Em química, uma solução é um conteúdo em que moléculas estão dissolvidas dentro de um outro material, conhecido como soluto. É possível que, do ponto de vista elétrico, as soluções sejam eletrolíticas, em que há possibilidade de geração de corrente elétrica, ou não eletrolíticas, que ficam inertes em relação à eletricidade.
No cotidiano, esse conhecimento pode ser importante para evitar acidentes elétricos, já do ponto de vista biológico, as soluções eletrolíticas estão amplamente relacionadas com a nutrição e excitação das células nos mais diversos tipos de organismos, especialmente no sistema nervoso.
Uma vez que esse conteúdo tem ampla aplicação no dia a dia, muitas provas de vestibulares cobram o tema de forma contextualizada e interdisciplinar. Assim, é importante estudar o tema com cuidado na preparação para esses testes. Então, continue a ler este artigo e aprenda mais sobre as soluções químicas e suas propriedades eletrolíticas.
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O que são soluções?
As soluções da química são, basicamente, a união entre duas ou mais substâncias que estão misturadas de forma homogênea. Ou seja, quando o material é visualizado externamente, é impossível saber que existem diferentes componentes químicos.
Toda solução, então, parte do princípio que um soluto é dissolvido dentro de um solvente. Por exemplo, o solvente é a água e dissolve-se o açúcar nela. À medida que esse conteúdo é inserido, o açúcar parece sumir da água e isso é, justamente, a homogeneidade que define uma solução química.
Grande parte dos materiais utilizados no dia a dia são soluções. Por exemplo, um copo de suco em que há perfeita dissolução do material dentro da água, não é possível saber, visualmente, que existem vários componentes naquele líquido.
Soluções eletrolíticas
Uma vez que a solução está formada pela união entre solvente e soluto, é possível que as características químicas desses materiais permitam que correntes elétricas percorram todo o conteúdo. Quando a solução permite a passagem de eletricidade em seu interior, é chamada de solução eletrolítica.
Correntes elétricas
Em primeiro lugar, lembre-se que correntes elétricas são vetores em que cargas elétricas transitam em uma direção específica. Elas são representadas pela letra i e a intensidade é medida em ampéres (A).
A estrutura de um átomo é constituída por um núcleo, que é mais fixo, que contém prótons e nêutrons, partículas subatômicas que não são alteradas nas reações químicas mais comuns. Já na eletrosfera, os elétrons percorrem órbitas circulares que ficam mais “livres”, de forma que são as partículas que têm mais facilidade para transitar no espaço, por isso, quando uma corrente elétrica é estabelecida, geralmente é um movimento de elétrons dentro das soluções ou em condutores sólidos.
Eletrólitos
Para que a solução seja eletrolítica, então, é necessário que os elétrons tenham possibilidade de transitar dentro da estrutura. Dessa forma, é importante que os solutos e solventes tenham propriedade eletrolíticas, por isso são chamados de eletrólitos.
Eles podem ser definidos como minerais ou substâncias que permitam a passagem de correntes elétricas dentro das soluções. No corpo humano, muitas das funções fisiológicas dependem da entrada e saída de eletrólitos nas células.
Por exemplo, nos neurônios, geralmente a parte interna da membrana celular é mais negativa e, para que haja o transporte de informações entre todo o sistema nervoso, há alteração no fluxo de eletrólitos, que cria uma corrente elétrica, responsável pela geração de impulsos para a movimentação dos músculos, percepção de calor e frio, entre outros estímulos.
Em geral, os eletrólitos podem ser formados por substâncias que sofrem dissociação ou ionização, ou seja, que liberam elétrons (íons carregados positivamente) e ânions (íons carregados negativamente). Essa liberação pode ocorrer após contato com solvente ou até mesmo durante o aquecimento do material.
Nesse sentido, cria-se uma diferença de potencial entre o que é negativo e o que é positivo, de forma que um atrai o outro e isso gera a entidade conhecida como corrente elétrica.
Veja, a dissociação iônica é o processo que acontece com sais e bases, que já são formados por cátions + ânions, e seus íons apenas se separam nessas condições, como em NaCl → Na+ + Cl–. Já na ionização, há um processo em que a reação da substância com o solvente gera cátions e ânions, como acontece com compostos moleculares em contato com água HCl → H+ + Cl–.
Lembre-se, ainda, que os eletrólitos só funcionam quando estão em contato com solvente ou fundidos, ou seja, não são condutores de corrente elétrica em sua forma sólida. Para exemplificar o conhecimento, pense no sal de cozinha (NaCl) e observe que é impossível transmitir corrente elétrica por ele sozinho, sólido, mesmo que em água ele funcione como solução eletrolítica.
Soluções não eletrolíticas
No caso das soluções não eletrolíticas, a reação entre solventes e solutos não produz íons e não é possível que uma corrente elétrica seja transmitida nesse meio. Geralmente, são constituídas de compostos moleculares, não condutores, como por exemplo moléculas de glicose.
É importante lembrar que compostos moleculares são aqueles em que todas as ligações têm propriedades covalentes, então, quando dissolvidas em meio aquoso, não apresentam características elétricas.
Importância de conhecer soluções eletrolíticas e não eletrolíticas
Uma aplicação importante sobre esse conhecimento é em relação aos choques e acidentes domésticos. Considere que a água em si, quando sai de fontes ou torneiras, possui sais minerais em sua composição, de forma que pode ser considerada uma solução eletrolítica.
Diante disso, uma pessoa molhada pode sofrer choques severos e aumentar ainda mais a passagem de corrente elétrica pelo corpo caso entre em contato com componentes elétricos de dispositivos eletrônicos, como chuveiros ou celulares. Por isso, as principais diretrizes de segurança nacional indicam o cuidado na relação entre eletricidade e áreas úmidas em ambientes domésticos e profissionais.
Questão sobre soluções eletrolíticas e não eletrolíticas
Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto/FAMERP (2020)
Considere a tabela, que apresenta propriedades físicas das substâncias I, II, III e IV.
A natureza iônica é observada somente
A) na substância II.
B) nas substâncias III e IV.
C) na substância I.
D) nas substâncias I e II.
E) nas substâncias II e III.
Resposta: A solubilidade em água é importante para considerar um composto como iônico, mas 3 das substâncias possuem tal característica. Uma substância iônica é aquela que libera íons em solução, ou seja, ela tem que ter boa condutividade elétrica em solução aquosa e líquida. Isso acontece apenas na substância II.
Alternativa correta: A.
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