Recebido em 5/12/12; aceito em 13/5/13; publicado na web em 1/7/13 ORGANIC COMPOUND SOLUBILITY. The solubility of organic compounds is a topic of great importance in chemistry and of interest in several areas, such as materials, drugs and the environment. In this paper, the solubility of these species is discussed in terms of their properties, such as the predominant type of chemical bond, molecular structure, polarity and types of intermolecular interactions. Examples of biological processes fundamental for sustainability of life and related with the solubility of chemical species are presented and discussed.Keywords: solubility; organic species; polarity. INTRODUÇÃOA solubilidade é um dos temas mais relevantes da área da quí-mica, tanto pela sua importância intrínseca quanto pela variedade de fenômenos e propriedades químicas envolvidas no seu entendimento. Entretanto, os livros texto de Química geralmente abordam o tema de forma superficial ou incompleta, especialmente a solubilidade de compostos orgânicos. Em artigos anteriores 1,2 são feitas considerações sobre os princípios relacionados com o processo de solubilização de compostos em geral, sendo feita uma discussão detalhada da solubilidade de alguns compostos inorgânicos. O texto a seguir discute as principais características das ligações e estruturas moleculares em diversas funções orgânicas que têm influência direta no processo de dissolução. Dados quantitativos sobre a solubilidade de compostos orgânicos podem ser encontrados em handbooks 3,4 e sites de referência. 5,6O processo de solubilização de uma substância química resulta da interação entre a espécie que se deseja solubilizar (soluto) e a substância que a dissolve (solvente), e pode ser definida como a quantidade de soluto que dissolve em uma determinada quantidade de solvente, em condições de equilíbrio. Solubilidade é, portanto, um termo quantitativo. É uma propriedade física (molecular) importante que desempenha um papel fundamental no comportamento das substâncias químicas, especialmente dos compostos orgânicos. A solubilidade é de interesse em diversas áreas, por exemplo: materiais, farmacêutica e ambiental. Em particular, na concepção de fármacos, é essencial considerar a solubilidade aquosa, a qual influencia fortemente as propriedades farmacocinéticas, tais como absorção, distribuição, metabolismo e excreção. Além disso, o conhecimento da solubilidade é necessário para a previsão do destino ambiental de contaminantes e poluentes, processos de adsorção no solo e fatores de bioconcentração de agrotóxicos. 7A solubilidade de uma substância orgânica está diretamente relacionada com a estrutura molecular, especialmente com a polaridade das ligações e da espécie química como um todo (momento de dipolo). Geralmente, os compostos apolares ou fracamente polares são solúveis em solventes apolares ou de baixa polaridade, enquanto que compostos de alta polaridade são solúveis em solventes também polares, o que está de acordo com a regra empírica de grande utilidade: "polar dissolve polar, apolar di...
No presente trabalho foi avaliado o papel de íons metálicos tais como: Cr(VI), Cr(III), Cd(II), V(V) e do íon cloreto, no processo de oxidação do S(IV) em solução aquosa. As concentrações dos íons metálicos, íon cloreto e do S(IV) foram escolhidas de modo a representarem as frações solúveis destes em aerossóis urbanos. Os estudos relativos ao processo de oxidação do S(IV) foram conduzidos em condições experimentais controladas tais como: (pH (2,1-4,5), T (11,0-35,0 °C), vazão de O2, concentração de reagentes, etc...). A constante cinética, K, determinada a 25,0 °C e na faixa de pH estudada (2,1-4,5), utilizando-se água pura, apresentou um valor médio de 8,0 ± 0,5 x 10-4 s-1 , e este valor foi tomado como referência para reação de oxidação não catalisada. Os valores das constantes cinéticas determinadas, na presença de Cr(VI), revelaram que a reação de oxidação do S(IV) é bastante influenciada pela acidez do meio. Em pH 2,1 (K = 2,3 x 10-2 mg-1 L s-1) a reação se processa com velocidade específica cinco vezes superior quando comparado a pH 2,6 (K = 4,3 x 10-3 mg-1 L s-1) e trinta vezes superior quando comparada a pH 3,4 (K = 8,0 x 10-4 mg-1 L s-1). A seguinte expressão de velocidade foi obtida para o sistema envolvendo Cr(VI) em pH 2,6:-r S(IV) = K [Cr(VI)] [S(IV)] e a energia de ativação encontrada foi: Ea = 70,3 kJ/ mol. Não foi observado efeito catalítico para o íon metálico Cd(II) e para cloreto, porém efeitos catalíticos inibitórios foram observados para os íons Cr(III) e V(V). Catalytic effect of metal ions: Cr(VI), Cr(III), Cd(II), V(V) and chloride anion, on the oxidation of S(IV) in aqueous solution, at concentrations of metal ions and S(IV) usually found in urban atmospheres, were studied under controlled experimental conditions (pH (2.1-4,5), T (25.0-35.0°C), air flow rate, concentration of reactants, etc...). The kinetic constant determined at 25.0 °C and pH range (2.1-4.5), using ultra pure water was 8.0 ± 0.5 x 10-4 s-1. This value was considered as a reference for the oxidation reaction rate. The kinetic constants determined in the presence of Cr(VI) revealed that the oxidation reaction of S(IV) is quite influenced by the acidity. At pH = 2.1 (K = 2.3 x 10-2 mg-1 L s-1) the reaction is carried out with a rate five times greater when compared to pH = 2.6 (K = 4.3 x 10-3 mg-1 L s-1) and thirty times greater when compared to pH = 3.4 (K= 8.0 x 10-4 mg-1 L s-1). The following rate expression was obtained at pH = 2.6:-r(S(IV) =K [Cr(VI)] [S(IV)] and the activation energy found was: Ea =70.3KJ/mol. No catalytic effects were observed for Cd(II) or chloride ion, while inhibitory effects were observed for Cr(III) and V(V) ions.
