Tema VI – Pressão e Solubilidade de Gases em Líquidos

Os aprendentes já reconheceram a existência de misturas homogéneas, heterogéneas e coloidais, analisaram o processo de formação de uma solução e estudaram a influência dos solventes e dos solutos na solubilidade, do tamanho dos cristais e do uso de agitação no processo de dissolução de sólidos em líquidos e ainda da temperatura na solubilidade de sólidos em líquidos. A estratégia delineada prevê o estudo da influência da pressão na solubilidade de gases em líquidos.

A – Objectivos

Com este tema pretende-se que os alunos reconheçam que a solubilidade de um gás num líquido aumenta com o aumento da pressão.

B – Ficha de Trabalho 6 “Pressão e Solubilidade de Gases em Líquidos”

Questão A. O que acontece quando abres uma garrafa de água gaseificada? Explica.

Antes de fazeres as experiências… Responde a algumas questões acerca da água gaseificada

Questão B. Observa o rótulo da garrafa de água gaseificada que te foi fornecida e indica os componentes que constituem essa água?

Questão C. Por quantas fases é constituída a água gaseificada? Justifica. Questão D. Indica o solvente e o(s) soluto(s). Justifica.

Agora que já reflectiste, Vamos Investigar… Como varia a solubilidade de gases em líquidos com a pressão

Procedimento

1. Colocar água gaseificada na seringa, até perfazer metade do seu volume. 2. Segurar o êmbolo e tapar a extremidade da seringa.

3. Deslocar o êmbolo em ambos os sentidos.

Questão E. Descreve e explica o que observaste.

Obrigada pela tua colaboração!

Quadro 3.8: Síntese do Procedimento Laboratorial do Tema “Pressão e Solubilidade de

Gases em Líquidos”. Questões Procedimento

Experimental Observações Objectivos

Conteúdos Programáticos

Questão A Reflectir sobre a influência da

pressão na solubilidade de um gás num líquido.

Soluções líquidas.

Questão B Compreender que, apesar do seu

aspecto homogéneo, a água gaseificada é uma mistura de várias substâncias. Classificação de misturas, quanto às dimensões das partículas do disperso e do dispersante.

Questão C Reflectir sobre a condição essencial

de uma mistura homogénea ser constituída por uma única fase.

Questão D Permitir a aplicação do critério do

estado físico para a selecção do solvente; Soluto e solvente. Aplicar os critérios de Água gaseificada

Reflectir acerca da existência de soluções com mais do que um soluto.

identificação dos solventes. Colocar água gaseificada na seringa, até perfazer metade do seu volume, segurar o êmbolo e tapar a extremidade da seringa e deslocar o êmbolo em ambos os sentidos. Quando se desloca o êmbolo no sentido de diminuir o volume, o número de bolhas de gás sobre o líquido diminui. Quando se desloca o êmbolo no sentido de aumentar o volume, o número de bolhas de gás sobre o líquido aumenta.

Concluir que a solubilidade do dióxido de carbono aumenta com o aumento de pressão.

Concluir que a solubilidade do dióxido de carbono diminui com o decréscimo

de pressão. Soluções líquidas.

Questão E Reflectir sobre as razões que

justificam a variação da solubilidade de um gás num líquido com a pressão.

C – Descrição Metodológica

A actividade prática inicia-se com a Questão A. Com este problema pretende-se que os alunos reflictam acerca da influência da pressão na solubilidade de um gás num líquido.

Posteriormente, é solicitado que respondam às Questões B, C e D relacionadas com a composição da água gaseificada. Com a Questão B pretende-se diligenciar no sentido de os alunos compreenderem que, apesar do seu aspecto homogéneo, a água gaseificada é uma mistura de várias substâncias, enquanto com a Questão C se pretende que os discentes reflictam acerca da condição essencial de uma mistura homogénea ser constituída por uma única fase.

Posteriormente, na secção “Vamos Investigar”, os alunos investigam a influência da pressão na solubilidade de gases em líquidos.

