Ficha nº1

Mineralização das águas e processo de dissolução

Solubilidade de sais em água

1. O processo que mais contribui para a mineralização das águas naturais é a dissolução de:

(A) gases.

(B) metais.

(C) sais.

(D) líquidos.

2. A concentração de oxigénio dissolvido na água é um parâmetro muito importante para analisar as características químicas e biológicas das águas.

Muitas espécies aquáticas só sobrevivem se a concentração de oxigénio dissolvido estiver dentro de determinados valores. Analise o gráfico e responda às questões seguintes.

2.1 A solubilidade do oxigénio é afetada pela variação de temperatura?

2.2 A temperatura do corpo dos peixes varia em função da temperatura ambiente. Alterações de temperatura na água podem afastar as espécies para zonas em que se sintam mais confortáveis. O limite de tolerância de oxigénio dissolvido para uma determinada espécie sobreviver é de 8,0 mg L-1. Pode afirmar-se que, de acordo com o gráfico, essa espécie pode sobreviver a uma temperatura de 30 ºC?

2.3 Qual é a concentração de oxigénio dissolvida à temperatura de 0ºC?

3. A capacidade em dissolver uma grande variedade de sólidos, líquidos e gases justifica, em grande parte, a composição química das águas do mar e dos oceanos, que são, das águas naturais, as que possuem maior quantidade de espécies químicas dissolvidas. Mais de 99% das substâncias dissolvidas na água do mar são sais. Os sais dos metais pesados existem em quantidades vestigiais.

3.1. A que se deve o facto de os sais de metais pesados serem pouco abundantes na água do mar?

3.2. Na tabela ao lado apresentam-se alguns valores da composição média da água dos oceanos.

Recolheu-se uma amostra de 5,0 dm3 de água do oceano. Calcule a massa de cloreto de sódio obtida por evaporação completa da água da amostra referida.

4. Selecione a opção correta.

(A) A água, por ser um solvente polar, dissolve qualquer sal, porque os sais são compostos iónicos.

(B) Se uma solução saturada contiver 25 g de soluto por 100 ml de água, uma solução que contenha 30 g desse soluto por 100 ml de água, à mesma temperatura, é uma solução sobressaturada.

(C) A solubilidade de um dado sal é independente da temperatura.

(D) A uma determinada temperatura, uma solução sobressaturada contém menor quantidade de soluto por unidade de volume do que uma solução saturada do mesmo soluto.

5. A água do mar é constituída por uma solução de vários tipos de sais minerais dissolvidos ao longo de mais de 500 milhões de anos, originados pela erosão da chuva, do vento, do mar e caudais dos rios, etc. Adicionalmente, parte desses sais minerais resulta da matéria orgânica decomposta no mar. Os elementos mais abundantes são o cloro, sódio, potássio e o cálcio. O cloreto de sódio, vulgarmente denominado como sal de cozinha, representa cerca de 85 por cento dos sais minerais dissolvidos na água do mar.

Adaptado de http://www.ciencia20.up.pt/, 05/09/12

5.1. Identifique o sal presente em maior quantidade na água do mar.

5.2. A dissolução dos sais minerais na água do mar ocorre devido ...

(A) ... ao facto de as ligações intermoleculares entre as moléculas de água serem fracas.

(B) ... ao predomínio das interações entre as moléculas de água e entre os iões da rede cristalina sobre as interações entre as moléculas de água e os iões.

(C) ... à fraca polaridade das moléculas da água.

(D) ... à quebra das interações entre os iões da rede cristalina e entre as moléculas de água para formar novas interações entre os iões e as moléculas de água.

5.3. Selecione a opção que indica corretamente a distribuição/orientação das moléculas de água em torno das partículas de cloreto de sódio, como resultado da sua dissolução.

5.4. Indique como se designa o processo pelo qual os iões são rodeados por moléculas de água, estabelecendo-se novas interações soluto-solvente.

5.5. A tabela seguinte apresenta a composição iónica da água do mar a 25 ºC e 1 atm. Com base nesses valores estime a salinidade da água do mar, sabendo que corresponde à massa de resíduo seco (em gramas) existente em 1 kg de água do mar.

6. Considerando a intensidade das interações soluto-soluto, solvente-solvente e soluto-solvente, explique por que razão NaCl se dissolve em água, mas não em benzeno (C6H6).

7. Qual dos seguintes gases contribui para a mineralização da água?

(A) O2

(B) CO2

(C) N2

(D) CH4

8. Para estudar como varia a solubilidade de diferentes solutos em solventes diferentes, um grupo de alunos realizou a experiência seguinte.

Os alunos colocaram igual massa de diferentes solutos em três solventes diferentes. Os resultados obtidos são apresentados na tabela seguinte.

Analise os dados da tabela e responda às questões seguintes.

8.1 Qual é o soluto mais solúvel em água?

8.2 Qual é o soluto mais solúvel em hexano?

8.3 A água é o solvente que mais se utiliza. A partir dos resultados dos alunos, pode concluir-se que a água é o melhor solvente?

