A solubilidade de um composto sofre alteração pela ocorrência de reacções laterais que envolvem os iões do sal; se os iões forem consumidos a solubilidade aumenta.
i) pH
A solubilidade de um sal pode ser influenciada pelas propriedades ácido – base dos aniões e catiões de que é formado. Se o anião de um sal é uma base de Brönsted, então a concentração do anião na solução saturada depende do pH, logo a solubilidade do sal também depende do pH. Numa solução de um sal de um ácido fraco, que contenha uma determinada quantidade de um ácido forte, o anião reage com H3O+ e forma o ácido fraco não ionizado, aumentando desta forma a solubilidade do sal [32].
A solubilidade de sais, cujo anião seja uma base fraca, aumenta em soluções ácidas. Alguns iões metálicos hidratados comportam-se como ácidos polipróticos de Brönsted e as suas reacções fazem com que o catião hidratado dependa do valor de pH do meio, ou seja, os catiões de alguns metais pesados sofrem hidrólise afectando a solubilidade dos seus precipitados [35].
ii) Formação de complexos
A solubilidade dos sais é também afectada pela natureza química do catião, isto é, pela presença de bases de Lewis capazes de formar complexos com o ião metálico. Forma-se um composto com uma espécie capaz de doar electrões, designado ligando, quando o catião é um ião de um metal de transição. O composto resultante é um complexo estável, cuja formação é uma reacção ácido – base de Lewis.
Um catião ao criar um complexo origina a diminuição da concentração do ião metálico livre (não complexado) na solução, dissolvendo-se o precipitado até o produto iónico ser igual a Kps.
Considerando a formação do ião complexo por reacção dos iões de prata com o amoníaco, como se vê na equação (2.9):
Estudo do comportamento de alguns compostos aromáticos em solução aquosa 28
obtém-se uma constante de equilíbrio de cerca 108 para formar o ião diamino – prata (I), logo a concentração de Ag+ (aq) é muito mais baixa na presença de amoníaco. Ao formarem-se complexos metálicos carregados aumenta-se a solubilidade dos iões metálicos em solução, uma vez que esses complexos não são compostos tão insolúveis quanto os do ião metálico livre ou hidratado. Daqui se conclui que a solubilidade de um sal aumenta na presença de um agente complexante [32].
2.3.5. Aspectos relevantes na determinação da
solubilidade
Têm sido propostas inúmeras técnicas para a medida da solubilidade de sólidos em líquidos. Porém, o mesmo método não é aplicável a todos os sistemas. A escolha do método mais apropriado para um determinado caso tem que ser feita com base nas propriedades do sistema, na disponibilidade de aparelhos e técnicas analíticas, na habilidade e experiência do operador e na precisão requerida.
Para a maioria dos trabalhos aponta-se para uma precisão < 1 %, o que normalmente não é muito difícil de atingir [32].
O controlo da temperatura é essencial não só durante o equilíbrio, mas também durante a recolha da amostra da solução saturada para análise. É necessário ter um maior cuidado quando a solubilidade se altera significativamente com a temperatura. Na maioria dos procedimentos uma precisão do termóstato até ± 0,1 ºC é suficiente [32].
A agitação é necessária para conduzir ao contacto íntimo entre o líquido e a fase sólida e facilitar o equilíbrio. A agitação num recipiente aberto não é recomendada, por causa da perda de solvente por evaporação. A agitação em recipientes bem rolhados, que são agitados e imersos num banho termostatizado, também é um método usado, particularmente quando têm de ser testadas muitas amostras ao mesmo tempo.
Estudo do comportamento de alguns compostos aromáticos em solução aquosa 29
Uma vez atingido o equilíbrio a mistura permanece em repouso mais de uma hora para que as partículas sólidas finamente dispersas depositem [32]. O alcance do equilíbrio representa uma das principais dificuldades experimentais na determinação da solubilidade. É necessária a agitação prolongada entre o excesso de soluto sólido e a solução a uma temperatura constante, normalmente durante várias horas. Em alguns casos pode mesmo ser necessário um contacto por vários dias. As soluções viscosas e os sistemas sujeitos a temperaturas relativamente baixas requerem frequentemente longos tempos de contacto, caso contrário as substâncias apresentam falsos valores de solubilidade.
A recolha da amostra de líquido sobrenadante pode ser efectuadas de vários modos, dependendo das características do sistema. A amostra da solução saturada pode ser então analisada por qualquer técnica adequada. É importante notar que para efectuar a análise, deve ser uma quantidade pesada, e não um volume medido, de solução.
O soluto e o solvente devem ter a pureza mais alta possível, a não ser no caso de substâncias industriais específicas. As partículas de soluto devem ser razoavelmente pequenas para facilitar uma rápida dissolução, mas não muito pequenas ao ponto das partículas em excesso não assentarem imediatamente na solução saturada. A deposição completa da fase sólida permite retirar amostras da fase sólida e líquida, depois de atingido o equilíbrio e fazer a determinação separada.
Quando uma substância dissolvida suporta temperaturas elevadas, a massa presente numa massa conhecida de solução pode ser determinada por evaporação lenta até à secura, seguida de aquecimento a cerca de 100 ºC até massa constante. É necessário ter um cuidado especial neste procedimento para evitar a perda de sólidos através de projecções.
Um valor de solubilidade determinado experimentalmente dá geralmente muito mais confiança que um valor calculado. Porém, as medidas de solubilidade precisas exigem boas instalações no laboratório e técnicas experimentais adequadas, que podem ser muito demoradas por causa da necessidade de alcançar o equilíbrio. Cada sistema deve ser considerado independentemente.
Estudo do comportamento de alguns compostos aromáticos em solução aquosa 30
Para soluções binárias (um soluto, um solvente) correlações de dados do tipo indicado pela Equação (2.3) do subcapítulo 2.3.4. são geralmente usadas para prever, através de interpolação, valores que, de outro modo, não foram ainda determinados. Se a equação de ajuste for baseada em dados adequados, a interpolação pode ser utilizada com uma confiança razoável [32].