Química · 9.ª–12.ª classe
Como ler uma curva de solubilidade?
Resposta curta
Uma curva de solubilidade mostra, para cada temperatura (eixo horizontal), a massa máxima de soluto que se dissolve em 100 g de solvente (eixo vertical). Para a ler, localize a temperatura, suba até à curva e leia o valor na vertical. Pontos na curva são soluções saturadas, abaixo são insaturadas e acima têm soluto em excesso.
Quando se aplica
Usa-se a curva de solubilidade para saber quanto soluto se consegue dissolver a uma dada temperatura, se uma solução está saturada ou não e quanto sólido se deposita quando uma solução quente é arrefecida. É assim, por exemplo, que se explica a obtenção de cristais de um sal ao arrefecer uma solução concentrada.
Pré-requisitos
- Solubilidade (S): quantidade máxima de soluto que se dissolve numa quantidade fixa de solvente, a uma dada temperatura. Normalmente exprime-se em g de soluto por 100 g de água.
- Solução saturada: já não dissolve mais soluto a essa temperatura.
- Solução insaturada: ainda dissolve mais soluto.
- Solução sobressaturada: contém, temporariamente, mais soluto do que o máximo; é instável e o excesso cristaliza facilmente.
Como varia a solubilidade com a temperatura
Para a maioria dos sólidos iónicos e moleculares, a solubilidade em água aumenta com a temperatura, e por isso a curva sobe. Há exceções: o cloreto de sódio quase não varia (curva quase horizontal) e alguns sais diminuem com o aquecimento. Os gases são menos solúveis em água quando a temperatura sobe, o que explica porque um refrigerante quente perde o gás mais depressa.
Método passo a passo
- Identifique a substância e as unidades dos eixos (normalmente °C e g/100 g de água).
- Localize a temperatura no eixo horizontal.
- Suba na vertical até encontrar a curva e leia o valor de S no eixo vertical (se estiver entre dois pontos, estime ou interpole).
- Compare a massa de soluto que tem com a que a curva permite para essa quantidade de solvente. Se a massa dissolvida for igual a S: saturada; menor: insaturada; maior: saturada com depósito (ou sobressaturada).
- Ajuste à quantidade de água. A curva refere-se a 100 g; se tiver outra massa de água, multiplique S por (massa de água ÷ 100).
- Para arrefecimentos, calcule a massa dissolvida em cada temperatura e subtraia: o que deixa de caber precipita.
Dados para os exemplos
Como não é possível desenhar o gráfico aqui, considere uma substância hipotética X, cuja curva se resume nesta tabela (pontos intermédios obtêm-se por interpolação linear):
| Temperatura (°C) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
|---|---|---|---|---|---|
| S (g de X por 100 g de água) | 20 | 32 | 48 | 68 | 92 |
Exemplos resolvidos
Exemplo 1 — Ler um valor e ajustar a quantidade de água
Enunciado: Qual é a solubilidade de X a 20 °C? Que massa de X se dissolve, no máximo, em 250 g de água a essa temperatura?
Resolução:
- Na tabela (equivalente a subir da temperatura 20 °C até à curva), S(20 °C) = 32 g por 100 g de água.
- Para 250 g de água: fator 250 ÷ 100 = 2,5.
- Massa máxima: 32 × 2,5 = 80 g.
Resposta: S = 32 g/100 g de água e o máximo em 250 g de água é 80 g. Verificação: 80 ÷ 2,5 = 32.
Exemplo 2 — Classificar a solução
Enunciado: A 40 °C, dissolvem-se 60 g de X em 100 g de água. Classifique a solução. E se fossem só 30 g?
Resolução:
- S(40 °C) = 48 g/100 g de água.
- Com 60 g, a massa excede 48: a solução está saturada e sobram 60 − 48 = 12 g de X por dissolver (depósito no fundo).
- Com 30 g, 30 < 48: solução insaturada, que ainda dissolve 48 − 30 = 18 g.
Resposta: 60 g: saturada com 12 g de depósito; 30 g: insaturada (aceita mais 18 g). Verificação: 48 + 12 = 60 e 30 + 18 = 48.
Exemplo 3 — Arrefecimento e massa que precipita
Enunciado: Preparou-se uma solução saturada de X em 200 g de água, a 80 °C. Arrefece-se até 20 °C. Que massa de X cristaliza?
Resolução:
- Massa dissolvida a 80 °C: 92 × 2 = 184 g.
- Massa que cabe a 20 °C: 32 × 2 = 64 g.
- Precipita: 184 − 64 = 120 g.
