Físico-Química ⇒ Soluções Tópico resolvido

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Misturam-se, a 20°C, 0,50 g de uma substancia A em 100 mL de água. Sabendo que a solubilidade de A em água, a 20ºC, é igual a 3,0 g de A por litro de agua, pergunta-se: a mistura obtida será homogênea? Por quê?

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Olá, Stephanie!

Ter uma mistura homogênea significa que temos mais de um componente e uma única fase. Relembremos a definição de fase: porção em que todos os pontos apresentam as mesmas propriedades. Então, por exemplo, uma mistura entre água e álcool é homogênea com um detalhe: não importa as quantidades envolvidas. Será que esse detalhe vale para todas as misturas homogêneas? Não. Uma hora ou outra teríamos que lidar com exceções. Sal de cozinha e água ou açúcar e água, por exemplo. Se você exagerar no açúcar, você tem um depósito no fundo do copo. O mesmo vale para o sal e outros exemplos. Como estudar esses casos? Soluções.
Em Soluções, você estuda soluto e solvente ou disperso e dispersante. Além deles, você estuda limite de solubilidade. Grosso modo, o limite de solubilidade é quanto de soluto consegue ser dissolvido no solvente em determinadas condições. Se a quantidade de soluto ultrapassar o limite, você deixa de ter uma mistura homogênea. Se não passar, você tem uma mistura homogênea ainda. Claro, você também tem exceções aí.
Falar tudo de Soluções é complicado. Mas sabendo um pouco do que foi falado, nós vamos atacar o exercício:
1º Passo) Enquadrar os componentes e verificar os dados
A água é o solvente e o soluto é a substância A. Temos o coeficiente de solubilidade.
2º Passo) Cálculo da solubilidade e interpretação do resultado
3,0 g da substância A - 1L de água
0,50 g da substância A - x
x = 0,1667 L ou x = 166,7 mL
O resultado quer dizer que para dissolver 0,50 g da substância A são necessários 166,7 mL de água.
3º Passo) Comparação com a situação do enunciado e os dados encontrados
Na situação hipotética do enunciado, você quer dissolver 0,50 g da substância A em 100mL de água. Bom, não dá. Calculamos. Vimos. Logo, você tem uma mistura que não é homogênea. Se estamos lidando com um sólido, você verá a formação de um corpo de fundo (precipitado). Se for um líquido, você observará uma "faixa". Enfim, a presença de duas fases ou mais não caracteriza uma mistura homogênea.
4º Passo) Quanto se depositará no fundo do recipiente?
3,0 g da substância A - 1L
y - 0,1L
y = 0,30 g
Encontramos quanto seria dissolvido pela água. Se o total da substância A é 0,50 g, então o corpo de fundo é 0,20 g.