A Questão D tem como principais objectivos permitir a aplicação do critério do estado físico para a selecção do solvente e ainda promover a reflexão acerca da existência de soluções com mais do que um soluto.

A Questão E tem como principal propósito conduzir os alunos a uma reflexão acerca das razões que justificam a variação da solubilidade de um gás num líquido com a pressão.

D – Discussão da Ficha de Trabalho 6

Na Questão A os discentes referem que ao abrir uma garrafa de água gaseificada observam a libertação de bolhas gasosas, a qual ocorre porque este gás é dissolvido na água a uma pressão de três a quatro atmosferas; assim, quando se abre a garrafa a pressão total sobre o líquido diminui aproximadamente para uma atmosfera – pressão atmosférica – o que faz com que algumas das moléculas de gás dissolvidas se libertem do líquido, até que a pressão do gás na água iguale a pressão exercida pela atmosfera.

Na Questão B os alunos devem classificar a água gaseificada como uma mistura homogénea de água, dióxido de carbono e alguns catiões e aniões.

Na Questão C os aprendentes deverão referir que não sendo possível distinguir os diferentes componentes da mistura, a água gaseificada é constituída por uma única fase.

Na secção “Vamos Investigar” os alunos verificam que quando aumentam a pressão do dióxido de carbono sobre o líquido a quantidade de gás que se dissolve na água aumenta e que quando diminuem a pressão daquele gás sobre o líquido a quantidade que se dissolve é menor. Desta forma, devem concluir que a solubilidade de um gás num líquido aumenta com o aumento de pressão e diminui com o decréscimo de pressão.

Na Questão D os discentes classificam a água como o solvente e o dióxido de carbono como o soluto, por aplicação do critério do estado físico, o solvente é aquele que possui o mesmo estado físico da solução, que neste caso é líquida.

Na Questão E os alunos devem atribuir o aumento da solubilidade com o aumento de pressão a um maior número de colisões das moléculas do gás que se encontra sobre o líquido em relação ao número de choques das partículas do gás que se encontra dissolvido no líquido. Da mesma forma, devem atribuir a diminuição da solubilidade com a diminuição de pressão a um menor número de choques das moléculas do gás que se encontra sobre o líquido em relação ao número de choques das partículas do gás que se encontra dissolvido no líquido.

E – Ficha Informativa 6 “Pressão e Solubilidade de Gases em Líquidos”

Por que razão uma bebida gaseificada deixa de “picar” na língua quando a sua garrafa permanece aberta durante algum tempo?

Na preparação das bebidas gaseificadas o dióxido de carbono é dissolvido no líquido a uma pressão de 3 a 4 atmosferas. Quando a garrafa é aberta, a pressão diminui e observa-se a libertação de bolhas de gás. O dióxido de carbono “sai” do líquido até a sua pressão ser igual à pressão atmosférica. Desta forma, sendo o gás o responsável pela sensação de “picar” na língua, o refrigerante perde esta sua característica.

Podemos dizer, então, que a solubilidade de um gás num líquido aumenta com o aumento da

Como se explica a variação da solubilidade de um gás num líquido com a pressão?

Quando aumenta a pressão de um gás que se encontra em contacto com um líquido aumenta também o número de choques do gás com a superfície livre do líquido. Desta forma, aumenta o número de moléculas que interagem com a superfície do líquido, ou seja, aumenta a quantidade de gás dissolvido. Por outras palavras, a solubilidade do gás no líquido aumenta.

À medida que as moléculas de gás se dissolvem no líquido a velocidade de dissolução diminui. Assim, a dada altura a velocidade de “entrada” das moléculas iguala a velocidade de “saída” obtendo-se, portanto, uma solução saturada.

Por outro lado, diminuindo a pressão do gás sobre o líquido diminui também o número de choques do gás com a superfície livre do líquido. Assim, diminui o número de moléculas que se dissolvem no líquido, ou seja, diminui a quantidade de gás dissolvido. Por outras palavras, a solubilidade do gás no líquido diminui.