Solutos não polares não se dissolvem em solventes polares e vice -versa.

2. Efeito de íons comum

O efeito de íons comum é um termo que descreve a diminuição da solubilidade de um composto iônico quando um sal contém um íon que já existe no equilíbrio químico é adicionado à mistura.

Este efeito é melhor explicado pelo princípio de Le Châtelier. Imagine se o sulfato de cálcio composto ligeiramente solúvel, caso₄, É adicionado à água. A equação iônica líquida para o equilíbrio químico resultante é o seguinte:

Case4 (s) ⇌ca2+(aq)+SO42− (aq)

O sulfato de cálcio é ligeiramente solúvel. Em equilíbrio, a maioria dos cálcio e sulfato existem solidamente de sulfato de cálcio.

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Suponha que o composto iônico solúvel em sulfato de cobre (CuO₄) Foi adicionado à solução. O sulfato de cobre é solúvel. Portanto, seu único efeito importante na equação iônica líquida é a adição de mais íons sulfatos (então₄^2-).

CUSO4 (s) ⇌cu2+(aq)+SO42− (aq)

Os íons sulfatos dissociados do sulfato de cobre já estão presentes (comum a) na mistura da ligeira dissociação de sulfato de cálcio.

Portanto, essa adição de íons sulfatos enfatiza o equilíbrio anteriormente estabelecido.

O princípio de Le Catelier determina que o esforço adicional deste lado do produto de equilíbrio resulta na mudança de equilíbrio para o lado dos reagentes para aliviar essa nova tensão.

Devido à mudança para o lado reagindo, a solubilidade solúvel em sulfato de cálcio é ainda mais reduzida.

3. Temperatura

A temperatura tem um efeito direto na solubilidade. Para a maioria dos sólidos iônicos, o aumento da temperatura aumenta a velocidade com que a solução pode ser feita.

À medida que a temperatura aumenta, as partículas sólidas se movem mais rapidamente, o que aumenta as possibilidades de interagir com mais partículas de solvente. Isso resulta no aumento da velocidade com que ocorre uma solução.

A temperatura também pode aumentar a quantidade de soluto que pode ser dissolvida em um solvente. Em termos gerais, à medida que a temperatura aumenta, mais partículas de soluto se dissolvem.

Por exemplo, quando o açúcar é adicionado à água, é um método fácil de fazer uma solução. Quando essa solução é aquecida e o açúcar ainda é adicionado, verifica -se que grandes quantidades de açúcar podem ser adicionadas à medida que a temperatura continua a aumentar.

A razão pela qual isso acontece é que, à medida que a temperatura aumenta, as forças intermoleculares podem ser quebradas com mais facilidade, permitindo que mais partículas de soluto sejam atraídas para partículas de solvente.

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Existem outros exemplos, no entanto, onde o aumento da temperatura tem muito pouco efeito na quantidade de soluto que pode ser dissolvido.

O sal de mesa é um bom exemplo: você pode dissolver quase a mesma quantidade de sal de mesa em água gelada que puder em água fervente.

Para todos os gases, à medida que a temperatura aumenta, a solubilidade diminui. A teoria molecular cinética pode ser usada para explicar esse fenômeno.

À medida que a temperatura aumenta, as moléculas de gás se movem mais rapidamente e são capazes de escapar do líquido. Solubilidade de gás, então, diminui.

4. Pressão

O quarto fator, a pressão, afeta a solubilidade de um gás em um líquido, mas nunca de um sólido que se dissolve em um líquido.

Quando a pressão é aplicada a um gás acima da superfície de um solvente, o gás se move para o solvente e ocupa alguns dos espaços entre as partículas de solvente.

Um bom exemplo é refrigerante carbonatado. A pressão é aplicada para forçar as moléculas de co₂ no refrigerante. O oposto também é verdade. Quando a pressão do gás diminui, a solubilidade desse gás também diminui.

Quando uma bebida de refrigerante se abre, a pressão no refrigerante é reduzida, então o gás começa imediatamente a sair da solução.

O dióxido de carbono armazenado no refrigerante é liberado e você pode ver a efervescência na superfície líquida. Se uma lata aberta de refrigerante for deixada por um período de tempo, podemos notar que a bebida se torna plana devido à perda de dióxido de carbono.

Este fator de pressão de gás é expresso na lei de Henry. A lei de Henry estabelece que, a uma determinada temperatura, a solubilidade de um gás em um líquido é proporcional à pressão parcial do gás no líquido.

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Um exemplo da lei de Henry é produzido em mergulho. Quando uma pessoa mergulha em águas profundas, a pressão aumenta e mais gases se dissolvem no sangue.

Enquanto subia de águas profundas, o mergulhador precisa retornar à superfície a uma velocidade muito lenta para permitir que todos os gases dissolvidos deixem o sangue muito lentamente.

Se uma pessoa subir muito rápido, uma emergência médica pode ocorrer devido aos gases que saem do sangue muito rápido.

5. Natureza do soluto

A natureza do soluto e o solvente e a presença de outros compostos químicos na solução afetam a solubilidade.

Por exemplo, você pode dissolver uma quantidade maior de açúcar na água, que sai na água. Nesse caso, diz -se que o açúcar é mais solúvel.

Etanol na água são completamente solúveis entre si. Nesse caso em particular, o solvente será o composto que está em maior quantidade.

O tamanho do soluto também é um fator importante. Quanto maior as moléculas do soluto, maior seu peso molecular e seu tamanho. É mais difícil para moléculas de solvente cercar moléculas maiores.

Se todos os fatores acima mencionados forem excluídos, uma regra geral pode ser encontrada que as maiores partículas são geralmente menos solúveis.

Se a pressão e a temperatura forem iguais que entre dois solutos da mesma polaridade, aquele com partículas menores geralmente é mais solúvel.

6. Fatores mecânicos

Em contraste com a velocidade da solução, que depende principalmente da temperatura, a velocidade de recristalização depende da concentração de soluto na superfície da rede cristalina, um caso que é favorecido quando uma solução é imóvel.

Portanto, a agitação da solução evita esse acúmulo, maximizando a solução. 

Referências

1. Solubilidade. Recuperado dos limites.com.
2. Fatores que afetam a solubilidade. Recuperado de CK12.org.
3. Educando online (S.F.). Fatores que afetam a solubilidade. Recuperado a partir de solubilidade de coisas.com.