Preparo e diluição de soluções

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UNIDADE CENTRAL DE EDUCAÇÃO FAEM FACULDADE LTDA -UCEFF 
FACULDADE EMPRESARIAL DE CHAPECÓ - FAEM 
CURSO Engenharia Química 
PERÍODO 2º 
DISCIPLINA Química Inorgânica e Experimental 
PROFESSORA Prof.ª Fabiana Regina Grigolo Luczkievicz 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PREPARO E DILUIÇÃO DE SOLUÇÕES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAMILA DE MELLO DE MICHELI 
TALIA REBELATTO DAMBROS 
 
 
 
 
 
CHAPECÓ/SC, 2017 
1. INTRODUÇÃO 
 
Uma solução, no sentido amplo, é uma dispersão homogênea de duas ou 
mais substâncias moleculares ou iônicas, ou seja, as partículas que constituem uma 
solução têm dimensões de pequenas moléculas ou de íons e distribuição 
praticamente igual em qualquer porção da mistura. As soluções são constituídas por 
um soluto e um solvente, embora não haja uma rigorosa distinção no emprego 
desses termos. Dessa forma, as propriedades coligativas de soluções diluídas são 
diretamente proporcionais à concentração de partículas de soluto (BIANCHI, 
ALBERT e MAIA, 2005): 
Equação 01: componentes em uma solução. 
 
 Fonte: Dos autores. 
 
Presente na equação, o solvente é classificado como o componente da 
solução que tem a capacidade de desagregar as demais substâncias, assim, o 
soluto é o componente que pode ser dissolvido em uma solução. Em casos muito 
frequentes, o componente com maior quantidade presente é o solvente. Logo que o 
solvente mais conhecido é a água, principalmente por ser uma substância mais 
abundante no planeta e ter uma grande capacidade de dissolver outras substâncias 
(iônicas e covalentes) (BIANCHI, ALBERT e MAIA, 2005). 
As soluções, ou misturas homogêneas, são classificadas em função do 
estado físico, portanto, elas podem ser sólidas, líquidas ou gasosas. E no mesmo 
princípio, quando uma solução apresenta a capacidade de conduzir a eletricidade é 
classificada como eletrolítica ou iônica e quando a solução não conduz eletricidade é 
denominada não eletrolítica ou molecular (QUIMICA GERAL, s.a.). 
Embora todas as misturas gasosas sejam soluções, já que qualquer mistura 
de gases é homogênea, e as soluções sólidas, a grande maioria das soluções, são 
preparadas no estado líquido. Por meio disso, as soluções líquidas são formadas 
pela dissolução de um gás, líquido ou sólido em um líquido e se esse dado líquido é 
a água, a solução é denominada de aquosa. Em toda solução com participação da 
água, a mesma é considerada como solvente, independente da quantidade que 
esteja presente (BIANCHI, ALBERT e MAIA, 2005). 
𝑆𝑜𝑙𝑢çã𝑜 = 𝑆𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 + 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 
No entendimento de Pawlowsky et al (1996), as soluções podem ser 
insaturadas, saturadas ou supersaturadas, de acordo com a quantidade de soluto 
dissolvido. Portanto, para defini-las, é importante entender o conceito do termo 
Solubilidade. 
Assim, o Coeficiente de Solubilidade ou solubilidade refere-se á capacidade 
de uma substância de dissolver a outra, ou seja, sua medida descreve a quantidade 
de soluto que se dissolve em uma quantidade específica de solvente, em 
determinadas pressão e temperatura. O aumento de temperatura pode trazer uma 
grande diferença na solução, como o exemplo da solubilidade dos sólidos, que são 
favorecidos pelo aumento da mesma. É indispensável especificar a solubilidade de 
uma substância acompanhada da temperatura em que foi feita essa medição. 
(BIANCHI, ALBERT e MAIA, 2005). 
 
 
 
do soluto NaCl é o limite máximo dessa substância dissolvida em 
100 ” BIA HI ALBERT MAIA, 
2005, p. 330). 
 
