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Paracambi 2023 UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO Polo: Paracambi. GUILHERME SANTOS GUIMARÃES Soluções e diluições Relatório da prática 1 Data da prática: 02/09/2023 Paracambi 2023 GUILHERME SANTOS GUIMARÃES Soluções e diluições: relatório da prática 1 Relatório apresentado ao curso de Engenharia de produção da Universidade Federal Fluminense como requisito para obtenção de nota parcial na disciplina de química lecionada pela UFRJ. Paracambi 2023 1. Objetivos • Conhecer os procedimentos envolvidos na preparação de soluções a partir de u soluto sólido e da diluição de uma solução concentrada; • Aplicar os cálculos apresentados ao longo do conteúdo teórico para determinar as concentrações das soluções preparadas; 2. Introdução As soluções são definidas como misturas homogêneas formadas por pelo menos duas substâncias onde uma dessas – o solvente – é o meio no qual a outra substância – o soluto – está dissolvida. As soluções podem ser encontradas nos estados sólido, líquido e gasoso. A propriedade mais importante da matéria nas soluções é a solubilidade, já nesse tipo de mistura existe a dissolução de um material por outro. Porém, vale ressaltar que cada solvente apresenta uma solubilidade para cada tipo de soluto, que varia de acordo com a temperatura, o que é denominado de coeficiente de solubilidade. A determinação das quantidades de soluto, solvente, volume, massa ou qualquer outra medida quantitativa relacionada a uma solução é denominada concentração. Para tal temos a concentração comum (Relaciona a massa do soluto e o volume da solução), molaridade (Relaciona o número de mol do soluto e o volume da solução) e a densidade (Relaciona a massa e o volume da solução). Além desses, temos outros casos, mas para esta prática, basta esse conhecimento. 3. Materiais • Funil; • Espátula; • Bastão de vidro; • Vidro de relógio; • Bécher de 100mL; • Balança de precisão; • Balão volumétrico de 100mL; • 2 balões volumétricos de 100 mL • Pissete; • Papel absorvente – papel higiênico ou papel toalha; • Etiquetas de papel ou fita crepe; • Pipeta volumétrica de 10mL; • Pipeta volumétrica de 5mL; • Pêra; 4. Reagentes • Cloreto de sódio; • Solução concentrada de violeta de genciana; • Solução A; 5. Procedimentos 5.1. Preparação dos dados Separados todos os materiais e o reagente que serão empregados na realização do experimento, verificamos a integridade da vidraria (Se estava limpa ou seca). Paracambi 2023 A partir disso, identificamos a fórmula da substância que seria usada como soluto (NaCl) e determinamos a sua massa molar. Para tal, com o auxílio da tabela periódica, temos 23g de Na e 35,5g de Cl, resultando em um total de 58,5g de NaCl. Em seguida, determinamos a massa empregada dessa substância na preparação de 100mL de solução a partir de 1mol/L. Para isso, utilizamos de uma " regra de três ", onde: 1 mol - 58,5g de NaCl - 1000mL xg de NaCl - 100mL Por tanto, temos 5,85g de NaCl em 100mL de solução. 5.2. Pesagem Iniciando os procedimentos práticos, verificamos se a balança estava estável e nivelada e em seguida, posicionamos o vidro de relógio sobre o prato da balança pressionando o botão de Tara para desconsiderar o peso do recipiente no processo de determinação da massa do soluto. Com o painel “zerado”, transferimos o soluto para o vidro de relógio com auxílio de espátula até alcançar a massa desejada (5,85g de NaCl). 