8.4 Como varia a solubilidade do cloreto de sódio nos diferentes solventes?

8.5 Refira o tipo de ligações químicas entre cada um dos solutos e em cada um dos solventes e estabeleça a associação para os pares soluto/solvente em que se verificou uma maior solubilidade.

9. Quatro tubos de ensaio A, B, C e D, contêm 25,0 ml de água desionizada. Adicionam-se a estes tubos de ensaio diferentes massas de cloreto de amónio, NH4Cl, nas seguintes quantidades:

Considere constante a temperatura e o volume.

Selecione a opção que completa corretamente a frase seguinte.

A solubilidade deste sal é 60 g / 100 ml de água, a 80 ºC. Após agitação a essa temperatura, encontra-se solução saturada e fase sólida ...

(A) em nenhum dos tubos de ensaio.

(B) apenas no tubo D

(C) apenas nos tubos C e D.

(D) apenas nos tubos B, C e D.

10. Um dos principais componentes gasosos da água do mar é o dióxido de carbono. O pH da água do mar é ligeiramente básico, normalmente na gama de 7,5-8,5. A crescente emissão de dióxido de carbono de origem antropogénica para a atmosfera e a sua consequente dissolução na água oceânica têm vindo a preocupar os cientistas de todo o Mundo, uma vez que este composto reage quimicamente com as moléculas de água e uma pequena alteração no pH da água pode ter consequências drásticas ao nível ambiental.

10.1. Escreva a equação química que traduz a reação do dióxido de carbono com a água.

10.2. Selecione a opção que indica, respetivamente, a polaridade das moléculas de H2O e CO2.

(A) Apolar, polar.

(B) Apolar, apolar.

(C) Polar, apolar.

(D) Polar, polar.

10.3. Alguns organismos marinhos incorporam carbonato de cálcio, CaCO3, e o aumento da acidez da água do mar promove a dissolução deste composto. Por esta razão os corais e os organismos com concha calcária são dos seres vivos mais afetados pela redução do pH da água.

10.3.1. Escreva a reação que traduz a dissolução do carbonato de cálcio em meio ácido.

10.3.2. A concentração média de Ca2+ na água do mar é 0,41 g kg-1. Determine a quantidade de matéria de Ca2+ presente numa tonelada de água do mar.

11. Das afirmações seguintes, indique a verdadeira.

(A) A água dissolve sais e substâncias moleculares.

(B) A água dissolve sólidos e líquidos, mas não gases.

(C) A água dissolve sólidos, mas não líquidos e gases.

(D) A água não dissolve substâncias moleculares.

12. Numa experiência realizada no laboratório deitou-se uma colher de sal em cristais num copo com água gelada e agitou-se. Posteriormente, repetiu-se a experiência, com água à mesma temperatura da anterior e com a mesma quantidade de sal, mas triturado num almofariz.

12.1. Selecione, das opções A, B, C ou D, a opção verdadeira.

(A) A agitação provoca a dissolução do sal mais rapidamente do que aconteceria de outra forma.

(B) A agitação provoca a dissolução de menos sal na água gelada do que aconteceria por outro processo.

(C) A agitação provoca a dissolução de mais sal na água gelada do que aconteceria por outro processo.

(D) A agitação não altera a rapidez à qual o sal se dissolve ou a quantidade de sal que se pode dissolver.

12.2. O tempo que demorou a dissolução nestas condições, relativamente às da questão 2.1., é:

(A) o mesmo;

(B) superior;

(C) inferior.

13. Os nitratos, regra geral, são muito solúveis em água. Considere que se preparou uma solução aquosa de Mg(NO3)2.

Selecione a opção que completa corretamente a frase seguinte.

O intervalo de tempo necessário à dissolução completa do sal ...

(A) ... depende do estado de divisão do sal e da agitação da solução.

(B) ... não depende do estado de divisão do sólido, nem depende da agitação da solução.

(C) ... depende do estado de divisão do sólido, mas não da agitação da solução.

(D) ... não depende do estado de divisão do sólido, mas depende da agitação da solução.

14. Os valores seguintes mostram a solubilidade de alguns sais, a uma dada temperatura, expressa em g de soluto/ 100 ml de água.

I. AgNO3 - 260 g / 100 mL H2O

II. Al2(SO4)3 -160 g / 100 mL H2O

III. NaCl - 36 g / 100 mL H2O

IV. KNO3 - 52 g / 100 mL H2O

Uma solução de um destes sais, com o volume de 25,0 ml, foi sujeita a evaporação. A massa de sal que se obteve foi de 13 g. Identifique o sal.

15. O agitador magnético é um aparelho de laboratório comum e de grande utilidade na preparação de soluções aquosas. É constituído por uma placa de agitação que, criando um campo magnético em rotação, provoca o movimento giratório de uma pequena barra magnetizada colocada no interior da solução.

15.1. Explique de que forma a utilização de um agitador magnético contribui para a dissolução de um soluto em água.

15.2. Que outro fator, além da agitação, contribui para a dissolução de um soluto em água?

15.3. Descreva o processo de dissolução dos compostos iónicos em água, referindo as interações envolvidas.

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