Soluções, Dispersões coloidais e Suspensões

Soluções,Colóides e Suspensões

Solução: Dispersões cujo tamanho das moléculas dispersas é menor que 1 nanometro, sendo uma solução homogénea. Podem ser encontradas soluções no estado sólido, gasoso e liquido. Há sempre um solvente e um soluto.
Ao solvente também dá-se o nome de meio dispersante e ao soluto dá-se o nome de meio disperso.

 

Colóide: Sistemas no qual um ou mais componentes apresentam pelo menos uma de suas dimensões dentro do intervalo de 1 a 100 nanometros. As dispersões coloidais são misturas essencialmente heterogéneas, sendo compostas por um meio dispersante e um meio disperso. Os colides não se sedimentam, nem podem ser filtradas por filtração comum.

 

Suspensão: Numa suspensão, as partículas vão se depositando graças à força da gravidade exercida sobre elas. Quanto menor o tamanho da partícula e mais viscosa for a fase líquida, menor será a velocidade de sedimentação. As suspensões são de maiores dimensões que os colóides

 

 Efeito de Tyndall: Os colóides dispersam fortemente a luz, pois as partículas dispersas têm tamanhos semelhantes ao comprimento de onda da luz visível. Este fenómeno é chamado efeito de Tyndall e permite distinguir as soluções verdadeiras dos colóides, pois as soluções verdadeiras são transparentes, ou seja não dispersam a luz.

 Classificação das soluções

Quanto ao estado físico:

  • sólidas

  • líquidas

  • gasosas

Quanto à condutividade elétrica:

  • eletrolíticas ou iônicas

  • não-eletrolíticas ou moleculares

Quanto à proporção soluto/solvente:

  • diluída

  • concentrada

  • não-saturada

  • saturada

  • supersaturada

Tipos de concentração

% em massa:

_massa de soluto_x100
massa de solução

 

% em volume:

_volume de soluto_x100
volume de solução

 

(só é usada quando soluto e solvente são ambos líquidos ou ambos gasosos)

Concentração em g/L:

massa de soluto em gramas
volume de solução em litros

Concentração em mol/L:

_quantidade de soluto (mol)_
volume de solução em litros

Concentração em molalidade:

_quantidade de soluto (mol)_
massa do solvente em kg

Concentração em fração molar de soluto:

_quantidade de soluto (mol)_
quantidade de solução (mol)

Colóides

Estado coloidal – Tipo de dispersão na qual as partículas dispersas têm dimensão entre 1 e 100 nm.

Colóide reversível ou liófilo ou hidrófilo – A passagem de sol a gel é reversível. As partículas dispersas têm película de solvatação, que estabiliza o colóide.
Exemplos: proteínas em água, amido em água, gelatina em água e a maioria dos colóides naturais.

Colóide irreversível ou liófobo ou hidrófobo -A passagem de sol a gel é irreversível. As partículas dispersas não têm película de solvatação e, por isso, são instáveis.

Exemplos: hidrossol de metais (ouro, prata, etc.), hidrossol de enxofre e a maioria dos colóides artificiais.

 A purificação dos colóides é feita por diálise, eletrodiálise ou ultrafiltração. Os colóides apresentam as seguintes propriedades: efeito Tyndall, movimento browniano e adsorção.

 Colóides protetores são colóides liófilos que estabilizam os colóides liófobos, impedindo a sua coagulação. O mais usado é a gelatina.

Importância dos colóides:

Biológicos – os processos vitais estão associados ao estado coloidal.

Industrial- fabricação de medicamentos, tintas, cremes, cosméticos, pedras preciosas (rubi, safira, etc.), sílica-gel, filmes fotográficos, etc

Culinária- preparo de geleias, maionese, creme chantilly, etc.

 

  http://www.youtube.com/v/iyCUTJKgxdk&hl=en”></param><embed  

Actividade Laboratorial 2.1 (1ª Parte)

 

 

Grupo 1

 

Problema

Como preparar 50,0 cm3 de uma solução aquosa de tiossulfato de sódio penta-hidratado 0,030 moldm-3?

Como preparar uma solução, a partir da anterior, com um determinado factor de diluição?

 

Introdução

O tiossulfato de sódio é um sal sólido que existe no laboratório na forma de sal hidratado de fórmula química . Usa-se como agente fixador-padrão para filmes e papéis fotográficos, na remoção de cloro de águas, têxteis, polpas, na purificação de gases de chaminés, em curtumes de couro, aditivo para lubrificantes de grafite, sabões e champôs.

