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A solubilidade é um tema muito importante da Química no ENEM porque aparece em situações do cotidiano, da indústria, da saúde e do meio ambiente. Quando colocamos açúcar no café, sal na água do macarrão, gás carbônico no refrigerante ou fertilizante no solo, estamos lidando com a capacidade de uma substância se dissolver em outra.

De forma simples, solubilidade é a quantidade máxima de soluto que pode se dissolver em certa quantidade de solvente, em determinada temperatura e pressão. O solvente mais comum nos sistemas biológicos e ambientais é a água, mas existem muitos outros solventes.

No ENEM, esse tema costuma aparecer em questões sobre preparo de soluções, dissolução de sais, bebidas gaseificadas, poluição da água, fertilizantes, tratamento de água, cristalização e interpretação de gráficos chamados curvas de solubilidade.

O que é solubilidade?

Solubilidade é a medida da capacidade de uma substância se dissolver em outra.

Em uma solução, temos:

• Soluto: substância dissolvida;
• Solvente: substância que dissolve;
• Solução: mistura homogênea formada por soluto e solvente.

Exemplo:

Quando colocamos sal em água:

• sal = soluto;
• água = solvente;
• água salgada = solução.

Mas existe um limite. Se adicionarmos sal continuamente em um copo com água, chegará um momento em que parte do sal não se dissolverá mais e ficará no fundo. Isso acontece porque a solução atingiu o limite de solubilidade.

Esse limite depende do tipo de soluto, do solvente, da temperatura e, no caso dos gases, também da pressão.

Solução insaturada, saturada e supersaturada

Para entender solubilidade, é essencial diferenciar três tipos de solução: insaturada, saturada e supersaturada.

Solução insaturada é aquela que ainda consegue dissolver mais soluto. A quantidade de soluto presente está abaixo do limite de solubilidade.

Exemplo: pouca quantidade de açúcar em um copo de água. Ainda é possível dissolver mais açúcar.

Solução saturada é aquela que atingiu o limite máximo de soluto dissolvido naquela temperatura. Se adicionarmos mais soluto, ele não se dissolverá completamente.

Exemplo: água com a quantidade máxima de sal dissolvido. O excesso fica no fundo.

Solução supersaturada é aquela que contém mais soluto dissolvido do que seria esperado em condições normais. É uma situação instável, geralmente obtida aquecendo o solvente, dissolvendo mais soluto e depois resfriando cuidadosamente a solução.

Exemplo: algumas soluções usadas em cristalização, como em experimentos de formação de cristais.

Resumo:

• Insaturada: ainda dissolve mais soluto;
• Saturada: atingiu o limite de solubilidade;
• Supersaturada: contém excesso dissolvido e é instável.

Coeficiente de solubilidade

O coeficiente de solubilidade indica a quantidade máxima de soluto que se dissolve em certa quantidade de solvente, em determinada temperatura.

Muitas vezes, aparece na forma:

g de soluto / 100 g de água

Exemplo: se a solubilidade de um sal é 40 g por 100 g de água a 25 °C, isso significa que, nessa temperatura, no máximo 40 g desse sal podem se dissolver em 100 g de água.

Se colocarmos 30 g, a solução será insaturada.
Se colocarmos 40 g, será saturada.
Se colocarmos 50 g, 40 g dissolvem e 10 g ficam como corpo de fundo, considerando que as condições permaneçam as mesmas.

Esse tipo de raciocínio aparece bastante em questões com gráficos e tabelas.

Fatores que influenciam a solubilidade

A solubilidade depende de vários fatores. Os principais são:

• natureza do soluto;
• natureza do solvente;
• temperatura;
• pressão, principalmente para gases;
• polaridade das substâncias.

Vamos analisar cada um.

Natureza do soluto e do solvente

Nem toda substância dissolve em qualquer solvente. A dissolução depende das interações entre partículas do soluto e do solvente.

Uma regra muito usada é:

Semelhante dissolve semelhante.

