Solução insaturada: em que consiste e exemplos
Uma solução insaturada é qualquer solução na qual o meio solvente ainda é capaz de dissolver mais soluto. Este meio é geralmente líquido, embora também possa ser gasoso. Em relação ao soluto, é um conglomerado de partículas em estado sólido ou gasoso.
E os solutos líquidos? Neste caso, a dissolução é homogênea desde que ambos os líquidos sejam miscíveis. Um exemplo disso é a adição de álcool etílico à água; os dois líquidos com suas moléculas, CH 3 CH 2 OH e H 2 O são miscíveis porque formam ligações de hidrogênio (CH 3 CH 2 OH-OH 2 ).
Contudo, se o diclorometano (CH2Cl2) fosse misturado com água, estes formariam uma solução de duas fases: uma aquosa e a outra orgânica. Por quê? Como as moléculas de CH 2 Cl 2 e H 2 O interagem muito fracamente, algumas se deslizam umas sobre as outras, resultando em dois líquidos imiscíveis.
Uma gota mínima de CH 2 Cl 2 (soluto) é suficiente para saturar a água (solvente). Se, por outro lado, eles pudessem formar uma solução insaturada, uma solução completamente homogênea seria então vista. Por esse motivo, somente solutos sólidos e gasosos podem gerar soluções não saturadas.
O que é uma solução não saturada?
Numa solução não saturada, as moléculas de solvente interagem com uma eficácia tal que as moléculas de soluto não podem formar outra fase.
O que significa isto? Que as interações solvente-soluto excedam, dadas as condições de pressão e temperatura, as interações soluto-soluto.
Uma vez que as interações soluto-soluto aumentam, elas "orquestram" a formação de uma segunda fase. Por exemplo, se o meio solvente é um líquido, e o soluto é um sólido, o segundo dissolverá no primeiro para formar uma solução homogênea, até aparecer uma fase sólida, que nada mais é do que o soluto precipitado.
Este precipitado deve-se ao facto de as moléculas de soluto serem capazes de se agruparem devido à sua natureza química, intrínseca à sua estrutura ou ligações. Quando isso acontece, diz-se que a solução está saturada de soluto.
Portanto, uma solução insaturada de soluto sólido consiste de uma fase líquida sem precipitado. Enquanto se o soluto é gasoso, então uma solução insaturada deve estar livre da presença de bolhas (que nada mais são do que aglomerados de moléculas gasosas).
Efeito da temperatura
A temperatura influencia diretamente o grau de insaturação de uma solução em relação a um soluto. Isso pode ser devido principalmente a dois motivos: o enfraquecimento das interações soluto-soluto devido ao efeito do calor e o aumento das vibrações moleculares que ajudam a dispersar as moléculas de soluto.
Se um meio solvente é considerado como um espaço compacto em cujos orifícios as moléculas de soluto estão alojadas, à medida que a temperatura aumenta, as moléculas irão vibrar aumentando o tamanho desses orifícios; de tal maneira que o soluto possa romper em outras direções.
Sólidos insolúveis
No entanto, alguns solutos têm interações tão fortes que as moléculas de solvente mal conseguem separá-las. Quando isto é assim, uma concentração mínima do referido soluto dissolvido é suficiente para que ele precipite, e é então um sólido insolúvel.
Os sólidos insolúveis, formando uma segunda fase sólida que difere da fase líquida, geram poucas soluções insaturadas. Por exemplo, se 1 L de líquido A puder dissolver apenas 1 g de B sem precipitar, misturar 1 L de A com 0, 5 g de B irá gerar uma solução insaturada.
Da mesma forma, uma gama de concentrações que oscilam entre 0 e 1g de B também formam soluções não saturadas. Mas ao passar 1g, B irá precipitar. Quando isso acontece, a solução passa de insaturada a saturada com B.
E se a temperatura for aumentada? Se o aquecimento for aplicado a uma solução saturada com 1, 5 g de B, o calor ajudará a dissolução do precipitado. No entanto, se houver muito B precipitado, o calor não será capaz de dissolvê-lo. Se sim, um aumento na temperatura simplesmente evapora o solvente ou o líquido A.
Exemplos
Exemplos de soluções insaturadas são numerosos, pois dependem do solvente e do soluto. Por exemplo, para o mesmo líquido A e outros solutos C, D, E ... Z, suas soluções serão insaturadas desde que não precipitem ou formem uma bolha (se forem solutos gasosos).
O mar pode fornecer dois exemplos. A água do mar é uma solução massiva de sais. Se um pouco dessa água for fervida, será notado que ela é insaturada na ausência de sal precipitado. No entanto, à medida que a água evapora, os íons dissolvidos começam a se aglomerar, deixando o salitre preso ao pote.
Outro exemplo é a dissolução do oxigênio na água dos mares. A molécula de O 2 cruza as profundezas do mar o suficiente para a fauna marinha respirar; mesmo que não seja muito solúvel. Por essa razão, é comum observar as bolhas de oxigênio emergindo na superfície; das quais, algumas moléculas conseguem se dissolver.
Uma situação semelhante ocorre com a molécula de dióxido de carbono, CO 2 . Ao contrário do O 2, o CO 2 é ligeiramente mais solúvel porque reage com a água para formar ácido carbônico, H 2 CO 3 .
Diferença com solução saturada
Resumindo o acima exposto, quais são as diferenças entre uma solução insaturada e saturada? Primeiro, o aspecto visual: uma solução não saturada consiste em uma única fase. Portanto, não deve haver nenhum sólido (fase sólida) ou nenhuma bolha (fase gasosa).
Da mesma forma, as concentrações de soluto em uma solução insaturada podem variar até que um precipitado ou bolha se forme. Enquanto em soluções saturadas, bifásicas (líquido-sólido ou líquido-gás), a concentração de soluto dissolvido é constante.
Por quê? Porque as partículas (moléculas ou íons) que compõem o precipitado, estabelecem um equilíbrio com aqueles que estão dissolvidos no solvente:
Partículas (do precipitado partículas dissolvidas
Moléculas da bolha Moléculas dissolvidas
Esse cenário não é considerado em soluções não saturadas. Ao tentar dissolver mais soluto em uma solução saturada, o equilíbrio se move para a esquerda; para a formação de mais precipitado ou bolhas.
Porque em soluções não saturadas este equilíbrio (saturação) ainda não foi estabelecido, o líquido pode "armazenar" mais sólido ou gás.
Há oxigênio dissolvido ao redor de uma alga no fundo do mar, mas quando as bolhas de oxigênio vêm de suas folhas, isso significa que ocorre saturação de gás; caso contrário, nenhuma bolha seria observada.
