(Ufpr)
Uma solução é uma mistura homogênea de duas ou mais substâncias, não importando seu estado físico. Quando algum dos componentes da solução encontra-se dissolvido além de seu limite de dissolução, diz-se que a solução está supersaturada em relação àquele componente. Uma garrafa de um refrigerante contém uma solução que geralmente é constituída por: água, sacarose, acidulante (o mais utilizado é o ácido fosfórico), um corante, um aromatizante (que pode funcionar também como corante) e dióxido de carbono dissolvido sob pressão.
Considerando as informações acima e o seu conhecimento sobre o assunto, é correto afirmar:
(01) No refrigerante, o componente mais abundante é o solvente, ou seja, a água.
(02) O refrigerante apresenta pH menor que 7.
(04) A agitação do refrigerante provoca a saída do componente que se encontra dissolvido além do seu limite de dissolução.
(08) Ao final do processo de evaporação do refrigerante não há resíduos sólidos.
(16) A elevação da temperatura geralmente provoca a diminuição da solubilidade dos solutos gasosos.
A soma das afirmações corretas é
Primeiro nós temos que entender um conceito.
Coeficiente de solubilidade (cs) representa a quantidade máxima de soluto que pode ser dissolvida em determinada quantidade de solvente a uma certa temperatura.
Exemplo, considere a tabela abaixo
o coeficiente de solubilidade do NaOH em 100 g de água a 20º C é 109
em outras palavras, nós podemos dissolver até 109 g de NaOH em 100 g a 20 ºC.
A 30 ºC podemos dissolver até 119 g
e por aí vai.
Sabendo o que é o cs nós podemos classificar as soluções em insaturada, saturada e supersaturada.
Solução insaturada é aquela que ainda não atingiu o coeficiente de solubilidade.
Se dissolvermos 100 g de sal em 100 g de água a 20º C, ou uma quantidade menor que 109 g, ela está insaturada.
Se estivermos próximos de atingirmos o limite, dizemos que a solução está concentrada.
Se faltar muito para atingirmos o limite, dizemos que a solução está diluída.
Solução saturada é aquela que já atingiu o coeficiente de solubilidade.
Se dissolvermos 109 g de NaOH em 100 g de água a 20º C ela está saturada.
Se passarmos de 109 g, o excedente se acumula no fundo do recipiente formando o que chamamos de corpo de fundo
E solução supersaturada é aquela que ultrapassou o coeficiente de solubilidade.
Se dissolvermos mais que 109 g de hidróxido em 100 g de água a 20º C ela está supersaturada.1
Agora vamos analisar as afirmações
(01) No refrigerante, o componente mais abundante é o solvente, ou seja, a água. ✓
(02) O refrigerante apresenta pH menor que 7. ✓
Os refrigerantes tem em média um pH em torno de 2,5.
(04) A agitação do refrigerante provoca a saída do componente que se encontra dissolvido além do seu limite de dissolução. ✓
Durante a fabricação do refrigerante é realizada a carbonatação. Um processo de diluição de CO2 no refrigerante em alta pressão e temperatura baixa o que aumenta a solubilidade do gás e permite a obtenção de uma solução supersaturada.
Sendo que soluções supersaturadas são extremamente instáveis e qualquer agitação provoca uma mudança no estado de saturação, saindo de supersaturada para saturada, no caso do refrigerante o CO2 escapa.
(08) Ao final do processo de evaporação do refrigerante não há resíduos sólidos. ✘
O refrigerante contém dentre outras substâncias açúcar e sal (NaCl).
Após evaporar todo o líquido ficamos com pelo menos açúcar e o sal.
(16) A elevação da temperatura geralmente provoca a diminuição da solubilidade dos solutos gasosos. ✓
A solubilidade de um gás em um líquido é inversamente proporcional a temperatura do líquido, ou seja quanto mais frio ele estiver maior a solubilidade
⇩ temperatura do líquido ⇧ solubilidade
e se ela aumenta a solubilidade diminui
⇧ temperatura do líquido ⇩ solubilidade
A soma das alternativas corretas é 1 +2 +4 +16 = 23
Gabarito letra b.
1: Mas como isso é possível? 🤔
O coeficiente de solubilidade é influenciado pela temperatura, sendo assim se ela variar o cs também irá sofrer alteração o que por sua vez pode criar uma solução supersaturada, vamos explicar melhor.
Voltemos para nosso exemplo anterior, em 100 mL a 20º C nós conseguimos dissolver 36 g de sal, mas nós vamos adicionar 40 g, se o máximo que podemos dissolver são 36 g então os 36 g serão dissolvidos e ficarão 4 g no fundo do recipiente como corpo de fundo
agora considere que nós esquentamos a água até 30 ºC2
digamos que nesta temperatura em 100 mL de água nós conseguimos dissolver 45 g de sal, então os 4 g que estavam no fundo do recipiente serão dissolvidos
agora nós temos uma solução insaturada.
Após esquentarmos a água nós iremos resfriá-la até voltar aos 20 ºC, neste momento temos 40 g de sal dissolvidos, porém deveríamos ter no máximo 36 g
assim conseguimos uma solução supersaturada.
Mas faremos isso com muito cuidado, qualquer perturbação, por menor que seja, fará o sal excedente se precipitar, se por exemplo adicionarmos + 1 grão de sal
ele desestabiliza a solução e provoca o reaparecimento do corpo de fundo
voltando a ser saturada.
2: nem sempre aumentar a temperatura aumenta o coeficiente de solubilidade, algumas dissoluções são exotérmicas (liberam calor), nestes casos o aumento da temperatura diminui o coeficiente de solubilidade