Como comenta Pawlowsky et al (1996), a solução insaturada, em uma 
determinada temperatura, tem uma quantidade de soluto menor que a sua 
solubilidade nesta temperatura, ou seja, menor quantidade de soluto que solvente. 
Uma solução saturada, em uma dada temperatura contém uma quantidade de 
soluto dissolvido equivalente ao seu coeficiente de solubilidade nesta temperatura. 
Lembrando que uma solução saturada pode também apresentar corpo de fundo, que 
é um excesso de soluto precipitado (PAWLOWSKY; et al. 1996). 
E assim, uma solução supersaturada, na sua temperatura equivalente, 
contém uma quantidade de soluto maior que o coeficiente de solubilidade. Algo 
importante é que uma solução supersaturada pode ser obtida por aquecimento de 
uma solução saturada com corpo de fundo, seguida pelo resfriamento lento, que 
evita a precipitação do soluto envolvido (PAWLOWSKY; et al. 1996). 
Para estudo das soluções três aspectos devem ser considerados: quantidade, 
composição e concentração (BIANCHI, ALBERT e MAIA, 2005). Porém, inicialmente 
se torna necessário especificar o conceito de densidade, já que a mesma é uma 
característica específica de cada substância, sendo assim, pode ser medida em 
massa (m) por volume (v), lembrando que o volume pode variar entre metros cúbicos 
(mᶟ) e centímetros cúbicos (cmᶟ) e a massa entre gramas (g) e quilogramas (kg), 
mudando a unidade de medida de densidade, dessa maneira: 
Equação 02: característica específica da densidade (d), dada pela massa por 
volume, com variação nas unidades de medida. 
 
 
 
 
 
Fonte: dos autores. 
 
Já a concentração de uma solução pode ser denominada como a relação 
entre a quantidade do soluto e a quantidade do solvente. Assim, uma vez que as 
quantidades de solvente e soluto podem ser dadas em massa, volume ou 
quantidade de matéria, há diversas formas de se expressar a concentração de 
soluções (PAWLOWSKY; et al. 1996). 
Na visão de Pawlowsky et al (1996), existem várias unidades de concentração 
de soluções, as mais utilizadas destacam-se em concentração simples e molaridade. 
Portanto, a concentração simples é definida como a razão entre a massa do 
soluto, expressa em grama, e o volume da solução, expresso em litro. 
Equação 03: equação da concentração simples. 
 
 
Fonte: dos autores 
 
E para a molaridade, como explica Pawlowsky et al (1996), a determinação da 
quantidade de matéria do soluto é a relação entre a massa do soluto (m), a massa 
molar da substância, expressa em g / mol (MM) e o volume da solução, em litros: 
Equação 04: Produto da quantidade de matéria do soluto. 
 
 
 
Fonte: dos autores. 
 
E ainda com Pawlowsky et al (1996), um método muito usual de expressão da 
concentração baseia-se na composição percentual da solução. Esta unidade de 
𝐶 (
𝑔
𝑙
) = 
𝑚 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 (𝑔)
𝑣 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 (𝑙)
 
𝑀 (
𝑚𝑜𝑙
𝑙
) = 
𝑚 (𝑔) 
(𝑀𝑀 (𝑔/𝑚𝑜𝑙) .𝑉 (𝑙) 
 
𝑑 
𝑘𝑔
𝑚ᶟ
 = 
𝑚 (𝑘𝑔)
𝑣 (𝑚ᶟ)
 
𝑑 
𝑔
𝑐𝑚3
 = 
𝑚 (𝑔)
𝑣 (𝑐𝑚ᶟ)
 
ou 
concentração relaciona a massa e/ou o volume do soluto com a massa e/ou o 
volume do solvente ou da solução, conduzindo a notações, como 10% (m/m); 10% 
(m/v) ou 10% (v/v). 
 
1.1 OBJETIVOS 
 
1.1.1 Objetivo Geral 
 
Preparar e analisar soluções a partir de substancias sólidas e líquidas, 
conciliando a prática com a teoria. 
 
1.1.2 Objetivos Específicos 
 
a) Conhecer a técnica de preparo e diluição de soluções; 
b) Identificar as vidrarias necessárias para o preparo de soluções; 
 c) Efetuar cálculos estequiométricos envolvendo o preparo de soluções; 
d) Preparar soluções a partir de solutos sólidos e líquidos; 
 e) Realizar a diluição de solução a partir de uma solução estoque. 
 
