experimento-2-preparo-e-diluicao-de-solucoes ATUALIZADO

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<p>gabriela angeloni</p><p>Experimento 2 – Preparo e diluição de soluções</p><p>Química Geral e Experimental</p><p>ITAQUAQUECETUBA-SP</p><p>2023</p><p>gabriela angeloni</p><p>QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL – EXPERIMENTO 2 – PREPARO E DILUIÇÃO DE SOLUÇÕES</p><p>Projeto apresentado ao Curso de Química Bacharelado da Instituição Anhanguera.</p><p>Tutor da disciplina conforme disponível no AVA: Marcos Vinicius</p><p>ITAQUAQUECETUBA-SP</p><p>2023</p><p>lOMoARcPSD|22922933</p><p>GABRIELA ANGELONI</p><p>QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL – EXPERIMENTO 2 – PREPARO E DILUIÇÃO DE SOLUÇÕES</p><p>ITAQUAQUECETUBA-SP</p><p>2023</p><p>SUMÁRIO</p><p>RESUMO	3</p><p>INTRODUÇÃO	4</p><p>OBJETIVOS	5</p><p>PARTE EXPERIMENTAL – PROCEDIMENTO	6</p><p>Parte 1: Preparo de uma solução a partir de um sólido.	6</p><p>Parte 2: Diluição de uma solução	6</p><p>Parte 3: Preparo de uma solução a partir de um líquido	7</p><p>RESULTADOS E DISCUSSÕES	8</p><p>Parte 1: Preparo de uma solução a partir de um sólido.	8</p><p>Parte 2: Diluição de uma solução.	10</p><p>Parte 3: Preparo de uma solução a partir de um líquido.	10</p><p>CONCLUSÃO	12</p><p>REFERÊNCIAS	13</p><p>2</p><p>1 RESUMO</p><p>Este relatório trata-se de um experimento cujo objetivo é o preparo de uma solução de sulfato de cobre penta-hidratado (CuSO4.5H2O), diluição desta solução e preparo de uma solução de HCl. Inicialmente, o preparo de 25 mL da solução de CuSO4.5H2O a 0,2 mol/L, sendo necessário o cálculo de sua massa. Posteriormente, será feita uma solução de 0,1 mol/L de CuSO4.5H2O a partir de uma diluição da solução anteriormente preparada, sendo necessário o cálculo de seu volume. E por fim, o preparo de 50 mL de solução de ácido clorídrico (HCl), tendo em vista os passos anteriores.</p><p>3</p><p>2 INTRODUÇÃO</p><p>Nesse relatório está descrito um experimento no laboratório de química, sendo o seu nome <Experimento 2 – Preparo e Diluição de Soluções=. Para fazer uma solução é necessário ter a mistura do soluto e do solvente; o soluto é a substância dispersor, e o solvente é a substância dispersante, ou seja, o soluto é dissolvido pelo o solvente, gerando a solução. Mas para ser considerado uma solução, ainda é preciso que o diâmetro médio das partículas dispersas esteja entre 0 a 1 nanômetro. Nesse experimento, será utilizado o solvente universal, que é a água destilada.</p><p>As soluções são classificadas como sendo insaturadas, saturadas ou supersaturadas. Essas classificações são usadas de acordo com a proporção da quantidade de soluto para a quantidade de solvente, em uma determinada temperatura. Para criar uma solução concentrada ou diluída é importante definir a concentração desejada, ou seja, a relação de quantidade de soluto com a quantidade de solvente.</p><p>Esse experimento é dividido em três partes; na primeira parte é o preparo de uma solução a partir de um soluto sólido, o primeiro passo é calcular a massa necessária de sulfato de cobre (CuSO4.5H2O) para fazer uma solução de 25mL com uma concentração de 0,2 mol/L; o próximo passo é preparar essa solução no laboratório.</p><p>A segunda parte do experimento será feito o processo de diluição desta solução; deve fazer o preparo de 10 mL de uma solução de CuSO4.5H2O, com uma concentração de 0,1 mol/L. Para isso será preciso calcular o volume necessário da solução armazenada de concentração de 0,2 mol/L, para fazer a diluição em um balão volumétrico de capacidade de 10 mL. Tendo conhecimento de que a quantidade de matéria do soluto é a mesma antes e depois da diluição.</p><p>A terceira e última parte, será o preparo de uma solução a partir de soluto líquido; que é uma solução de ácido clorídrico (HCl) a 20%, com a densidade de 1,09 g/mL. O objetivo será calcular a massa de HCl necessária para fazer uma solução com 50 mL e com uma concentração de 1,0 mol/L; e depois calcular o volume da solução concentrada que contém nessa massa, utilizando a densidade. A solução feita também deverá ser armazenada e rotulada, para fazer parte de experimentos futuros.