 

Questões pré-laboratoriais:

1.    Suponha que pretende preparar determinada solução cuja concentração tem de ser muito rigorosa, que material de laboratório utilizaria? Justifique. (12 pontos)

2.    Suponha que o balão volumétrico que pretende utilizar estava molhado com água destilada, seria necessário proceder à sua secagem antes de iniciar a preparação da solução? Justifique (8 pontos).

 

3.    Quando se prepara uma solução deve-se adicionar primeiro o soluto e só depois o solvente até à marca. Porquê? (6 pontos)

 

4.    Pretende preparar agora 50,0 cm3 de uma solução aquosa de tiossulfato de sódio 0,030 moldm-3.

4.1. Qual a quantidade de matéria que irá estar presente nesta solução? (10 pontos)

4.2. Prove que a massa de tiossulfato de sódio penta-hidratado,  que deve medir é 0,37g. (14 pontos)

4.3. Depois de ter a sua solução preparada, é-lhe pedido para preparar duas soluções a partir da preparada inicialmente, solução mãe (50,0 cm3 de uma solução aquosa de tiossulfato de sódio 0,030 moldm-3).

4.3.1. Prove que, para preparar uma das soluções, cujo volume final são 100 cm3, com um factor de diluição 5, é necessário medir-se 20 cm3 de solução mãe. (10 pontos)

4.3.2. Prove que, para preparar a outra solução, cujo volume final são 50 cm3, com um factor de diluição 2, é necessário medir-se 25 cm3 de solução mãe. (10 pontos).

 

Actividades laboratoriais:

1ª actividade

Objectivo: preparar 50,0 cm3 de uma solução de tiossulfato de sódio penta-hidratado ­ Na2S2O3.5H2O ­ de concentração 0,030 mol/dm3.

 

1. Material: Indique todo o material utilizado aquando a realização desta experiência, não se esqueça de indicar a capacidade do material. (8 pontos).

 

2. Procedimento:

1. Meça a massa de soluto necessária para um gobelé.

2. Dissolva todo o soluto utilizando apenas uma parte do solvente e agitando com uma vareta de vidro.

3. Verta a solução para o balão volumétrico com o auxílio de um funil, lavando o copo, a vareta de vidro e o funil com solvente, de modo a arrastar todo o soluto.

4. Adicione água destilada até à marca, primeiro com o esguicho e, depois, com uma pipeta de Pasteur.

5. Tape e homogeneize a solução, invertendo várias vezes o balão volumétrico.

6. Transfira a solução preparada para um frasco de vidro, rolhe e rotule indicando a concentração da solução, o nome da solução e o nome dos elementos do grupo.

 

Utilização correcta do material, medições correctas e técnica adequada (8 pontos) 

 

2ª actividade

Objectivo: preparar duas soluções mais diluídas a partir da solução aquosa de tiossulfato de sódio penta-hidratado preparada na actividade anterior (solução mãe).

As soluções a serem preparadas são as indicadas nas questões pré-laboratoriais 4.3.1 e 4.3.2.

 

1. Material: Indique todo o material utilizado aquando a realização desta actividade não se esqueça de indicar a capacidade do material. Deverá indicar explicitamente qual o material utilizado para a preparação da primeira solução e qual o material utilizado para a preparação da segunda solução (14 pontos).

 

2. Procedimento:

1. Medir com uma pipeta o volume de solução a diluir.

2. Verter a solução para o balão volumétrico.

3. Adicionar o solvente ao balão volumétrico.

4. Completar até ao traço, primeiro com o esguicho e, depois, com uma pipeta de Pasteur.

5. Tapar e homogeneizar a solução, invertendo várias vezes o balão de diluição.

6. Rotule a solução indicando a concentração da solução, o nome da solução e o nome dos elementos do grupo.

 

Utilização correcta do material, medições correctas e técnica adequada (14 pontos) 

 

Questões pós-laboratoriais

1. Em relação ao 2º trabalho:

1.1. Qual a concentração das duas soluções preparadas? (14 pontos).

 

1.2. Das duas soluções preparadas, qual a mais concentrada? Justifique. (10 pontos)

 

        Preparação de Soluções e Factor de Diluição

 

Grupo 1

 

        Questões pré-laboratoriais

 

1 – Utiliza-se o balão volumétrico pois estes contém uma marca na parte mais estreita pela qual se acerta o volume permitindo uma maior exactidão numa determinada concentração cuja solução tem de ser muito rigorosa.