2. MATERIAIS E MÉTODOS 
 
Para a realização do experimento foi utilizada a estrutura física do Laboratório 
de Química da instituição de ensino superior UCEFF, onde se fez uso dos seguintes 
equipamentos, vidrarias e reagentes: 
a) Um balão volumétrico de 100 ml; 
b) Um balão volumétrico de 250 ml; 
c) Um balão volumétrico de 500 ml; 
d) Um béquer de 50 ml;e) Uma proveta de 50 ml; 
f) Funil de vidro; 
g) Espátula; 
h) Balança analítica; 
i) Pipeta graduada de 5 ml; 
j) Pipetador ou pêra; 
 k) Ácido Sulfúrico P. A. (H2S04); 
 l) Cloreto de Sódio P.A. (NaCl). 
Ao início dos processos, foram realizados os cálculos estequiométricos para 
obter a massa e o volume necessário de soluto para cada experimento. Com o 
término dos experimentos, desenvolveu-se o embasamento teórico com base em 
livros, artigos acadêmicos e monografias. 
 
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
Os resultados obtidos, referente à solubilidade das soluções, foram divididos 
em três procedimentos. O desenvolvimento de uma solução a partir de um soluto 
sólido, o preparo de uma solução de soluto líquido, e enfim, uma diluição de 
soluções. 
 
3.1. SOLUÇÃO A PARTIR DE SOLUTO SÓLIDO 
 
Para realização do primeiro experimento, que envolvia uma solução aquosa 
de cloreto de sódio (NaCl) com concentração de 11,8%, foram realizados os 
seguinte cálculos para descobrir a massa do soluto que precisou ser pesado para o 
preparo da solução, lembrando que o grau de pureza do NaCl foi consultado com 
99%. 
 
 = 
 
 
 . =
 
 
 = 
 
 
 
 
Logo após os cálculos, realizou-se a pesagem equivalente ao valor 
encontrado de soluto (29,50g) em um béquer, então, adicionou-se uma água para 
dissolver o Cloreto de sódio. Após a dissolução, a solução foi transferida para um 
balão volumétrico, onde foi homogeneizada. 
Legenda: 
%: Percentagem (m/v) 
M1: massa de soluto (g) 
M2: volume da solução 
(ml) 
Com o desenvolver, foi possível perceber que quando o NaCl foi misturado 
com o H20, o soluto apenas dissociou-se na água, em um cátion e um ânion, como 
demonstrado na equação: 
Equação 05: dissolução do NaCl em um cátion e um ânion. 
 
Fonte: dos autores. 
 
Pode-se perceber que a quantidade da solução envolvida em um processo 
pode ser medida em massa e volume, como proposto na teoria, assim, uma solução 
é a soma dos ingredientes envolvidos no processo. 
 
Figura 01: Solução aquosa de NaCl: 
 Fonte: dos autores. 
 
Esta solução foi obtida com uma grande quantidade de soluto, logo, foi 
necessária a adição de água várias vezes durante a dissolução. Ao adicionar mais 
solvente, correspondente ao grau de solubilidade do soluto, percebeu-se que há 
limites para considerar-se uma solução, diluída ou concentrada, já que uma solução 
é definida em função da outra. 
 
3.2. SOLUÇÃO A PARTIR DE SOLUTO LÍQUIDO 
 
Primeiramente foram efetuados os cálculos para descobrir o volume do soluto 
que deveria ser medido para o preparo da solução da seguinte maneira: 
 
𝑁𝑎⁺ + 𝐶𝑙⁻ 
 
 =
 
 
 =
 
 
 = 
 
 =
 
 
 =
 
 
 = 
 
 
 
 
=
 
 
 = 
 
Neste segundo experimento foram preparados 100 mL ou 0,1 L de solução 
aquosa de ácido sulfúrico (H2SO4) com molaridade 0,5 M. Foi consultado no rótulo 
do reagente o seu grau de pureza e sua densidade, obtendo-se 96,5% de pureza e 
densidade igual a 1,84 g/mL. Posteriormente foi adicionada uma pequena 
quantidade de água destilada em um balão volumétrico de 100 mL, para que com o 
auxilio de uma pipeta graduada, fosse possível transferir o volume do ácido (2,76 
mL), obtido através dos cálculos acima, para o balão volumétrico e homogeneizar 
com uma leve agitação. 
Sucessivamente, utilizando uma pisseta com água destilada, foi completado o 
restante do volume até o menisco e depois tampado e invertido o balão volumétrico 
por várias vezes, a fim de homogeneizar a solução. A imagem a seguir mostra o 
resultado obtido na preparação da solução do soluto líquido: 
 
 Imagem 02: Solução aquosa de H2SO4. 
 Fonte: Dos autores. 
 
