Sais: Solubilidade
Quando falamos sobre sais, uma das propriedades mais interessantes (e úteis!) é a solubilidade em água.
É através dela que conseguimos entender por que alguns sais se dissolvem facilmente, como o cloreto de sódio (o famoso sal de cozinha), enquanto outros, como o cloreto de prata, praticamente não se dissolvem.
Neste capítulo, vamos explorar as regras gerais de solubilidade, suas exceções e como a solubilidade está diretamente relacionada à condutividade elétrica.
1. Solubilidade em água: o que você precisa saber
A solubilidade de um sal depende da sua capacidade de interagir com as moléculas de água.
Lembre-se: sais são compostos iônicos, formados por cátions (íons positivos) e ânions (íons negativos).
Quando colocados em água, as moléculas de água cercam esses íons, "separando" os cátions dos ânions e, assim, dissolvendo o sal.
Porém, nem todos os sais se dissolvem com facilidade. Existem regras gerais de solubilidade que ajudam a prever se um sal é solúvel ou não.
As regras são muito decorebas, mas vou tentar estruturar da melhor maneira possível para você.
REGRAS PRINCIPAIS
1️⃣ Cátions: sais formados por metais alcalinos ou amônio (NH₄⁺) sempre são solúveis.
2️⃣ Ânions: sais formados por nitratos (NO₃⁻), cloratos (ClO₃⁻) e acetatos (CH₃COO⁻) sempre são solúveis.
Dominando essas duas regras, você já sabe identificar a maioria dos sais solúveis principais. Agora, vamos para regras com exceções.
REGRAS COM EXCEÇÕES
1️⃣ Grupo 17: Cloretos (Cl⁻), brometos (Br⁻) e iodetos (I⁻) são solúveis.
EXCEÇÕES: se ligados a prata (Ag⁺), chumbo II (Pb²⁺) e mercúrio I (Hg₂²⁺).
2️⃣ Sulfatos (SO₄²⁻) são solúveis.
EXCEÇÕES: se ligados a bário (Ba²⁺), cálcio (Ca²⁺), estrôncio (Sr²⁺) e chumbo II (Pb²⁺).
3️⃣ Sulfetos (S²⁻) são insolúveis.
EXCEÇÕES: se ligados a bário (Ba²⁺), cálcio (Ca²⁺), estrôncio (Sr²⁺) ou aos cátions principais: metais alcalinos (grupo 1) e amônio (NH₄⁺).
4️⃣ Todos os outros sais são insolúveis.
EXCEÇÕES: se ligados aos cátions principais: metais alcalinos (grupo 1) e amônio (NH₄⁺).
2. Tabela de solubilidade
É útil ter uma tabela de solubilidade para consultar rapidamente. Aqui está uma versão simplificada:
3. Curiosidades
A partir daqui, o capítulo se torna curiosidade.
Por que alguns sais são solúveis e outros não?
A solubilidade está ligada à força da interação entre os íons no sal (a força da ligação iônica) e a capacidade da água de separar esses íons.
Se as forças entre os íons forem muito fortes (como no caso do BaSO₄), a água não consegue separá-los, e o sal será insolúvel.
Se as forças forem mais fracas (como no NaCl), a água vence, e o sal se dissolve.
Essa força da ligação iônica é explicada pela mesma fórmula da força elétrica, que você provavelmente não estudou ainda, mas deixa eu te mostrar:
$F$ = $k$ · $\dfrac{q_1 \cdot q_2}{d^2}$
Essa é a força criada pelas cargas elétricas dos dois íons que formam a molécula.
E o segredo está na sua interpretação:
Quanto maior for a carga (em módulo), maior será a força.
E quanto menor for a distância entre os seus dois núcleos, maior será a força entre esses íons.
Se você tem uma força muito alta, como no BaSO₄ (cargas altas 2+ e 2- com raios pequenos),
fica mais difícil de separá-los e, consequentemente, fica mais difícil de dissociá-los em água.
Por outro lado, se você tem uma força baixa, como no NaCl (cargas baixas 1+ e 1- com raios maiores),
fica mais fácil de separá-los e, consequentemente, dissociá-los.
Solubilidade e condutividade elétrica
Quando um sal é solúvel, ele se dissocia completamente em água, liberando cátions e ânions.
Esses íons livres são os responsáveis por conduzir corrente elétrica, tornando esses sais eletrólitos fortes.
Por outro lado, sais insolúveis liberam pouquíssimos íons na solução, o que os torna eletrólitos fracos.
É por isso que uma solução de NaCl acende uma lâmpada em um experimento de condutividade, enquanto uma solução de AgCl quase não acende.
4. Experimentos simples para explorar solubilidade
Comparação de solubilidade:
Dissolva NaCl e AgCl em dois béqueres com água e observe a diferença.
O NaCl se dissolve completamente, enquanto o AgCl permanece como um sólido no fundo do recipiente.
Condutividade elétrica:
Prepare soluções de NaCl, BaSO₄ e água destilada.
Ligue um circuito simples com uma lâmpada e mergulhe os fios em cada solução.
A lâmpada brilhará mais intensamente com NaCl, fracamente com BaSO₄ e não acenderá com água destilada.
