SOLUBILIDADE: DETERMINAÇÃO DA CURVA DE SOLUBILIDADE DO NITRATO DE POTÁSSIO

AULA 04 – SOLUBILIDADE: DETERMINAÇÃO DA CURVA DE SOLUBILIDADE DO NITRATO DE POTÁSSIO

RESUMO

A capacidade de solubilidade de certa massa de sólido em certo volume de um líquido somente sob alta temperatura é denominado supersaturada. O designo experimental foi construir uma curva de solubilidade atrás de testes solubilizando diferentes quantidades de massa de um mesmo sólido em água expondo ao aquecimento observando a variação de temperatura. Notou-se que, as diferentes massas se dissolviam a diferentes temperaturas, isto é, quanto maior era a massa maior seria a sua temperatura para solubilidade. Constatou-se que, a variação destas massas e a variação da temperatura de solubilidade entre elas nos permite a construção de uma curva de solubilidade, onde observar com clareza a solubilidade destes compostos.

Palavras chaves: solubilidade, massa, temperatura, variação.

INTRODUÇÃO

Solubilidade é uma propriedade física da matéria que é sempre determinada de forma prática em laboratório. Ela está relacionada com a capacidade que um material, denominado de soluto, apresenta de ser dissolvido por outro, o solvente. A solubilidade está muito associada ao preparo de soluções (misturas homogêneas), já que, para obtermos uma solução, é fundamental que o soluto utilizado seja solúvel no solvente.  O tamanho molecular (ou iônico), a polaridade (ou carga), forças dispersivas e dipolares, ligações de hidrogênio e a temperatura são fatores que se destacam na determinação da solubilidade. [1]

Mesmo quando o soluto é solúvel no solvente, existem alguns fatores que podem influenciar a capacidade de dissolução do soluto. Como a relação entre quantidade de soluto e de solvente, pois o solvente sempre possui um limite de soluto que consegue dissolver, e se aumentarmos a quantidade de solvente, mantendo a quantidade de soluto, o solvente tende a dissolver todo o soluto utilizado. A temperatura é o único fator físico capaz de modificar a solubilidade de um solvente com relação a um determinado soluto, essa modificação depende da natureza do soluto, tendo como exemplo o soluto endotérmico que é aquele que conseguimos dissolver uma maior massa, desde que o solvente esteja em uma temperatura maior que a temperatura ambiente, ou seja, quanto mais quente estiver o solvente, mais soluto será dissolvido; e o soluto exotérmico que é aquele que conseguimos dissolver uma maior massa, desde que o solvente esteja em uma temperatura menor que a temperatura ambiente, ou seja, quanto mais frio estiver o solvente, mais soluto será dissolvido. [2]

Quando colocamos uma quantidade de soluto abaixo de seu coeficiente de solubilidade, temos uma solução insaturada ou não saturada. Se colocarmos exatamente o coeficiente de solubilidade, teremos uma solução saturada, isto é, solução que contém a máxima quantidade de soluto em certa quantidade de solvente e em uma determinada temperatura. Agora, se nós aquecermos essa solução saturada com corpo de fundo, o precipitado dissolver-se-á totalmente, pois, a uma temperatura mais elevada, o seu coeficiente de solubilidade aumenta, e se deixarmos essa solução em repouso, até ela voltar para a temperatura ambiente, o soluto irá precipitar e obteremos uma solução supersaturada, que é muito instável, pois contém mais soluto dissolvido do que o coeficiente de solubilidade naquela temperatura. [3]

Como a solubilidade é uma propriedade determinada de forma experimental, um dos métodos utilizados é testar variadas massas de soluto em um determinado volume de solvente e aquecer observando a temperatura que o solido se dissolva com auxílio de um termômetro, e partir destas informações elaborar um gráfico, sendo ele, a curva de solubilidade. Desta forma, o objetivo foi construir a curva de solubilidade do nitrato de potássio (KNO3).

METODOLOGIA

Inicialmente, pesou-se 4,0g de KNO3 em um tubo de ensaio apoiado sobre um béquer em uma balança analítica. Posteriormente, adicionou-se ao tubo de ensaio 2,5mL de H2O destilada com uma pipeta graduada com auxilio de um pera. Com um termômetro observou-se a temperatura ambiente em que os compostos estavam, em seguida, levou-se o tubo de ensaio para o aquecimento em banho-maria, fazendo rasuras nos compostos com o termômetro. Anotou-se a temperatura em que o sólido se dissolveu no líquido e deixou-se o tubo de ensaio resfriar. Quando se observou a iniciação de formação de cristais mediu-se novamente a temperatura. Repetiu-se o mesmo processo com diferentes massas de KNO3: 3,0g; 2,5g; 2,0g; 1,5g; e 1,0g.

Em massas menores de 2,0g é necessário resfriar o tubo de ensaio em banho de gelo, para agilizar o processo de cristalização.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

• 4,0g de KNO3

Ao misturar 4,000g de KNO3 com 2,5 ml de H2O destilada, observou-se que em temperatura ambiente (27ºC) não ocorreu dissolução do soluto (KNO3) no solvente (H2O destilada), isto é, não ocorreu a solubilidade.

Quando se aqueceu em banho-maria os compostos observou-se que o KNO3 dissolveu-se totalmente a 82ºC. Ao agitar a solução após o aquecimento, notou-se que iniciou a formação de cristais, isso se deu, pois se tratava de uma solução supersaturada, ou seja, uma solução supersaturada é instável e sob qualquer movimentação ocorre a formação de precipitado (corpo de fundo).

Posteriormente, mediu-se novamente com auxilio de um termômetro, a temperatura após a iniciação de corpo de fundo (a formação dos cristais) e observou-se 50ºC. Constatou-se então que, conforme a temperatura reduzia o soluto voltava a sua forma sólida, pois esta quantidade de soluto só solubilizada em H2O a certa temperatura elevada.

• 3,0g de KNO3

Ao misturar 3,204g de KNO3 com 2,5 ml de H2O destilada, observou-se que em temperatura ambiente (27ºC) não ocorreu dissolução do soluto (KNO3) no solvente (H2O destilada), isto é, não ocorreu a solubilidade.

Quando se aqueceu em banho-maria os compostos observou-se que o KNO3 dissolveu-se totalmente a 79ºC. Ao agitar a solução após o aquecimento, notou-se que iniciou a formação de cristais, isso se deu, pois se tratava de uma solução supersaturada, ou seja, uma solução supersaturada é instável e sob qualquer movimentação ocorre a formação de precipitado (corpo de fundo).

Posteriormente, mediu-se novamente com auxilio de um termômetro, a temperatura após a iniciação de corpo de fundo (a formação dos cristais) e observou-se 46ºC. Constatou-se então que, conforme a temperatura reduzia o soluto voltava a sua forma sólida, pois esta quantidade de soluto só solubilizada em H2O a certa temperatura elevada.

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