Isso significa que substâncias polares tendem a se dissolver melhor em solventes polares, enquanto substâncias apolares tendem a se dissolver melhor em solventes apolares.

A água é polar. Por isso, dissolve bem muitas substâncias iônicas e polares, como sais, açúcar e alguns ácidos.

Óleos e gorduras são predominantemente apolares. Por isso, não se dissolvem bem em água.

Exemplos:

• sal em água: boa solubilidade, pois há interação entre íons e moléculas polares;
• açúcar em água: boa solubilidade, pois há interações polares;
• óleo em água: baixa solubilidade, pois o óleo é apolar;
• óleo em gasolina: maior solubilidade, pois ambos têm caráter apolar.

Esse princípio é muito cobrado no ENEM em questões sobre detergentes, poluição por petróleo, medicamentos e membranas celulares.

Temperatura e solubilidade de sólidos

Para muitos sólidos dissolvidos em líquidos, a solubilidade aumenta com o aumento da temperatura. Isso significa que água quente costuma dissolver maior quantidade de alguns solutos sólidos do que água fria.

Exemplo cotidiano: é mais fácil dissolver açúcar em café quente do que em água fria.

Mas atenção: isso não vale para todas as substâncias. Alguns sais têm solubilidade que varia pouco com a temperatura, e outros podem até ter comportamento diferente.

Por isso, o ideal é sempre observar a curva de solubilidade fornecida na questão.

Quando a temperatura aumenta, as partículas se movimentam mais intensamente, favorecendo a separação e dispersão de muitos sólidos no solvente.

Temperatura e solubilidade de gases

No caso dos gases dissolvidos em líquidos, o comportamento geralmente é o contrário: a solubilidade dos gases diminui quando a temperatura aumenta.

Isso explica por que refrigerante quente perde gás mais rapidamente. O gás carbônico, CO₂, fica menos solúvel em temperaturas mais altas e escapa com mais facilidade.

Também explica problemas ambientais. Em águas aquecidas por despejos industriais, a quantidade de oxigênio dissolvido pode diminuir, prejudicando peixes e outros organismos aquáticos.

Resumo:

• Para muitos sólidos: aumento da temperatura → aumenta a solubilidade;
• Para gases: aumento da temperatura → diminui a solubilidade.

Pressão e solubilidade de gases

A pressão influencia principalmente a solubilidade dos gases em líquidos.

Quanto maior a pressão do gás sobre o líquido, maior tende a ser a quantidade de gás dissolvido.

Esse princípio aparece em refrigerantes. O gás carbônico é colocado sob pressão dentro da garrafa ou lata. Enquanto o recipiente está fechado, parte do CO₂ permanece dissolvida. Quando abrimos, a pressão diminui, e o gás escapa na forma de bolhas.

Exemplo:

• refrigerante fechado: alta pressão interna → mais CO₂ dissolvido;
• refrigerante aberto: pressão menor → CO₂ escapa.

Esse comportamento também é importante no mergulho. Mudanças bruscas de pressão podem alterar a solubilidade de gases no sangue, causando problemas como a doença descompressiva.

Agitação e superfície de contato

Agitação e aumento da superfície de contato não alteram necessariamente a solubilidade máxima, mas aumentam a velocidade de dissolução.

Por exemplo, açúcar em pó dissolve mais rápido que um cubo de açúcar, porque possui maior área de contato com a água.

Mexer o café também acelera a dissolução do açúcar, pois facilita o contato entre soluto e solvente.

Importante:

• Solubilidade: quantidade máxima que pode dissolver;
• Velocidade de dissolução: rapidez com que o soluto se dissolve.

O ENEM pode explorar essa diferença. Agitar pode fazer dissolver mais rápido, mas não muda, por si só, o limite máximo de solubilidade.

Curvas de solubilidade

Curvas de solubilidade são gráficos que mostram como a solubilidade de uma substância varia com a temperatura.

