Imagine que você adicione 10 g de sal de cozinha (cloreto de sódio - NaCl) em um copo com 100 g de água a 20ºC. Depois de misturar, você viu que o sal dissolveu-se completamente, por isso resolve adicionar ainda mais sal. Em um determinado ponto, não será possível mais dissolver o sal naquela quantidade de água, e todo sal adicionado descerá para o fundo do copo, não importa o quanto você tente misturar.
Quando isso acontece, dizemos que a solução está saturada e que se atingiu o coeficiente de solubilidade. Portanto, podemos definir o coeficiente de solubilidade da seguinte maneira:
“O coeficiente de solubilidade é a máxima quantidade de soluto que se solubiliza em uma dada quantidade de solvente, a uma dada temperatura.”
O coeficiente de solubilidade do sal na água, por exemplo, é igual a 36 g de NaCl/ 100 g de água a 20ºC. Não é possível dissolver nenhum grama a mais de sal nessa quantidade de água e nessa temperatura, pois o coeficiente de solubilidade é específico para cada substância. Se trocarmos o soluto, por exemplo, substituindo o sal de cozinha pelo NH4Cl, este tem coeficiente de solubilidade igual a 37,2 g em 100 g de água a 20ºC.
Além disso, uma mesma substância possui diferentes solubilidades em diferentes solventes. Enquanto o sal é solúvel na água, ele é praticamente insolúvel na acetona ou no acetato de etila (solvente usado para remover esmaltes).
Outro ponto é que sempre que se menciona o coeficiente de solubilidade de um soluto em determinada quantidade de solvente, é preciso indicar também a temperatura, pois esse é um fator que interfere. Por exemplo, se pegarmos 100 g de água a 20ºC e adicionarmos 40 g de sal, 36 g solubilizar-se-ão e 4 g formarão o precipitado. Mas se levarmos essa solução para o aquecimento, veremos que os 4 g dissolver-se-ão conforme a elevação da temperatura.
Isso nos mostra que um mesmo soluto dissolvido em uma mesma quantidade de solvente possui diferentes coeficientes de solubilidade conforme o aumento da temperatura.
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Veja um exemplo abaixo:
Coeficiente de solubilidade do NH4Cl em relação à temperatura
Observe que, nesse caso, o coeficiente de solubilidade do NH4Cl aumenta com o aumento da temperatura. Isso acontece com a maioria dos sais em água. Porém, existem situações em que o coeficiente de solubilidade diminui com o aumento da temperatura, como é o caso do Ce2(SO4)3. Existem também casos em que não há uma variabilidade tão acentuada no coeficiente de solubilidade, como ocorre com o sal de cozinha. Veja isso no texto Gráficos das curvas de solubilidade.
Pode ser que consigamos também, em determinadas situações específicas, dissolver uma quantidade de soluto no solvente maior que o seu coeficiente de solubilidade, obtendo assim a chamada solução supersaturada. Por exemplo, imagine que uma solução formada com 100 g de água, a 20ºC, e 40 g de sal de cozinha (com 36 g dissolvidos e 4 g precipitados), seja levada para aquecimento até atingir uma temperatura em que todo o soluto solubilize-se. Em seguida, essa solução é deixada em repouso para que ela esfrie até atingir a temperatura ambiente, que é próximo de 20ºC.
Se não houver nenhuma perturbação na solução, o soluto a mais permanecerá dissolvido, constituindo, então, uma solução supersaturada. No entanto, esse tipo de solução é muito instável, e qualquer movimento brusco pode fazer com que a quantidade acima do coeficiente de solubilidade para aquela temperatura cristalize-se. Desse modo, a solução que era supersaturada passará a ser saturada com corpo de fundo.
Um último caso é a solução insaturada, que é quando a quantidade de soluto dissolvida é menor que o valor do coeficiente de solubilidade. Um exemplo é a dissolução de 10 g de NaCl em 100 g de água a 20ºC.
Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química
A solubilidade, ou coeficiente de 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.
Quanto à solubilidade, os solutos podem ser classificados da seguinte forma:
Solúveis: aqueles que se dissolvem no solvente. O cloreto de sódio (soluto), por exemplo, é solúvel na água (solvente);
Pouco solúveis: aqueles que apresentam dificuldade de se dissolver no solvente. É o caso do hidróxido de cálcio [Ca(OH)2] (soluto) em água;
Insolúveis: aqueles não se dissolvem no solvente. A areia (soluto), por exemplo, é insolúvel na água.
