Aula 4 PREPARO DE SOLUÇÕES. META Introduzir técnicas básicas de preparo de soluções. - PDF
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Derek Domingos Ferrão
1 PREPARO DE SOLUÇÕES META Introduzir técnicas básicas de preparo de soluções. OBJETIVOS Ao final desta aula o aluno deverá: Fornecer conhecimento necessário para o preparo de soluções. Calcular a concentração das soluções.
2 Química Experimental INTRODUÇÃO Em análise química é comum trabalhar com as substâncias de interesse em solução aquosa. Esta solução é obtida através da dissolução completa de uma quantidade definida de uma amostra sólida em um solvente apropriado. Para a obtenção de uma solução é necessário, inicialmente, que a amostra sólida a ser analisada esteja finamente dividida e, no caso de mistura de duas ou mais substâncias, que a amostra tenha composição homogênea para que a quantidade utilizada no preparo da solução seja representativa. 8
3 Preparo de soluções SOLUÇÕES Vocês já devem ter visto que existem vários tipos de soluções presentes no cotidiano, desde o ar que respiramos, que não é composto apenas por oxigênio, mas também de outros gases; ou mesmo no café da manhã, quando tomamos aquele cafézinho ou o suco de sua fruta preferida. As soluções podem ser classificadas de acordo com seu estado físico: sólido, liquido ou gasoso. - SOLUÇÕES GASOSAS: mistura homogênea de dois ou mais gases, sendo miscíveis em qualquer proporção. Exemplo: ar, composto basicamente por oxigênio e nitrogênio (99%), existindo ainda outros gases em pequenas quantidades. - SOLUÇÔES LÍQUIDAS: mistura de dois ou mais líquidos, onde um se encontra em maior quantidade (solvente), enquanto os outros se apresentam em pequenas quantidades (solutos). A maioria das soluções líquidas é conhecida também como soluções aquosas, nas quais o componente que se encontra em maior quantidade é a água. Vale lembrar que a água é considerada como um solvente universal, pois dissolve a maioria dos sais e é o solvente mais disponível na Terra, alem de ser facilmente purificada e não é tóxica. - SOLUÇÕES SÓLIDAS: tipos de solução menos lembrada quando pensamos em soluções, embora seja muito comum. É uma solução onde seus componentes estão no estado sólido. Exemplo: minerais (granito) e ligas metálicas. Nós expressamos a quantidade de soluto existente em uma solução quando informamos ou calculamos a concentração da solução. Existem diversas maneiras de determinar a concentração da solução. Provavelmente, a unidade de concentração mais usada em soluções aquosas é a concentração em mol/l. Que expressa a quantidade de mols de soluto dissolvido por um litro de solução. CONCENTRAÇÃO EM mol/l onde [A] é a quantidade em mol do soluto A por litro de solução, n A é a quantidade em mol do soluto A e V solução é o volume em litro da solução. Exemplo: Suponha que você queira preparar 2,00 L de uma solução de Na 2 1,50 mol/l. Você dispõe de um balão volumétrico de 2,00 L, Na 2 e 9
4 Química Experimental água destilada. Para preparar a solução, deve-se pesar a quantidade necessária de Na 2, depois transferir o sólido para o balão volumétrico e, por fim, adicionar um pouco de água para dissolver totalmente o sólido. Após a dissolução do sólido, adiciona-se água até completar o volume do balão (menisco). Qual a massa de Na 2 necessária para preparar 2,00 L de uma solução de Na 2 1,50 mol/l? Sabendo que [Na 2 ] = 1,50 mol/l e V solução = 2,00 L Portanto, substituindo na equação acima, temos: Lembrando que: Onde n A é quantidade em mols de A, m A é a massa em gramas do soluto A e MM A é a massa molar do soluto A (massa em gramas de A presentes em um mol de A) Como: 50
5 Preparo de soluções Desse modo, para preparar a solução desejada, é preciso dissolver 318 g de Na 2 em água suficiente para completar 2,00 L de solução. CONCENTRAÇÃO COMUM É a relação entre a massa do soluto, em gramas, e o volume da solução em litros. onde C A é a quantidade em gramas do soluto A por litro de solução, m A é a quantidade em gramas do soluto A e V solução é o volume em litro da solução. EXEMPLO: Qual a concentração comum de uma solução que contem 20,0 g de soluto dissolvido em 0,50 L de solução? DILUIÇÃO DE UMA SOLUÇÃO MAIS CONCENTRADA Muitas vezes em laboratório há a necessidade de se preparar soluções de concentração conhecida, problema é descobrir que massa de soluto deve ser usada. Combinando uma determinada quantidade de soluto com o solvente. É mais conveniente estocar alguns litros de uma solução concentrada (solução com maior quantidade de soluto) e então, quando necessário, adicionar água para preparar uma solução diluída (solução com menor quantidade de soluto). Como um exemplo do método de diluição, suponha que você precise de 1,00 L de dicromato de potássio (K 2 ) 0,0025 mol/l, para ser usado numa análise. Você tem volume suficiente de K 2 0,100 mol/ L, água destilada e vidraria apropriada. Como você pode preparar a solução 0,0025 mol/l desejada? O procedimento básico é retirar uma certa quantidade da solução de K 2 mais concentrada, transferi-la para um balão volumétrico e, então, adicionar água para diluir o K 2. Para tal, temos [ A ] 1V1 [ A] 2V2 onde: [A] 1 é a quantidade em mol do soluto A por litro de solução concentrada, V 1 é o volume da solução concentrada, [A] 2 é a quantidade em mol do soluto A por litro de solução diluída, V 2 é o volume da solução diluída. 51