</p><p>4</p><p>3 OBJETIVOS</p><p>Efetuar cálculos para determinar o volume ou a massa necessária para preparar soluções aquosas ácidas e básicas. Preparar soluções aquosas a partir de um sólido PA (Pró-Análise) e de um reagente líquido; efetuar diluição e mistura de soluções.</p><p>5</p><p>4 PARTE EXPERIMENTAL – PROCEDIMENTO</p><p>4.1. Parte 1: Preparo de uma solução a partir de um sólido</p><p>Materiais:</p><p>· Balão volumétrico de 10 mL, de 25 mL e de 50 mL;</p><p>· 1 pisseta com água destilada;</p><p>· Espatula;</p><p>· Béqueres;</p><p>· 1 bastão de vidro;</p><p>· 1 pipetador de três vias (pêra);</p><p>· Pipeta de Pasteur;</p><p>· Pipeta graduada de 5 mL;</p><p>· Pipeta volumétrica de 5 mL.</p><p>Reagentes:</p><p>· Ácido clorídrico 20% (d = 1,09 g/mL);</p><p>· Sulfato de cobre CuSO4.5H2O sólido.</p><p>Nesse experimento será feita uma solução de sulfato de cobre penta-hidratado (CuSO4.5H2O) a 0,2 mol/L. Para isso, coloca-se o béquer centralizado na balança analítica e zera-se a balança a fim de descontar a massa do béquer. Adiciona-se CuSO4.5H2O (sólido azul) dentro do béquer até marcar 1,248 g.</p><p>Dado essa quantidade de massa, adicionamos água destilada dentro do béquer, para dissolver o máximo com o mínimo de água, sem ultrapassar 25 mL do balão volumétrico. Misturamos com um bastão de vidro para dissolver e transferimos a solução para dentro do balão. No caso de sobrar sólido no béquer, adicionamos mais água para dissolver e colocamos dentro do balão novamente. Por fim, completamos até o menisco adicionando água com uma pisseta e/ou uma pipeta pasteur.</p><p>Além disso, movimentamos o balão para retirar bolhas ou líquido na coluna do balão volumétrico. Colocamos a tampa do balão, e movimentamos todo o líquido a fim de deixar homogênea a solução. A solução está pronta e basta colocar dentro de um béquer.</p><p>4.2. Parte 2: Diluição de uma solução</p><p>6</p><p>Nesta parte do experimento, será feita a diluição da solução de CuSO4.5H2O obtida durante a parte 1, chamada de <solução estoque= de 0,2 mol/L. Devemos fazer com que essa solução atinja uma concentração de 0,1 mol/L. Adiantando a conta, deve ser retirado 5 mL dessa solução estoque, tranferir para um novo balão volumétrico de 10 mL e adicionar água.</p><p>Inicialmente, com auxílio de uma pipeta volumétrica de 5 mL, ou seja, com uma faixa só, e um pipetador de três vias secamos a pêra e apertamos a válvula A para expulsar o ar e após, aspiramos o líquido até atingir o menisco apertando a válvula S. Agora escoamos o líquido dentro do novo balão, deixando uma gota no final da pipeta. Por fim, com a pisseta preenchemos de água até o menisco, terminando com a pipeta pasteur para ser mais preciso.</p><p>Movimentamos o líquido para retirar as bolhas, fechamos e movimentamos novamente para deslocar o líquido na coluna do balão, assim como na parte 1. E a solução está pronta e basta colocar dentro de um béquer.</p><p>4.3. Parte 3: Preparo de uma solução a partir de um líquido</p><p>Preparo do HCl a 20% (significa que a cada 100 g da solução, 20 g são de HCl) com densidade de 1,09 g/mL. O experimento consiste em fazer a concentração de HCl seja de 1 mol/L para 50 mL de solução.</p><p>Adicionamos um pouco de água destilada dentro de um balão volumétrico de 50 mL. Realizando os devidos cálculos, concluimos que devemos adicionar 8,4 mL de HCl a essa quantidade de água.</p><p>Utilizamos uma pipeta graduada de 10 mL, conectamos o pipetador de três vias e apertando a válvula S, aspiramos o HCl até o menisco de 10 mL. Mas como precisamos de apenas 8,4 mL, segundo as contas; transferimos apenas 8,4 mL para dentro do balão e descartamos o que sobrar dentro da pipeta.</p><p>Com a pisseta, terminamos de preencher o balão com água e acertamos com a pipeta pasteur até o menisco. Fechamos o balão, movimentamos, depois a solução está pronta para ser transferida para um béquer.