Solubilidade de sólidos

Introdução

Solubilidade é resultado de uma interação entre as moléculas polares e os íons que formam um cristal. O termo é utilizado tanto para designar o fenômeno qualitativo do processo (dissolução) como para expressar quantitativamente a concentração das soluções. A solubilidade de uma substância depende da natureza do soluto e do solvente, assim como da temperatura e da pressão do sistema.É a tendência do sistema em alcançar o valor máximo de entropia.
Solubilidade ou coeficiente de solubilidade (CS) é a quantidade máxima que uma substância pode dissolver-se num líquido. Pode-se expressar em mols por litro, em gramas por litro, ou em porcentagem de soluto/solvente. Também é possível estender o conceito de solubilidade para solventes sólidos.
O processo de interação entre asmoléculas do solvente e as partículas do soluto para formar agregados é denominado solvatação e, se o solvente for a água, hidratação.
A solubilidade é definida como relação entre forças intermoleculares do soluto e do solvente, assim:
A pressão ambiente tem influência na solubilidade de sólidos, líquidos e gases em água. A influência é pequena no caso da solubilidade de sólidos e líquidos. Issoporque a pressão influi pouco na extensão dos equilíbrios entre eles.
A influência da temperatura na solubilidade de sólidos na água é que quanto maior a temperatura, maior a agitação das moléculas da água, o que leva a solubilidade dos sólidos na água aumentar. O mesmo ocorre com todos os outros líquidos.
A idéia de solubilidade está ligada à idéia de equilíbrio químico entre soluto dissolvido esoluto não dissolvido. A variação da temperatura perturbam o estado de equilíbrio, estabelecendo-se novo estado de equilíbrio que tende a ajustar a perturbação.
Sólidos cristalinos, apresentam três características fundamentais:
1°)Forma cristalina definida, quando vistos a olho nu ou sob o microscópio.
2°)Temperatura de fusão definida.
3°)Podem se partir segundo direções preferenciais(clivagem).
Tais propriedades devem-se ao fato de que, nestes sólidos, as partículas estão ordenadas em linhas e planos, formando um edifício cristalino, onde as distâncias são determinadas pelo tamanho e pela força resultante existente entre elas.
Quando o sólido se funde, o edifício cristalino é destruído, pois a energia fornecida se sobrepõe às forças intermoleculares, primeiro dilatando e depoisrompendo as ligações, deixando livres os componentes da estrutura. A energia térmica necessária para fundir é chamada de calor de fusão.
O valor da temperatura de fusão pode indicar a intensidade das forças resultantes entre os átomos. Desse modo, na clivagem, o edifício cristalino se romperá na direção em que as forças resultantes forem mais fracas.
Na dissolução de sólidos, o edifício cristalinotambém é destruído. Isso significa que as forças que o mantinham (interações entre as partículas do sólido) foram superadas pelas forças de interação entre as partículas do sólido com as do solvente. Nesta transformação ocorre ruptura de ligações existentes entre as partículas, formação de novas ligações, seguida de dispersão da nova espécie no solvente.
Para um solvente e uma temperatura fixa, sedois sólidos têm entalpias de fusão semelhantes, o sólido com o ponto de fusão mais baixo tem maior solubilidade; de igual modo, se dois sólidos têm o mesmo ponto de fusão, aquele com tiver maior entalpia de fusão terá a maior solubilidade.
A solubilidade do sólido num líquido é então propriedade, não apenas das forças intermoleculares entre soluto e solvente, mas também do ponto de fusão eentalpia de fusão do soluto.
O conhecimento da solubilidade de sólidos em solventes puros e misturas de solventes é essencial no desenvolvimento de processos industriais de cristalização e também na seleção de solventes para reações orgânicas, formulação de produtos químicos e farmacêuticos, e na prevenção e limpeza de incrustações em equipamentos de processos.
Solução saturada: é aquela que...
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