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.
Fatores que influenciam a solubilidade
Mesmo quando o soluto é solúvel no solvente, existem alguns fatores que podem influenciar a capacidade de dissolução do soluto. São eles:
a) Relação entre a quantidade de soluto e de solvente
O solvente sempre possui um limite de soluto que consegue dissolver. Se aumentarmos a quantidade de solvente, mantendo a quantidade de soluto, o solvente tende a dissolver todo o soluto utilizado.
b) Temperatura
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, como veremos a seguir:
Soluto endotérmico: é aquele que conseguimos dissolver uma maior massa, desde que o solvente esteja em uma temperatura maior que a temperatura ambiente. Quanto mais quente estiver o solvente, mais soluto será dissolvido.
Exemplo: É possível dissolver uma maior quantidade de café em pó quando a água está quente.
Soluto exotérmico: é aquele que conseguimos dissolver uma maior massa, desde que o solvente esteja em uma temperatura menor que a temperatura ambiente. Quanto mais frio estiver o solvente, mais soluto será dissolvido.
Exemplo: É possível dissolver uma maior quantidade de gás carbônico quando o refrigerante está gelado.
Formas de determinar a solubilidade
Como a solubilidade é uma propriedade determinada de forma experimental, os materiais, de forma geral, já tiveram suas solubilidades avaliadas nos mais diferentes solventes. Assim, podemos ter acesso à solubilidade de um soluto em certo solvente da seguinte forma:
a) Análise de uma tabela
Muitas vezes, o estudante pode deparar-se com a solubilidade a partir da interpretação de uma tabela. Veja o exemplo a seguir:
Exemplo: (UEPG - adaptada) A tabela abaixo apresenta a solubilidade do sal Li2CO3 em 100 gramas de água.
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A tabela apresenta os valores da massa em gramas de Li2CO3 que pode ser dissolvida em 100 gramas de água, de 0 oC a 50 oC. Podemos observar que, quanto mais quente está a água, menos Li2CO3 dissolve-se. Assim sendo, o Li2CO3 é um soluto exotérmico (será mais dissolvido se a água estiver fria).
b) Análise de um gráfico
A solubilidade pode ser avaliada pela interpretação de um gráfico. Para isso, basta determinar a temperatura, ligá-la até a curva e, em seguida, ligar a curva até o eixo y, que é a massa em gramas de soluto que será dissolvida.
Exemplo: (UFTM - adaptada) O gráfico apresenta a curva de solubilidade de um sal AX2.
O gráfico diz que, no eixo y, a quantidade de água (solvente) é de 100 gramas. Para o soluto AX2, determinaremos a quantidade de água nas seguintes temperaturas:
30oC: Quando ligamos a temperatura 30oC até a curva e, em seguida, a curva até o eixo y, temos que, nessa temperatura, os 100 gramas de água conseguem dissolver, aproximadamente, 35 gramas do soluto AX2.
Determinação da solubilidade do AX2 a 30oC
40oC: Quando ligamos a temperatura 40oC até a curva e, em seguida, a curva até o eixo y, temos que, nessa temperatura, os 100 gramas de água conseguem dissolver, aproximadamente, 45 gramas do soluto AX2.
Determinação da solubilidade do AX2 a 40oC
Como a quantidade dissolvida de soluto é maior a cada aumento na temperatura, temos que o AX2 é um soluto endotérmico.
c) Interpretação textual
Veja o exemplo a seguir:
Exemplo: (PUC-MG) Determinadas substâncias são capazes de formar misturas homogêneas com outras substâncias. A substância que está em maior quantidade é denominada solvente e a que se encontra em menor quantidade é denominada de soluto. O cloreto de sódio (NaCl) forma solução homogênea com a água, em que é possível solubilizar, a 20ºC, 36 g de NaCl em 100 g de água.
O texto informa que, se tivermos 100 gramas de água (solvente), a uma temperatura de 20 oC, é possível dissolver até 36 gramas de NaCl.
Por Me. Diogo Lopes Dias