Legenda: 
M = Molaridade 
m = massa 
MM = Massa Molar 
V = Volume 
d = densidade 
3.2.1 Ácido sobre água 
 
A adição da pequena quantidade de água destilada, antes da adição do ácido 
sulfúrico se dá a fim de evitar possíveis acidentes com o mesmo, devido ao seu 
grande risco de corrosão, principalmente se manuseado inadequadamente. 
Na matemática, a ordem dos fatores não altera o produto, porém quando se 
trata de um ácido com água, as coisas mudam completamente. É de enorme 
relevância ter cuidado com a maneira que a mistura é feita. Nunca se deve jogar a 
água em um ácido sem saber qual a sua força e concentração, para misturá-los 
deve se fazer o processo inverso, adicionar o ácido sobre o ácido, diluí-lo, para 
posteriormente sim, poder jogar água sobre o mesmo (TEIXEIRA, s.a.). 
A razão disso se dá porque a reação de um ácido forte e concentrado com 
água libera grandes quantidades de calor. Água possui capacidade de absorver 
calor (calor específico) igual a 1,00 cal/ g °C, porém o ácido sulfúrico possui calor 
específico três vezes menor do que o da água (0,33 cal/ g °C) e por esse motivo 
quando joga-se água no ácido, o mesmo não dá conta de absorver todo o calor 
resultante da reação, assim, o aumento de temperatura faz com que a água 
adicionada passe de maneira abrupta para o estado de vapor (calefação) 
(TEIXEIRA, s.a.). 
 
3.2.2 Soluções Aquosas 
 
De acordo com Russel (2012), em um líquido puro as partículas encontram-se 
próximas umas às outras, apresentando certa ordem. E diferente de um líquido puro, 
entretanto, uma solução líquida é composta de diferentes partículas. Em uma 
solução aquosa, a água sempre é considerada um solvente, mesmo que esteja em 
menor quantidade, assim como, no experimento realizado. 
 
3.2.3. Reação Ácido-Base 
 
 Bronsted e Lowry definiram ácido-base de uma forma bastante útil. De acordo 
com eles, o ácido é quem tende a doar um próton, enquanto a base é uma reação 
que tende a receber um próton (RUSSEL, 2012). 
 A capacidade da água de estabilizar íons hidratando-os possibilita que a 
mesma possa dissociar-se em íons hidrogênio e íons hidróxido. A água, por ser um 
eletrólito muito fraco, pura não é um bom condutor de eletricidade (RUSSE, 2012). A 
reação ocorrente entre o ácido sulfúrico e a água deu-se por: 
Equação 06: Produto da reação entre ácido sulfúrico e água. 
 
 Fonte: dos autores. 
 
Sendo assim, como comenta Russel (2012) o ácido aumentou a concentração 
de ânions relacionados com o solvente (cátion: carregado positivamente; ânion: 
carregado negativamente), fazendo com que na água, um ácido produza íons H⁺ e a 
base produza íons OH⁻. 
 
3.3. DILUIÇÃO DAS SOLUÇÕES 
 
Assim como nas outras duas soluções, primeiramente foram realizados os 
cálculos necessários para obter o volume de solução estoque que deveria ser 
medido para o preparo desta solução. Obtendo os seguintes resultados: 
 = = = / 
 
 = = = 
 
Legenda: 
C = Concentração comum 
M = Molaridade 
MM = Massa Molar 
Ci = Concentração inicial 
Vi = Volume 
Cf = Concentração final 
Vf =Volume final 
 
Para a realização desta solução, foram preparados 500 mL de solução 
aquosa de ácido sulfúrico (H2SO4), com concentração final de 4,9 g/L a partir da 
solução estoque 0,5 M obtida do segundo experimento. 
𝐻 𝑆𝑂 + 𝐻 𝑂 ↔ 𝐻3𝑂⁺ + 𝐻𝑆𝑂 ⁻ 
Após a efetuação dos cálculos, com o auxílio de uma proveta, foi transferido o 
volume da solução estoque para um balão volumétrico de 500 mL. Completou-se o 
volume até o menisco com água destilada por meio de uma pisseta. E por fim, 
tampou-se e inverteu-se o balão volumétrico por várias vezes para a 
homogeneização da solução. 
Assim, conservou-se a solução estoque, mais concentrada, diluindo um 
pequeno volume dessa solução para a utilização com uma concentração menor. 
Para preparar uma solução diluída a partir de uma solução estoque, utilizou-
se também a equação fundamental de diluição, onde a solução estoque é a solução 
inicial, e a soluçãofinal é a que se quer preparar como feito nos cálculos 
apresentados. 
A diluição de uma solução consiste na adição de um solvente, diminuindo a 
sua concentração. Como há apenas adição de solvente, a quantidade de soluto (em 
massa ou em número de mols) na diluição de soluções permanece constante, o que 
aumente é o volume (UDESC, s.a.). 
 
