Uma solução implica a resposta ou resolução, através de um processo, método ou técnica, a um problema. Tem sua etimologia no latim solutio, solutiōnis. Ao nível químico, uma solução é uma mistura homogénea, o que significa que é constituída por dois ou mais componentes que se combinaram de tal forma que não se distinguem a olho nu.
Uma solução não é o mesmo que uma mistura de substâncias, elas formam a base de grande parte da química cotidiana (se você fez um chá, você fez uma solução) e também governam as interações e reações químicas. Em uma mistura, ainda podemos distinguir os componentes (como uma mistura de óleo e água, onde vemos claramente as gotas de óleo). Em uma solução, ao contrário, os componentes estão unificados, como o açúcar na água, e não podemos distingui-los.
O soluto é a substância que se dissolve. No caso do açúcar na água, o açúcar é o soluto. Pode ser um sólido, como o sal ou o açúcar, um líquido como o álcool nas bebidas alcoólicas, que se dissolve na água, ou um gás, como o dióxido de carbono nos refrigerantes e nas bebidas gaseificadas.
A água dos rios e oceanos é uma solução complexa que contém gases (principalmente oxigênio e dióxido de carbono) e sólidos (principalmente minerais). O ar é uma solução de gases.
Existem até soluções sólidas como as ligas metálicas, nas quais o metal que está em maior proporção atua como solvente e os demais componentes (que também são sólidos) como solutos. Ligas são misturas de um metal com outros elementos em quantidades controladas de acordo com as características desejadas.
Os solutos sofrem reações químicas ao entrar em contato com o solvente, o que permite que eles se “integrem” ao solvente em nível molecular.
O solvente é a substância que atua como um “dissolvente” e espalha o soluto. Na maioria dos casos, o solvente é um líquido, como água, álcool ou óleo, mas também pode ser um gás, como o ar, ou um sólido, como as ligas. O mais comum é encontrar soluções líquidas (ou aquosas, se o solvente for água) ou gasosas.
A água é o solvente por excelência da crosta terrestre. É capaz de dissolver minerais, rochas, gases e uma grande variedade de moléculas orgânicas (como carboidratos, proteínas e ácidos nucléicos). Lipídios (gorduras e óleos) e hidrocarbonetos (como petróleo) não se dissolvem em água.
Existem outros solventes, os chamados solventes apolares, que podem dissolver lipídios e hidrocarbonetos. Exemplos deles são clorofórmio, terebintina e aguarrás.
Para entender como as soluções são formadas e como uma substância consegue se “unir” a outra, é fundamental entender uma importante propriedade das substâncias que compõem a matéria: a solubilidade.
A solubilidade é uma propriedade que tem algumas substâncias para dissolver em outras. Algumas substâncias são altamente solúveis, como sal ou açúcar, enquanto outras são pouco solúveis, como o mineral calcário, que se dissolve lentamente em água pura, mas é altamente solúvel em água ácida. Existem substâncias insolúveis, como os lipídios na água. O mineral quartzo também é insolúvel em água.
A solubilidade depende do tipo de partículas que compõem o soluto e o solvente, bem como das condições ambientais, como temperatura e pressão. Comentamos o caso do calcário, em que uma alteração ambiental aumenta a solubilidade do mineral (água ácida, que se produz quando a água da chuva reage com o dióxido de carbono da atmosfera e forma uma solução de dióxido de carbono na água).
A solubilidade de uma substância também pode variar com a temperatura e a pressão. Em geral, para sólidos, como sal e açúcar, a solubilidade aumenta com a temperatura, isso significa que você pode dissolver mais açúcar em água quente do que em água fria.
Para gases, como o dióxido de carbono em refrigerantes, ocorre o oposto: sua solubilidade diminui com o aumento da temperatura.
A pressão também pode afetar a solubilidade, especialmente no caso de gases. Por exemplo, em uma garrafa de refrigerante fechada, o dióxido de carbono está sob alta pressão, o que aumenta sua solubilidade. Ao abrir a garrafa, a pressão diminui e a solubilidade do gás diminui, o que faz com que o dióxido de carbono escape da solução, formando as bolhas típicas dessas bebidas.
Quando as moléculas do soluto encontram as moléculas do solvente, elas começam a interagir umas com as outras. É como se as partículas de soluto e solvente começassem a “conversar” umas com as outras.
Em alguns casos, essas partículas se vinculam unindo-se fortemente, e a solubilidade é alta, o que significa que o soluto se dissolverá facilmente no solvente. Em outros casos, as partículas não interagem ou se repelem diretamente resultando em baixa ou mesmo nenhuma solubilidade.
Outra propriedade interessante das soluções é a concentração, que se refere à quantidade de soluto presente em uma quantidade específica de solvente. Existem diferentes unidades químicas para medi-lo, mas além disso, o importante é saber que as soluções podem ser ‘diluída’ se a concentração do soluto for baixa, ‘concentrado’ se a concentração for alta, ou saturado quando a concentração do soluto é o máximo que pode ser dissolvido naquela quantidade de solvente.
Tomemos o exemplo da dissolução do açúcar na água. O açúcar é o soluto e a água é o solvente. As partículas de açúcar interagem com as moléculas de água, tornando a solubilidade alta. À medida que o açúcar se dissolve na água, a solução torna-se cada vez mais concentrada até chegar a um ponto em que não é adicionado mais açúcar e é feita uma mistura vigorosa, o açúcar não se dissolve mais. O açúcar não dissolvido começa a se acumular no fundo do copo. O que aconteceu é que a solução atingiu seu ponto de saturação e o solvente não consegue mais dissolver o soluto. Se quisermos dissolver mais açúcar, temos que adicionar água (ou seja, aumentar a quantidade de solvente) ou aquecer a água, porque a solubilidade dos sólidos aumenta com o calor.
A formação de soluções é uma parte essencial da química e é encontrada em muitos aspectos de nossa vida diária e na natureza, desde a preparação de alimentos e bebidas até a produção de medicamentos e produtos químicos.
As soluções participam de processos geológicos importantes, como intemperismo, na química do mundo natural e em todas as reações metabólicas dos seres vivos.
Artigo de: David Alercia. Licenciado em Biologia pela Universidade Nacional de Córdoba, especializado em gestão ambiental, trabalha com turismo científico.
Referencia autoral (APA): Alercia, D.. (Agosto 2023). Conceito de Solução (em Química). Editora Conceitos. Em https://conceitos.com/solucao/. São Paulo, Brasil.