6 Química Experimental Assim, para prepara 1,00 L de K 2 0,0025 mol/l, coloque 25 ml de K 2 0,100 mol/l em um balão volumétrico de 1,00 L e adicione água até completar o volume do balão. Preparo de solução de NaOH 0,1 mol/l Calcule a massa de NaOH necessária para preparar 250,0 ml de uma solução de NaOH 0,1 mol/l. Pese a massa calculada de NaOH, usando um vidro de relógio (a pesagem deve ser realizada o mais rápido possível, pois as patilhas de NaOH hidratam-se rapidamente). Transfira essas pastilhas para um béquer de 100 ml, com o auxílio de bastão de vidro. Lave o vidro de relógio cuidadosamente, usando uma pisseta com água destilada, transferindo toda essa água diretamente para o béquer de 100 ml. Agite cuidadosamente a mistura com bastão de vidro até que ocorra a dissolução completa das pastilha de NaOH. Evite qualquer tipo de perda de material durante as etapas de dissolução e transferência da solução. Transfira, quantitativamente, a solução do béquer para um balão volumétrico de 250 ml. Complete o volume do balão com água destilada. Preparação de uma solução de NaOH 0,05 mol/l Esta solução de NaOH 0,05 mol/l deve ser preparada a partir da diluição da solução de NaOH 0,1 mol/l. Inicialmente, calcule o volume necessário para preparar 100 ml de uma solução 0,05 mol/l. Com o auxílio de uma pipeta volumétrica de volume adequado, transfira o volume para um balão volumétrico de 100,0 ml e complete o volume com água destilada. 52
7 Preparo de soluções CONCLUSÃO Preparo de soluções é uma operação mais comum num laboratório de química. Geralmente, o solvente mais utilizado é a água, devido suas propriedades e não oferecer riscos aos analistas. É fundamental que saibamos calcular a concentração das soluções para realizarmos procedimentos de diluição e/ou reações químicas de forma consciente. RESUMO Existem vários tipos de soluções presentes no cotidiano, desde o ar que respiramos, que não é composto apenas por oxigênio, mas também de outros gases; ou mesmo no café da manhã, quando tomamos aquele cafézinho ou o suco de sua fruta preferida.a maioria das reações ocorre quando os reagentes estão em solução. Portanto, é importante conhecermos a proporção existente entre as quantidades de soluto e solvente. A concentração da solução pode ser representada de várias formas, mas as mais comuns são em função da quantidade em mols de soluto por litro de solução (concentração em mol/l) e em função da massa em gramas de soluto por litro de solução (concentração comum g/l). Através das relações entre a massa, massa molar e a quantidade em mol do soluto, é possível calcular a concentração de qualquer soluto presente em uma solução aquosa. REFERÊNCIAS ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de Química. Questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3 ed. Editora Bookman, BACCAN, N. et al. Química Analítica Quantitativa Elementar. 3 ed. Campinas: Ed. Edgar Blucher Ltda., KOTZ, J. C., TREICHEL, P. Quimica e Reações Químicas. ed. v. 1 e 2. Rio de Janeiro: LTC Editora, MALM, L. E. Manual de laboratório para Química Uma ciência experimental. ed. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian, RUSSEL, J. B. Química Geral. 2 ed. v. 1. São Paulo: Makron Books, 199. SILVA, R. R.; BOCCHI, N.; ROCHA-FILHO, R. C. Introdução à Química experimental. São Paulo: Mcgraw-Hill, SKOOG, D. A. et al. Fundamentos de Química Analítica. São Paulo: Pioneira Thomson Learning,
Química SOLUÇÕES: Licenciatura em Ciências USP/ Univesp. Gianluca C. Azzellini Guilherme A. Marson Ana Cláudia Kasseboehmer
13 SOLUÇÕES: ASPECTOS QUANTITATIVOS Gianluca C. Azzellini Guilherme A. Marson Ana Cláudia Kasseboehmer 13.1 Introdução 13.2 Concentração de soluções 13.3 Densidade e a concentração das soluções 13.4 Diluição
Texto 9 - Experimentos Alternativos
Texto 9 - Experimentos Alternativos Tema: ligações químicas - interações intermoleculares Análise da gasolina Fazer para que?: Verificar a qualidade da gasolina. Vai precisar de: Água; Gasolina; Proveta