4. CONCLUSÃO 
 
Percebeu-se que as soluções são misturas homogêneas, formadas por duas 
ou mais substâncias, com a junção de solvente mais soluto. As soluções podem ser 
sólidas, líquidas ou gasosas. Dessa forma, solvente é o componente que tem a 
capacidade de dissolver o soluto, e no caso das soluções aquosas, o solvente 
sempre será a água, pela sua capacidade de dissolução. Ou seja, nos experimentos, 
os componentes H2SO4 e NaCl utilizados nas três soluções, são apenas os solutos. 
Pode-se perceber, efetivando os cálculos, a importância de especificar as 
concentrações dos componentes, como a concentração comum (g/l), a Molaridade 
(mol/l), a percentagem em peso (m/m), percentagem massa por volume (m/v), 
percentagem volume por volume (v/v), a dissolução de soluções, a densidade, entre 
outras. 
Concluiu-se também que uma solução saturada é aquela que está em 
equilíbrio de solvente e soluto dissolvido. Já uma solução insaturada é aquela na 
qual a concentração do soluto é menor que seu coeficiente de solubilidade. E assim, 
uma solução supersaturada apresenta uma quantidade de soluto maior que o 
coeficiente de solubilidade, podendo ser obtida por aquecimento de uma solução 
saturada com corpo de fundo, seguida pelo resfriamento lento, evitando a 
precipitação do soluto. 
Notou-se que um eletrólito é uma substância que se dissocia para liberar íons 
quando se dissolve, podendo ser um ácido, uma base ou um sal. Assim, os ácidos 
dissociam-se liberando íons H+ e as bases dissociam-se liberando íons OH-. Os sais 
dissociam-se para liberar cátions e ânions diferentes dos íons H+ e OH-. E uma 
reação de neutralização ou reação ácido-base, forma-se água da composição de 
íons H+ do ácido e do íon OH- da base. 
Evidenciou-se que o preparo de soluções é muito importante e comum em um 
laboratório, por isso, torna-se de enorme relevância saber como efetuar 
corretamente os procedimentos necessários que vão desde os cálculos e pesagem 
das substâncias até o armazenamento da mesma no recipiente adequado, onde é 
feito a homogeneização. 
 
REFERÊNCIAS 
 
AYALA, José Danilo. Química de ácidos e bases. S.a. Disponível em: < 
http://qui.ufmg.br/~ayala/matdidatico/acidobase.pdf> . Acesso em: 15 de ago. 2017. 
BIANCHI, José Carlos de Azambuja; ALBERT, Carlos Henrique; MAIA, Daltamir 
Justino. Universo da Química. Volume Único. 1. Ed. São Paulo. FTD, 2005. 
 
BIANCHI, José Carlos de Azambuja; ALBERT, Carlos Henrique; MAIA, Daltamir 
Justino. Universo da Química. Volume Único. 1. Ed. São Paulo. FTD, 2005, pg. 
330. 
 
PAWLOWSKY, Alda Maria, et al. Experimentos De Química Geral. 1996. 2ª ed. 
Curitiba, Pr. Disponível em: 
<http://www.quimica.ufpr.br/edulsa/cq031/ExperimentosdeQuimicaGeral.pdf>. 
Acesso em 13 de ago. 2017. 
 
QUIMICA GERAL. Experiência 07: Preparo de Solução a partir de Substâncias 
sólidas, Liquidas e de Solução Concentrada. S.a. Disponível em: 
http://geral.quimica.blumenau.ufsc.br/files/2014/05/EXPERIENCIA_solucoes_blu.pdf. 
Acesso em 15 de ago. 2017. 
 
RUSSEl, John B. Química Geral. 2.ed. Vol. 1. São Paulo: Person, 2012. 
 
TEIXERA, Álvaro. Funções Químicas e suas reatividades. S.a. Disponível em: 
<http://web.ccead.pucrio.br/condigital/mvsl/Sala%20de%20Leitura/conteudos/SL_fun
coes_quimicas.pdf.: Acesso em: 15 de ago. 2017. 
 
UDESC, Universidade do Estado de Santa Catarina. Concentração de soluções e 
diluição. S.a. Disponível em: 
<http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/carlad/materiais/05_Preparo_de_sol
u__es.pdf>. Acesso em: 15 de ago. 2017.