5.3. Preparação da solução Com a massa do soluto pesado, transferimos ele para um bécher com o auxílio da espátula e os resíduos que sobraram no vidro foram coletados lavando a superfície do vidro de relógio com água destilada e conduzindo a mistura resultante para o bécher. Colocando no bécher aproximadamente metade do volume de água destilada que será empregada na preparação da solução final, utilizamos do bastão de vidro para dissolver e homogeneizar a solução em preparo. Assim que percebemos que a mistura no bécher estava homogênea transferimos a solução para o balão de 100 mL com auxílio de funil e bastão de vidro. Como foi sobrou uma pequena quantidade de solução no bécher, foi preciso lavarmos o mesmo com água destilada para que pudéssemos transferi-lo também para o balão. Com esse procedimento garantimos que toda a massa de soluto pesada estivesse presente na solução resultante. Antes de completar o volume do balão, adicionamos 01 ou 02 gotas de solução de violeta de genciana com o auxílio de nosso tutor e tampamos o balão. Em seguida, agitamos o balão para que ocorresse a homogeneização do soluto na maior parte de Paracambi 2023 seu volume, e para que a violeta de genciana que escorreu pela parte interna do balão fosse diluída. Observação. A adição de gotas de solução de violeta de genciana é somente para dar cor à solução final. Ela não irá reagir com os componentes da solução. Esta solução elaborada foi chamada de solução mãe, pois a partir dela criaremos outra solução com concentração diferente. 5.4. Solução B Para tal, separamos dois balões volumétricos com capacidade de 100 mL e com o auxílio de um conjunto pipeta, transferimos uma alíquota de 10 mL de solução mãe (solução A) para um balão de 100 mL. Adicionando água destilada até completar seu volume. Colocada a tampa no balão, começamos a homogeneizar a solução agitando-o. Da solução B presente no balão, transferimos uma alíquota de 5 mL para o segundo balão de 100 mL, e a volume seguindo as regras que usou no item anterior. Esta agora chamamos de solução C. 6. Resultados e cálculos Ao fim da prática foram preparadas três soluções derivadas de uma mesma em comum, tendo todas concentrações diferentes. Abaixo segue o registro visual do resultado: Figura 1. Soluções A, B e C, respectivamente. 7. Respondendo as questões do relatório. Paracambi 2023 a) Como temos a massa e o volume da solução A, podemos determinar sua concentração através da seguinte equação: 𝐶 = 𝑚 (𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜) 𝑣 (𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜) . A partir disso temos que a concentração de A é 𝐶𝑎 = 5,85𝑔 100𝑚𝐿 = 𝟎, 𝟎𝟓𝟖𝟓𝒈/𝒎𝑳. Utilizando a relação 𝐶𝑎𝑉𝑎 = 𝐶𝑏𝑉𝑏 → 𝐶𝑏 = 0,0585𝑔/𝑚𝐿 ∗ 100𝑚𝐿 10𝑚𝐿 = 𝟎, 𝟓𝟖𝟓 𝒈/𝒎𝑳. Utilizando da merma abordagem para a solução C, temos: 𝐶𝑏𝑉𝑏 = 𝐶𝑐𝑉𝑐 → 𝐶𝑐 = 0,585𝑔/𝑚𝐿 ∗ 10𝑚𝐿 5𝑚𝐿 = 𝟏, 𝟏𝟕𝒈/𝒎𝒐𝒍. b) Para uma solução final teríamos 𝐶𝑓𝑉𝑓 = 𝐶𝑏𝑉𝑏 + 𝐶𝑐𝑉𝑐 Como o 𝑉𝑓 = 𝑉𝑏 + 𝑉𝑐 = 30𝑚𝐿. 𝐶𝑓 = 0,585𝑔/𝑚𝑜𝑙 ∗ 10𝑚𝐿 + 1,17𝑔/𝑚𝑜𝑙 ∗ 5𝑚𝐿 30𝑚𝐿 = 1,14 𝑔 𝑚𝐿 . c) Porque ao adicionar o soluto diretamente no balão volumétrico, podemos ocasionar perdas na transferência do vidro de relógio para o do pescoço do balão. Isso ocorre devido ao diâmetro, alterando assim a concentração da solução. d) Porque ao adicionar a água, vai diluindo a concentração, ficando a solução com menos concentrada comparada a B e mui a menos concentrada que a solução A.
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