A primeira pilha elétrica surgiu em 1800, criada pelo cientista italiano Volta. Após sua descoberta, iniciou-se um período de experiências e dentre elas havia uma que consistia em mergulhar as pontas de dois fios condutores ligados a uma pilha em diferentes soluções, intercalando no circuito uma lâmpada de prova. Observaram que algumas soluções conduziam corrente elétrica, como a solução aquosa de sal de cozinha, e outras não. Várias teorias tentaram explicar tal fato, mas somente a de Arrhenius foi aceita. Ela surgiu a partir das experiências do físico-químico sueco Svant August Arrhenius (1859-1927), realizadas com a passagem de corrente elétrica através de soluções aquosas, formulou-se a hipótese de que essas continham os íons, partículas carregadas. Diante disso, Arrhenius instituiu a teoria da dissociação iônica.
Teoria de Arrhenius
A teoria diz que uma substância dissolvida em água se divide em partículas cada vez menores, mas, em alguns casos a divisão nas moléculas se interrompe e então a solução não consegue conduzir corrente elétrica.
As experiências de Arrhenius formularam os fenômenos da dissociação iônica e ionização:
Segundo Arrhenius, os íons positivos, os cátions, os íons negativos e os ânions são oriundos de determinadas substâncias dissolvidas em água. Sendo assim, duas soluções aquosas: uma de sal de cozinha (NaCℓ) e outra de soda cáustica (NaOH) foram utilizadas para experimentar a condutividade elétrica. O fenômeno da dissociação iônica foi comprovado por Arrhenius, quando verificou em ambos os casos a passagem de corrente elétrica associando-a a existência de íons livres nas soluções.
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Exemplo da dissociação iônica do NaCℓ em água: A água é uma substância constituída por moléculas polares, o pólo negativo está situado no átomo de oxigênio e o pólo positivo está nos átomos de hidrogênio. A solução iônica é obtida da interação entre H2O e NaCℓ.
Arrhenius atentou para os seguintes fatos ao experimentar a condutividade de compostos moleculares, como o açúcar (C12H 22O 11) e o ácido clorídrico (HCℓ), e concluiu que:
• Na solução aquosa de açúcar não existe íons, por não conduzir corrente elétrica. Sendo assim, o açúcar dissolveu somente na água.
• Confirmou a existência de íons livres, devido à condução de corrente elétrica pela solução aquosa de ácido clorídrico.
O HCℓ é um composto constituído por moléculas, sendo assim os íons são formados mediante a quebra dessas moléculas pela água. Esse fenômeno é designado ionização.
Por Líria Alves
Graduada em Química
As soluções químicas são misturas ou dispersões homogêneas. A sua formação depende de dois constituintes principais, o soluto e o solvente.
Soluto
O soluto, que é considerado o dispersor, pode ser definido como a substância dissolvida, ou seja, a que se distribui no interior de outra substância na forma de pequenas partículas. Essas partículas devem apresentar o diâmetro de até 1 nanômetro (1nm = 10-9 metros), o que significa que, mesmo com um ultramicroscópio, somente uma única fase ao longo de toda a solução é vista.
Além disso, em razão do tamanho das partículas dispersas, essas misturas não podem ser separadas por meio de técnicas físicas, como a filtração, a decantação e a centrifugação, mas somente por meio de técnicas químicas, como a destilação. Assim, as partículas não se sedimentam com o passar do tempo, mas ficam suspensas ao longo de toda a sua extensão.
Solvente
O solvente é a substância chamada de dispersante, ou seja, é a que permite que o soluto distribua-se em seu interior.
Exemplos de solutos e solventes
Um exemplo de solução bem simples que ajuda na compreensão do papel do soluto e do solvente é uma mistura de água e sal. Quando o sal está separado, nós visualizamos seus cristais, mas, ao adicioná-lo à água, ele “some”, ou seja, distribui-se na água. Suas estruturas são separadas e ficam de um tamanho tão pequeno que não é possível visualizá-las. Desse modo, concluímos que o sal é o soluto, e a água é o solvente.
A água é chamada, muitas vezes, de solvente universal, pois uma grande quantidade de substâncias dissolve-se nela, mas nem sempre ela é o solvente. A gasolina usada atualmente, por exemplo, contém cerca de 25% de etanol (álcool) dissolvido nela, ou seja, nesse caso, o soluto é o álcool e o solvente é a gasolina. Esse fato também evidencia que geralmente o solvente está em maior quantidade que o soluto, apesar disso não ser uma regra geral.
Além disso, os solutos que se dissolvem na água são polares, assim como a água. Por outro lado, os solutos apolares dissolvem-se apenas em solventes apolares. Essa é uma regra conhecida como “semelhante dissolve semelhante”. É por isso que o óleo (apolar) não se dissolve na água (polar).
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Classificações das soluções quanto ao tipo de soluto dissolvido
Dependendo do tipo de soluto que está dissolvido no solvente, a solução formada pode ser eletrolítica (conduz corrente elétrica) ou não eletrolítica (não conduz corrente elétrica).
a) Solução eletrolítica
A solução eletrolítica também é chamada de solução iônica porque apresenta íons (espécies químicas com cargas elétricas que são responsáveis por conduzir corrente elétrica). Para formar esse tipo de solução, o soluto pode ser iônico, isto é, formado por íons, ou molecular e sofrer ionização.
Um exemplo de soluto iônico é o sal de cozinha (NaCl). Ao ser colocado na água, ele tem o seu ânion Cl- atraído pela parte positiva da água (H+), enquanto seu cátion Na+ é atraído pela parte negativa da água (oxigênio). Após essa separação, esses íons ficam dispersos, o que configura o fenômeno chamado de dissociação iônica.
Dissociação iônica do sal na água
Um exemplo de soluto molecular é o HCl, cuja fórmula é formada por uma ligação covalente ou por um compartilhamento de um par de elétrons entre o H e o Cl, o que significa que não há íons. Todavia, ao entrar em contato com a água, ele reage e forma os íons H+ e Cl-.
b) Solução não eletrolítica
No entanto, vale ressaltar que as soluções não eletrolíticas ou moleculares são formadas unicamente pela dissolução de solutos moleculares que não reagem com a água.
É o caso do açúcar (sacarose – C12H22O11) quando dissolvido em água. Inicialmente os seus cristais estão muito agrupados, mas, em água, eles separam-se até ficarem imperceptíveis. Porém, suas moléculas não se rompem e continuam sendo C12H22O11. Como não há íons, a solução não conduz eletricidade.
Uma
solução não precisa necessariamente possuir somente um soluto, mas podem haver vários solutos dispersos em um único solvente. Um exemplo é a água mineral, que possui diversos sais dissolvidos nela.
Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química