Geralmente, o eixo vertical mostra a quantidade de soluto que se dissolve em 100 g de água. O eixo horizontal mostra a temperatura.

Exemplo de leitura:

Se a curva de um sal indica 60 g/100 g de água a 40 °C, isso significa que, nessa temperatura, 100 g de água conseguem dissolver até 60 g daquele sal.

As curvas ajudam a responder perguntas como:

• A solução está saturada ou insaturada?
• Quanto soluto precipita ao resfriar?
• Qual substância é mais solúvel em determinada temperatura?
• Qual substância tem solubilidade mais afetada pela temperatura?

Como interpretar uma curva de solubilidade

Para interpretar uma curva, observe a posição do ponto em relação à linha do gráfico.

• Ponto abaixo da curva: solução insaturada;
• Ponto sobre a curva: solução saturada;
• Ponto acima da curva: solução supersaturada ou com excesso de soluto não dissolvido.

Imagine uma substância cuja solubilidade seja 50 g/100 g de água a 30 °C.

Se houver 30 g dissolvidos em 100 g de água, a solução é insaturada.
Se houver 50 g, é saturada.
Se houver 70 g, a solução pode ser supersaturada ou ter 20 g de corpo de fundo.

Em questões do ENEM, geralmente o gráfico informa a solubilidade, e o estudante precisa comparar com a quantidade de soluto adicionada.

Cristalização e precipitação

Quando uma solução quente saturada é resfriada, a solubilidade de muitos sólidos diminui. Com isso, parte do soluto pode sair da solução, formando cristais.

Esse processo é chamado cristalização ou precipitação, dependendo do contexto.

Exemplo:

Se a 80 °C uma solução dissolve 100 g de um sal, mas a 20 °C só dissolve 40 g, ao resfriar, 60 g podem cristalizar, caso a quantidade inicial esteja no limite de saturação.

Esse princípio é usado na purificação de substâncias. Ao aquecer, dissolve-se maior quantidade de soluto. Ao resfriar, o soluto cristaliza, podendo ser separado.

Corpo de fundo

Corpo de fundo é o soluto que não se dissolveu e permanece depositado no fundo do recipiente.

Ele aparece quando se adiciona mais soluto do que o solvente consegue dissolver naquela temperatura.

Exemplo:

Se a solubilidade é 30 g/100 g de água e adicionamos 45 g, apenas 30 g se dissolvem. Os 15 g restantes formam corpo de fundo.

Esse conceito é comum em questões de cálculo simples.

Exemplo de cálculo de solubilidade

Imagine que a solubilidade de uma substância seja 25 g por 100 g de água a 20 °C. Se forem adicionados 40 g dessa substância a 100 g de água, quanto ficará como corpo de fundo?

A água dissolve no máximo 25 g.
Foram adicionados 40 g.
Excesso = 40 – 25 = 15 g.

Portanto, 15 g ficam como corpo de fundo.

Agora imagine que a mesma solução seja aquecida e, a 60 °C, a solubilidade passe a 50 g/100 g de água. Nesse caso, os 40 g adicionados poderiam se dissolver completamente, formando uma solução insaturada ou saturada dependendo do limite indicado.

Solubilidade e bebidas gaseificadas

Bebidas gaseificadas, como refrigerantes e águas com gás, são bons exemplos de solubilidade de gases.

O CO₂ é dissolvido sob pressão no líquido. Quando a garrafa é aberta, a pressão diminui, e o gás começa a escapar. Se a bebida estiver quente, o gás escapa ainda mais rapidamente, porque a solubilidade de gases diminui com o aumento da temperatura.

Por isso, refrigerantes gelados mantêm o gás por mais tempo que refrigerantes quentes.

Esse exemplo pode aparecer no ENEM para cobrar pressão, temperatura e solubilidade gasosa.

Solubilidade e oxigênio na água

O oxigênio dissolvido é essencial para a vida aquática. Peixes, crustáceos e muitos microrganismos dependem desse oxigênio para respirar.