 

2- É sempre recomendável fazer-se a secagem do balão volumétrico, pois senão o fizermos, algumas dessas gotas de água poderão alterar o valor das proporções pretendidas.

 

3 – Deve-se adicionar primeiro o soluto pois se fizermos o contrário, a solução passaria a ter xgrama de soluto por cada litro de solvente e não por cada litro de solução. Outro aspecto importante, é que ao fazermos a adição de soluto primeiro, faz-se com que numa experiência aconteça o seguinte:

-         o soluto se dissolva numa parte do solvente quando este é adicionado

-         verte-se a mistura para um balão volumétrico de 1L

-         ao adicionar-se mais água até á marca, a mistura fique homogénea

 

4.1 –              n = C x V = 0,005 x 0,030 = 0,0015mol

 

4.2 -   C = 0,005 dm3             n = C x V = 0,0015mol 

            V = 0,030                     M = (22,99 x 2 + 32,06 x 2 + 16,00 x 3 + 5(18,02) ) = 248,2                           n= ?                              m = n x M = 0,0015 x 248,2 = 0,37g

 

4.3.1 -            f = 5                                       f = 100 / Vsolução Mãe (=) 5 = 100 / Vsolução Mãe (=)          

            v = 100 cm3                             Vsolução Mãe = 100 / 5 = 20 cm3       

            Vsolução Mãe = 20 cm3

 

4.3.2 -           f = 2                                        f = 50 / Vsolução Mãe (=) 2 = 50 / Vsolução Mãe (=)             

            V = 50 cm3                              Vsolução Mão = 50 / 2 = 25 cm3

            Vsolução Mãe = 25 cm3

 

        Material Utilizado:                                                             

1ª Experiência:                                                  2ª Experiência               

-         gobelé (100 ml) c/ água destilada           – pipeta volumétrica (25 ml)        

-         balão volumétrico (50 ml)                       – balão volumétrico (100 ml)

-         pipeta volumétrica (50 ml)                      – espátula

-         pipeta de Rusten (3ml)                           – pipeta de Rusten

-         funil                                                      – água destilada

-         vareta de vidro                                       – garrafa de esguicho

-         frasco de vidro                                       – pompete

-         papela

 

 

 

            Questões Pós- Laboratoriais

 

1.1 – Concentração A = 5 = 0,030 / cSolução Diluída = C Solução Diluida = 0,030 / 5 =

         0,006 moldm3    

        

         Concentração B = 2 = 0,030 / cSolução Diluída = C Solução Diluída = 0,030 / 2 =

         0,015 moldm3

 

1.2 – A mais concentrada é a B pois o volume de concentração é maior.

Actividade Laboratorial 2.1 (2ª parte)

        Preparação de Colóides e Suspensões

 

 

Questão pré-laboratorial:

1.    Qual o nome dos tipos de dispersão que conhece? Entre que valores se situa o diâmetro médio das partículas da fase dispersa para cada um destes tipos de dispersão. (12 pontos)

 

Actividades laboratoriais:

1ª actividade

Objectivo: preparar uma dispersão coloidal a partir da solução de tiossulfato de sódio preparado na aula anterior.

 

1. Material e reagentes: Indique todo o material e todos os reagentes utilizados pela professora aquando a realização desta actividade laboratorial. (8 pontos).

 

2. Procedimento:

1. Abrir um buraco do tamanho da caixa de Petri na cartolina. Colocar a cartolina no retroprojector.

2. Colocar sobre o buraco da cartolina a caixa de Petri com uma solução de Na2S2O3 (preparada na Actividade Laboratorial 2.1).

3. Adicionar cerca de 5 mL de HCl de concentração 2,0 moldm-3 e mexer com cuidado.

4. Observe a mudança de cor da imagem obtida e registe as observações efectuadas (10 pontos)

 

3. Interpretação das observações observadas

O colóide é obtido através da reacção entre a solução de HCl e a solução de tiossulfato de sódio, de acordo com a equação química:

 

2H+ (aq) + S2O32– (aq)             H2S2O3 (aq)

 

O ácido tiossulfúrico obtido decompõe-se imediatamente, produzindo ácido sulfuroso e enxofre coloidal, de acordo com a equação química:

 

8H2S2O3 (aq)         8H2SO3 (aq) + S8 (s)

 

Quando se começam a formar as partículas de enxofre sólido, o feixe de luz que atravessa a solução torna-se vísivel – efeito de Tyndall. Com o aumento do número de partículas sólidas de enxofre a luz é espalhada, analogamente ao que se passa ao nascer e ao pôr-do-sol.

