Cálculos envolvendo a solubilidade

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A preparação do soro fisiológico utiliza um cálculo que envolve a solubilidade
A preparação do soro fisiológico utiliza um cálculo que envolve a solubilidade

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Por Diogo Lopes Dias

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:

  • Em um gráfico;

  • Em uma tabela;

  • 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
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
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:

  • da massa do soluto presente em uma massa de solvente diferente, a essa temperatura;

  • da massa de solvente necessária para dissolver uma massa de soluto diferente, a essa temperatura;

  • 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
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;

  • Já a 20 oC, a solução saturada apresenta, aproximadamente, 31 g de soluto dissolvidos em 100 g de H2O.

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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:

  • da massa do soluto presente em uma massa de solvente diferente, em determinada temperatura;

  • da massa de solvente necessária para dissolver uma massa de soluto diferente, em determinada temperatura;

  • 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.

Tabela de solubilidade do KNO3

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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