The solubility rules presented in the majority of introductory texts of chemistry usually do not comprise a systematic analysis of the dissolution processes, neither from a microscopic nor from a macroscopic point of view. The solubility of nitrates in aqueous solution is discussed in this article, focusing on the thermodynamic data and the properties of the nitrate ion.
Recebido em 22/6/10; aceito em 8/9/10; publicado na web em 3/11/10 SULFIDES: WHY ARE NOT ALL INSOLUBLE? The solubility of sulfides is discussed in this article based on the factors that can influence this property, such as predominant type of chemical bonds and structures formed in many compounds. For soluble sulfides, considerations are made on the thermodynamic parameters and the acid-base equilibrium, since the sulfide anion is extensively hydrolyzed in aqueous solutions. On the other hand, for the insoluble sulfides, the discussion concerned the influence of structural factors that will be determinant for the low solubility.Keywords: solubility; ionic sulfides; transition metal sulfides. INTRODUÇÃOAo contrário dos nitratos, 1 os sulfetos, compostos formados pelo enxofre e um grande número de elementos químicos, são conhecidos de maneira geral pela baixíssima solubilidade. Na verdade, tais compostos apresentam valores de solubilidade em água que variam de mais de cem ordens de grandeza: enquanto o sulfeto de sódio, Na 2 S, é extremamente solúvel, o produto de solubilidade do sulfeto de bismuto, Bi 2 S 3 , é 1,0 x 10 -96 . Tabelas de regras de solubilidade, normalmente encontradas em livros textos, trazem os sulfetos como compostos insolúveis, exceto os sulfetos dos íons NH 4 + , Ca 2+ , Sr 2+ e dos metais alcalinos.A insolubilidade de muitos sulfetos é uma propriedade importante que permite a separação dos mesmos em diversos processos. Assim, por formar compostos insolúveis mesmo em meio ácido, com vários metais, a precipitação dos sulfetos é usada na "inativação" destes (por exemplo: mercúrio, chumbo, cobre).Um dos métodos para fabricação do sulfeto de sódio, 2 substância inorgânica que atingiu importante papel na indústria química orgânica, envolve a saturação de uma solução de hidróxido de sódio com sulfeto de hidrogênio, de acordo com as reações:Como os sulfetos de vários metais podem ser retirados da solução aquosa por filtração, é possível obter o produto desejado, Na 2 S, com elevado grau de pureza.Uma das ilustrações mais interessantes em análise inorgânica qualitativa é encontrada na precipitação seletiva de sulfetos insolúveis: sulfeto de cobre (CuS, K ps = 8 x 10 -37 ) e sulfeto de zinco (ZnS, K ps = 1,2 x 10 -23 ) podem ser precipitados de uma solução contendo Cu 2+ e Zn 2+ , por meio do controle da concentração do íon sulfeto, de maneira que o K ps do CuS seja ultrapassado, mas não o do ZnS, os íons Cu 2+ podem ser removidos deixando apenas os íons Zn 2+ na solução. 3 Mas o que torna grande parte dos sulfetos insolúvel? Para responder tal questão, o texto a seguir faz uma análise dos fatores que estão relacionados com a solubilidade ou insolubilidade destes compostos. SULFETOS: ESTRUTURA E LIGAÇÃO QUÍMICAÉ comum encontrar em livros de química tabelas de regras de solubilidade para compostos iônicos (o tipo mais frequente é mostrado na Tabela 1), que apresenta uma série de compostos iônicos, classificando-os como compostos solúveis ou insolúveis em água. Como pode ser observado, na Tabela
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