Como se explica um pôr-do-sol vermelho?

Quando o Sol desce no horizonte, a sua luz percorre um espaço maior até atingir os nossos olhos do que quando o Sol está alto. A maior parte da luz azul é espalhada, enquanto que a luz vermelha e a luz amarela não sofrem desvio apreciável atingindo os nossos olhos.

 

2ª actividade

Objectivo: preparar um gel por adição de uma solução saturada de acetato de cálcio a etanol.

 

1. Material: Indique todo o material utilizado aquando a realização desta actividade laboratorial (8 pontos).

 

2. Procedimento

(preparação de uma solução saturada de acetato de cálcio):

1. Medir 3 g de acetato de cálcio num gobelé de 250 mL.

2. Medir 10 mL de água e adicionar ao acetato de cálcio.

3. Agitar para dissolver a maior parte do sólido.

(preparação do gel)

4. Usando uma proveta, medir 75 mL de etanol (álcool etílico) a 96% e transferir o álcool para o copo que contém a solução de acetato de cálcio. Não agite a mistura.

5. Utilize uma espátula para transferir parte do gel para o vidro de relógio.

6. Acenda um fósforo e aproxime-o cuidadosamente do gel.

 

3ª actividade

Objectivo: preparar e classificar uma dispersão.

 

1. Material: Indique todo o material utilizado aquando a realização desta actividade laboratorial (8 pontos).

 

2. Procedimento:

1. Medir 2 g de amido num gobelé de 100 mL.

2. Medir 100 mL de água numa proveta e adicionar ao amido. Agite.

3. Aguarde 3 minutos e observe a sua dispersão.

 

Questões pós-laboratoriais

Em relação à 2ª actividade laboratorial:

1. Qual o estado físico do meio disperso e do meio dispersante do colóide preparado. (8 pontos).

 

Em relação à 3ª actividade laboratorial:

 

2. Qual o tipo de dispersão preparado? Justifique. (8 pontos).

 

 

        Questões Pré-Laboratoriais

1- Os tipos de dispersão que se conhece são soluções, colóides e suspensões.

     As soluções apresentam um diâmetro médio de 1 mm.        

     Os colóides apresentam um diâmetro que varia entre 1 nm e 1 um.

     As suspensões possuem um diâmetro médio superior a 1 um.

 

        Questões Pós-Laboratoriais

 

        1ª Experiência:

-         cor inicial da substância é incolor

-         após a adição de 5 ml de Hcl a substância fica amarelada, passando a ficar alaranjada e por último arroxeada

-         após 5 minutos de espera, a solução passa a ficar azul-acizentada

 

        2ª Experiência:

-         o estado físico da substância é o estado sólido enquanto que o do meio dispersante se encontra no estado líquido

 

        3ª Experiência:

-         o tipo de dispersão é a suspensão pois, ao colar-se o laser sobre a mistura, esta não incide na parede, e no caso de incidir, aparece bastante desfocada.

 

        Material Utilizado:

1ª Actividade:               2ª Actividade                       3ª Actividade

-         cartolina                    – acetato de Cálcio                   – amido

caixa de Petri             – gobelé                                    – gobelé

-         retroprojector           – água                                        – água

-         Na2S2O3                 – proveta de 10 ml e 100 ml          – proveta

-         Hcl                           – alcool etílico                             – vareta

-         pipeta volumétrica   – espátula

-         pompete                     – vidro de relógio

-         frasco com a solução  – fósforo

-         balão volumétrico       – copo c/ acetato de cálcio     

-         vareta                         – vareta

            Aqui, estão apresentadas algumas imagens das experiências realizadas:

 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

Sites pesquisados:

            

           

           

       

    

   

  

 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

 

 
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4 Respostas

  1. muito bom! obrigado.

  2. Na minha opinião as imagens não foram publicadas correctamente, pois numa das imagens onde estão apresentadas as medidas o valor encontra-se ao contrário.
    De resto o site parece-me bastante esclarecedor.

  3. Reparei que não são respeitadas as regras de segurança, pois os alunos encontram-se sem batas e os cabelos atados.

  4. muito bom mais devia ter as resposta.

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