Resposta: cristalizam 120 g de X. Verificação: a diferença de solubilidade é 92 − 32 = 60 g por 100 g de água, e 60 × 2 = 120 g.
Exemplo 4 — Nível de exame: temperatura mínima
Enunciado: Qual é a temperatura mínima a que 34 g de X se dissolvem totalmente em 50 g de água?
Resolução:
- Converta para 100 g de água: 34 × 2 = 68 g de X por 100 g.
- Na tabela, S = 68 g/100 g ocorre a 60 °C.
- A temperaturas inferiores a 60 °C, S é menor do que 68, e parte do soluto não se dissolve.
Resposta: a temperatura mínima é 60 °C. Verificação: a 60 °C, 50 g de água dissolvem 68 ÷ 2 = 34 g.
Erros frequentes
- Ler no eixo errado ou trocar temperatura por solubilidade. Confirme o que representa cada eixo.
- Esquecer que a curva é «por 100 g de água» e aplicar o valor diretamente a outra massa de água.
- Dizer que um ponto acima da curva é estável. Acima da curva há soluto em excesso: ou depósito ou solução sobressaturada instável.
- Pensar que a solubilidade aumenta sempre com a temperatura. É assim para a maioria dos sólidos, mas não para o cloreto de sódio (quase constante) nem para os gases.
- Subtrair no sentido errado no arrefecimento: precipita (S quente − S frio) × fator, sempre positivo.
- Confundir massa de solução com massa de solvente. As solubilidades são em relação ao solvente.
Exercícios propostos
Use a tabela da substância X dada acima.
1Exercício 1
Indique a solubilidade de X a 40 °C e a 80 °C.
Ver solução
Da tabela: 48 g/100 g de água a 40 °C e 92 g/100 g de água a 80 °C.
2Exercício 2
A 20 °C dissolvem-se 30 g de X em 100 g de água. A solução é saturada ou insaturada? Quanta massa de X ainda se poderia dissolver?
Ver solução
S(20 °C) = 32 g. Como 30 < 32, a solução é insaturada e dissolve mais 32 − 30 = 2 g.
3Exercício 3
Adicionam-se 60 g de X a 100 g de água a 20 °C. Que massa fica por dissolver?
Ver solução
Só se dissolvem 32 g; ficam por dissolver 60 − 32 = 28 g.
4Exercício 4
Uma solução saturada de X em 100 g de água, a 60 °C, é arrefecida até 0 °C. Que massa de X cristaliza?
Ver solução
Dissolvido a 60 °C: 68 g. A 0 °C cabem 20 g. Cristalizam 68 − 20 = 48 g.
5Exercício 5
Estime a temperatura a que a solubilidade de X é 40 g/100 g de água, supondo que a curva é uma reta entre os pontos de 20 °C e 40 °C.
Ver dica
Entre 20 °C e 40 °C, S sobe de 32 para 48. Que fração da subida corresponde a 40?
Ver solução
A subida total é 48 − 32 = 16 g em 20 °C. De 32 até 40 são 8 g, metade da subida, logo a temperatura é 20 + 10 = 30 °C.
Perguntas frequentes
Quando se usa este método?
Sempre que um problema fornece um gráfico ou tabela de solubilidade e pede massas dissolvidas, classificação de soluções ou massa que cristaliza ao arrefecer. Também serve para escolher a temperatura necessária para dissolver determinada quantidade de soluto.
Existe um método mais rápido?
Sim: converta o enunciado para «g de soluto por 100 g de água» logo no início e compare diretamente com a curva. Para arrefecimentos, calcule apenas a diferença de solubilidades e multiplique pelo fator de água.
Que erros são mais comuns?
Esquecer o fator da massa de água, trocar os eixos e supor que a solubilidade aumenta sempre com a temperatura. Veja «Erros frequentes».
O que significa um ponto abaixo da curva?
Significa que, àquela temperatura, a solução tem menos soluto do que o máximo possível: é insaturada e ainda aceita mais soluto até chegar à curva.
Resumo
- A curva de solubilidade dá S (g/100 g de água) em função da temperatura.
- Na curva: saturada; abaixo: insaturada; acima: soluto em excesso.
- Ajuste ao solvente: massa máxima = S × (massa de água ÷ 100).
- Massa que cristaliza ao arrefecer = (S quente − S frio) × (massa de água ÷ 100).
- Em geral, a solubilidade dos sólidos aumenta com a temperatura e a dos gases diminui.
Onde aprofundar
- O manual de Química da sua classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
- O manual aberto OpenStax Chemistry (em inglês), capítulo sobre soluções e solubilidade.
- Tabelas de solubilidade de manuais de laboratório, para ver curvas reais de vários sais.
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