Quando a temperatura da água aumenta, a solubilidade do oxigênio diminui. Isso pode ocorrer em casos de poluição térmica, quando indústrias liberam água quente em rios e lagos.

Consequências:

• menor quantidade de oxigênio dissolvido;
• dificuldade respiratória para organismos aquáticos;
• desequilíbrio ecológico;
• possível morte de peixes.

Esse tema é muito importante para o ENEM porque une Química, Biologia e Meio Ambiente.

Solubilidade e fertilizantes

Fertilizantes precisam liberar nutrientes no solo para serem absorvidos pelas plantas. Muitos nutrientes são absorvidos em forma iônica, dissolvidos na água do solo.

Nitratos, por exemplo, costumam ser bastante solúveis. Isso facilita sua absorção pelas plantas, mas também aumenta o risco de lixiviação, ou seja, o arraste pela água da chuva para rios e lençóis freáticos.

Esse excesso pode provocar eutrofização em corpos d’água.

Assim, a solubilidade influencia tanto a eficiência agrícola quanto os impactos ambientais.

Solubilidade e medicamentos

A solubilidade também é essencial na ação de medicamentos.

Para um medicamento ser absorvido pelo organismo, muitas vezes ele precisa se dissolver em líquidos corporais. Se a substância for muito pouco solúvel, sua absorção pode ser lenta ou limitada.

Por outro lado, substâncias muito solúveis podem ser eliminadas rapidamente.

A polaridade, o pH do meio e a forma química do medicamento influenciam sua solubilidade e sua absorção.

Esse tema pode aparecer em questões envolvendo comprimidos, soluções orais, soro, absorção intestinal e interação com membranas celulares.

Solubilidade, pH e sais

Alguns compostos têm solubilidade influenciada pelo pH. Carbonatos, por exemplo, podem reagir com ácidos, aumentando sua dissolução.

O carbonato de cálcio, CaCO₃, é pouco solúvel em água pura, mas reage com ácidos, liberando CO₂.

Exemplo:

CaCO₃ + 2 HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂

Esse tipo de reação explica fenômenos como:

• desgaste de mármore por chuva ácida;
• ação de antiácidos;
• dissolução de rochas calcárias;
• formação de cavernas em regiões de calcário.

Solubilidade e tratamento de água

No tratamento de água, algumas substâncias precisam ser dissolvidas, enquanto outras precisam ser removidas.

Partículas em suspensão podem ser separadas por decantação e filtração. Substâncias dissolvidas exigem processos mais específicos, como precipitação química, adsorção, troca iônica, osmose reversa ou tratamentos biológicos, dependendo do caso.

A solubilidade também é importante para a formação de precipitados. Em alguns processos, adiciona-se uma substância que reage com íons dissolvidos, formando um composto pouco solúvel que pode ser removido.

Esse raciocínio aparece em questões sobre saneamento, poluição e potabilidade.

Solubilidade e separação de misturas

A diferença de solubilidade pode ser usada para separar substâncias.

Exemplos:

• extração;
• cristalização;
• recristalização;
• precipitação;
• dissolução fracionada.

Na dissolução fracionada, uma mistura de sólidos é colocada em um solvente que dissolve apenas um dos componentes. Depois, usa-se filtração para separar o sólido não dissolvido.

Na cristalização, altera-se a temperatura ou evapora-se parte do solvente para formar cristais do soluto.

Esses métodos são cobrados no ENEM em questões de química experimental e processos industriais.

Erros comuns sobre solubilidade

Um erro comum é achar que toda substância dissolve melhor em água quente. Isso é geralmente verdadeiro para muitos sólidos, mas não para gases. Gases costumam ser menos solúveis em temperaturas mais altas.

Outro erro é confundir dissolução com reação química. Quando o sal dissolve em água, ocorre dissociação iônica, mas não necessariamente formação de uma nova substância. Já quando o carbonato reage com ácido, há transformação química com liberação de CO₂.

