Os cálculos envolvendo a solubilidade são muito importantes e muito utilizados em diversas atividades, como em práticas médicas, nas indústrias, na produção de medicamentos, etc.
Esses cálculos, muitas vezes realizados por regra de três simples, utilizam como componente fundamental o coeficiente de solubilidade, ou seja, uma informação sobre a quantidade de soluto que pode ser dissolvido em uma determinada quantidade de solvente a uma certa temperatura.
Contudo, muitas pessoas apresentam uma grande dificuldade em efetuar esse tipo de cálculo envolvendo a solubilidade. Pensando nisso, neste texto, temos alguns exemplos e procedimentos que podem auxiliar na redução dessa dificuldade.
Antes, vale ressaltar que o coeficiente de solubilidade é fornecido por um exercício, ou por um artigo, de três formas possíveis:
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Em um gráfico;
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Em uma tabela;
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No corpo do texto.
A seguir, apresentamos alguns exemplos e aplicações dos cálculos envolvendo a solubilidade.
Cálculo envolvendo solubilidade a partir de gráfico
Quando um gráfico envolvendo solubilidade é fornecido, podemos determinar o coeficiente de solubilidade do soluto em um solvente, em diversas temperaturas. Exemplo de gráfico de solubilidade:
Gráfico da solubilidade de um soluto qualquer
Para determinar a solubilidade do soluto, devemos escolher uma temperatura, tracejar até a curva de saturação (que indica a quantidade máxima de soluto que pode ser dissolvida em uma massa fixa de solvente) e, em seguida, tracejar até o eixo y.
Determinação do coeficiente a partir do tracejado no gráfico de solubilidade
No exemplo acima, temos que 100 g de água, a 50 oC, consegue dissolver, no máximo, 60 g de soluto X. Com esse dado, podemos realizar os seguintes cálculos:
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da massa do soluto presente em uma massa de solvente diferente, a essa temperatura;
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da massa de solvente necessária para dissolver uma massa de soluto diferente, a essa temperatura;
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da massa de soluto cristalizada, caso a mistura passe por uma diminuição da temperatura. Nesse caso, devemos determinar o coeficiente de solubilidade com relação a essa nova temperatura.
Exemplo: (Unificado-RJ) A curva de solubilidade de um dado sal é apresentada abaixo.
Considerando a solubilidade desse sal a 30 ºC, qual seria a quantidade máxima (aproximada) de soluto cristalizada quando a temperatura da solução saturada (e em agitação) fosse diminuída para 20 ºC?
a) 5 g
b) 10 g
c) 15 g
d) 20 g
e) 30 g
Para determinar a massa de soluto que cristaliza quando uma solução é resfriada em um exercício com gráfico, devemos realizar os seguintes passos:
1º Passo: Interpretar a questão.
O exercício informa que uma solução saturada foi preparada a 30 oC e, em seguida, resfriada a 20 oC. Assim, devemos conhecer o coeficiente de solubilidade do soluto nessas duas temperaturas.
2º Passo: Análise no gráfico das temperaturas fornecidas.
Para determinar o coeficiente de solubilidade nas temperaturas informadas pelo exercício, devemos, ao tracejar no gráfico, partir da temperatura, ir até a curva de solubilidade e, por fim, deslocar até o eixo Y.
Análise da solubilidade em relação à temperatura no gráfico
Portanto, temos:
-
A 30 oC, a solução saturada apresenta, aproximadamente, 57 g de soluto dissolvidos em 100 g de H2O;
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Já a 20 oC, a solução saturada apresenta, aproximadamente, 31 g de soluto dissolvidos em 100 g de H2O.
3º Passo: Determinar a massa de soluto que será cristalizada.
Como a solubilidade do soluto diminui à medida que a temperatura diminui, a massa que será cristalizada pode ser calculada diminuindo-se do valor do soluto dissolvido na maior temperatura a quantidade de soluto dissolvido na menor temperatura:
x = 57 – 31
x = 26 g de soluto cristalizado
Cálculo envolvendo solubilidade a partir de tabela
Quando o coeficiente de solubilidade é fornecido em uma tabela, temos a informação direta e, a partir disso, podemos realizar os seguintes cálculos:
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da massa do soluto presente em uma massa de solvente diferente, em determinada temperatura;
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da massa de solvente necessária para dissolver uma massa de soluto diferente, em determinada temperatura;
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da massa de soluto cristalizada, caso a mistura passe por uma diminuição da temperatura.
Exemplo: (Unesp-SP) A quantidade máxima de soluto que pode ser dissolvida em uma quantidade padrão de solvente é denominada coeficiente de solubilidade. Os valores do coeficiente de solubilidade, em gramas, do nitrato de potássio (KNO3), em 100 g de H2O, em função da temperatura, são mostrados na tabela.
Considerando-se os dados disponíveis na tabela, a quantidade mínima de água (H2O), a 30 ºC, necessária para dissolver totalmente 6,87 g de KNO3 será de:
a) 15 g
b) 10 g
c) 7,5 g
d) 3 g
e) 1,5 g
1º Passo: Interpretar o enunciado e utilizar a tabela.
O exercício, que destaca a temperatura de 30 oC, pede para que seja calculada a massa de água necessária, nessa temperatura, para dissolver 5,87 g do soluto. Antes de mais nada, devemos verificar o coeficiente de solubilidade na tabela para 30 oC:
100 g de água-------------- 45,8 g de KNO3.
2º Passo: Calcular o que é solicitado pelo exercício.
O enunciado questiona a quantidade de água necessária para dissolver 6,87 g de KNO3 a 30 oC. Para obter a resposta, vamos dispor esses dados na segunda linha da regra de três simples e, na primeira linha, posicionamos o coeficiente de solubilidade fornecido na tabela para 30 oC:
100 g de H2O-----------45,8 g de KNO3
x g de H2O------------6,87 g de KNO3
45,8.x = 100.6,87
x = 687
45,8
x = 15 g de H2O
Cálculo envolvendo solubilidade a partir de dados presentes no texto de uma questão
Se não temos o coeficiente de solubilidade em uma tabela ou em um gráfico, com certeza, esse dado deve estar disposto em um texto. Porém, nesse caso, só haverá questionamentos com relação a diferentes temperaturas se elas forem informadas no enunciado.
Exemplo: O sal nitrito de sódio, NaNO2, é um conservante utilizado em alimentos processados a partir de carnes e peixes. Sua solubilidade em água, a 20 oC, é de 84 g dissolvidos a cada 100 g de água (desde que a água esteja a 20 oC). Se em uma indústria um tanque for preparado com 1.500 g de água, qual a massa de nitrito de sódio que pode ser dissolvida?
a) 2610
b) 2160
c) 1260
d) 1620
e) 1610
Nesse caso, o coeficiente de solubilidade foi fornecido no próprio texto, quando é informada a quantidade máxima de nitrito de sódio que pode ser dissolvida em água a 20 oC. Para determinar a quantidade de nitrito que pode ser dissolvida na quantidade de água solicitada pela questão, basta utilizar uma regra de três simples que contenha o coeficiente na primeira linha e a pergunta e o dado do exercício na segunda linha:
100 g de H2O-----------84 g de KNO3
1500 g de H2O------------x g de KNO3
100.x = 1500.84
x = 126000
100
x = 1260 g de NaNO2
Por Me. Diogo Lopes Dias
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