Também é comum confundir solubilidade com velocidade de dissolução. Triturar ou agitar pode acelerar a dissolução, mas não aumenta obrigatoriamente a quantidade máxima que pode se dissolver.

Como o ENEM cobra solubilidade

O ENEM pode cobrar solubilidade de várias formas:

• interpretação de curva de solubilidade;
• cálculo de corpo de fundo;
• resfriamento e cristalização;
• solubilidade de gases em refrigerantes;
• oxigênio dissolvido em rios;
• fertilizantes e lixiviação;
• poluição térmica;
• solubilidade de medicamentos;
• uso de solventes polares e apolares;
• separação de misturas.

Para resolver, observe sempre:

• qual é o soluto;
• qual é o solvente;
• qual é a temperatura;
• se há gás envolvido;
• se há pressão envolvida;
• se a substância é polar, apolar ou iônica;
• onde o ponto está na curva de solubilidade.

Resumo final

Solubilidade é a quantidade máxima de soluto que pode se dissolver em determinada quantidade de solvente, sob temperatura e pressão definidas. Ela depende da natureza do soluto e do solvente, da temperatura e, no caso dos gases, da pressão.

Soluções podem ser insaturadas, saturadas ou supersaturadas. As curvas de solubilidade mostram como a solubilidade varia com a temperatura e ajudam a prever cristalização, precipitação e formação de corpo de fundo.

Para o ENEM, o mais importante é aplicar o conceito em situações reais: bebidas gaseificadas, oxigênio dissolvido, fertilizantes, medicamentos, tratamento de água, separação de misturas e impactos ambientais.

SIMULADO ENEM

1. Um sal apresenta solubilidade de 35 g em 100 g de água a 25 °C. Um estudante adiciona 50 g desse sal a 100 g de água nessa temperatura e agita bem. Após o equilíbrio, espera-se que:

A) os 50 g se dissolvam completamente, formando solução insaturada.
B) apenas 35 g se dissolvam, e 15 g permaneçam como corpo de fundo.
C) nenhum sal se dissolva, pois sais são insolúveis em água.
D) a água se transforme em substância apolar.
E) o sal evapore totalmente.

Resposta: B.

Comentário: A solubilidade indica a quantidade máxima que pode se dissolver. Se o limite é 35 g em 100 g de água e foram adicionados 50 g, apenas 35 g dissolvem. O excesso, 15 g, permanece como corpo de fundo.

2. Refrigerantes mantêm maior quantidade de gás carbônico dissolvido quando estão fechados e gelados. Isso ocorre porque a solubilidade dos gases em líquidos geralmente:

A) aumenta com a redução da temperatura e com o aumento da pressão.
B) aumenta com o aumento da temperatura e com a diminuição da pressão.
C) não depende de temperatura nem pressão.
D) ocorre apenas em substâncias sólidas.
E) depende somente da cor do líquido.

Resposta: A.

Comentário: Gases são mais solúveis em líquidos sob maior pressão e menor temperatura. Por isso, o CO₂ permanece mais dissolvido em refrigerantes fechados e gelados. Ao abrir a garrafa, a pressão diminui, e o gás escapa.

3. Em um rio que recebe despejo de água aquecida de uma indústria, pode ocorrer redução da quantidade de oxigênio dissolvido. Esse fenômeno é explicado porque:

A) o aumento da temperatura tende a reduzir a solubilidade dos gases em líquidos.
B) o oxigênio se transforma em sal sólido em temperaturas altas.
C) a água aquecida deixa de ser uma substância molecular.
D) o oxigênio dissolvido aumenta obrigatoriamente com o aquecimento.
E) a temperatura não influencia nenhum processo químico.

Resposta: A.

Comentário: A solubilidade dos gases em líquidos geralmente diminui com o aumento da temperatura. Assim, águas mais quentes tendem a conter menos oxigênio dissolvido, o que pode prejudicar organismos aquáticos.