</p><p>7</p><p>5 RESULTADOS E DISCUSSÕES</p><p>5.1. Parte 1: Preparo de uma solução a partir de um sólido</p><p>O preparo e a diluição de soluções são experimentos que costumam fazer parte da rotina de qualquer laboratório. Seja qual for o experimento ou analise, um passo importante será realizar a preparação de reagentes.</p><p>A parte um do experimento</p><p>teve como objetivo o preparo 25 mL de uma solução de sulfato de cobre penta-hidratado (CuSO4.5H2O) com concentração 0,2 mol/L. Para a realização do preparo dessa solução, inicialmente é preciso calcular a massa molar solução CuSO4.5H2O. Para a realização desse cálculo, foi usando como base a massa atômica de cada elemento retirados de uma tabela periódica.</p><p>Figura 1 – Elementos do CuSO4.5H2O.</p><p>Fonte: Adaptado de Blog do ENEM.</p><p>Massas molares de CuSO4.5H2O {</p><p>Cu = 63,546 g/mol S = 32,065 g/mol O = 15,9994 g/mol H = 1,00794 g/mol</p><p>MM = 63,546 + 32,065 + (9 * 15,9994) + (10 * 1,00794)</p><p>MM = 249,685 g/mol</p><p>Após esse cálculo, pode-se definir a massa de CuSO4.5H2O necessária para preparar 25 mL de solução 0,2 mol/L utilizando a fórmula da figura 1, mas antes é preciso fazer a conversão do volume para litros, como está em mililitros basta apenas dividir por 1000 para obter o volume em litros.</p><p>8</p><p>Figura 2 – Fórmula da concentração molar.</p><p>Fonte: Produzido pelos autores.</p><p>Como observado na fórmula acima, basta apenas isolar a massa (m) e fazer os cálculos necessários, sendo assim, calculamos a massa de CuSO4.5H2O para o preparo da solução:</p><p>m = 0,2 mol/L × (249,685 g/mol × 0,025 L) m = 1,248425 g</p><p>Essa massa calculada de CuSO4.5H2O é a massa teórica, ou seja, é a que deve ser pesada na balança analítica, mas como a balança apresenta precisão de apenas três casas decimais é difícil obter esse resultado exato.</p><p>Após o cálculo da massa teórica foi pesado a massa da solução na balança analítica e obteve-se a massa experimental de 1,288 g, o que mostra uma alta precisão por apresentar um baixo erro de medida, porem uma baixa exatidão por esta diferente do valor de massa teórico, apesar de ser mínimo.</p><p>Como o volume do balão volumétrico é exatamente de 25 mL, foi preciso do béquer para fazer a diluição do soluto solido, fazendo com que o volume não ultrapasse 25 mL. O que vai passar para o balão volumétrico é apenas a solução com o solido já todo diluído.</p><p>Com a massa experimental medida, pode-se obter o valor da concentração molar experimental da solução de CuSO4.5H2O, seguindo a fórmula mostrada na figura 2 acima:</p><p>1,288 g</p><p>M =</p><p>249,685 g/mol ∗ 0,025 L</p><p>M ≅ 0,2063 mol/L</p><p>9</p><p>A partir desses cálculos pode-se obter o valor da concentração molar experimental, o que mostra uma alta precisão e baixa exatidão pois apresenta um erro percentual de 3,15%.</p><p>5.2. Parte 2: Diluição de uma solução</p><p>Para diluirmos a solução a 0,2 mol/L de CuSO4.5H2O em uma solução de 10mL a 0,1 mol/L, devemos primeiramente calcular o volume (Vi) necessário da solução original, necessária para que possamos preparar a solução com a nova concentração. Informações: Mf = 0,1 mol/L; Mi = 0,2 mol/L; Vf = 10 mL = 0,01 L; Ni = Nf = Mf.Vf</p><p>= 0,1×0,01 = 0,001 mol. Calculemos então Vi:</p><p>Mi.Vi = Mf.Vf</p><p>0,001</p><p>0,2×Vi = 0,1×0,01 ⇒ Vi =</p><p>0,2</p><p>= 0,005 L</p><p>Através dos cálculos, descobrimos que serão necessários 5mL da solução a 0,2 mol/L para prepararmos 10 mL a 0,1 mol/L. Dessa forma, deveremos retirar uma alíquota de 5 mL da solução em estoque e depositar em um balão volumétrico de 10mL, preenchendo o volume gradualmente até chegarmos no volume desejado.</p><p>Tabela 1 - Resultados do experimento de diluição.</p><p>Condições</p><p>Inicial</p><p>(solução estoque)</p><p>Final</p><p>(solução diluída)</p><p>Concentração em</p><p>quantidade de matéria (mol/L)</p><p>0,2</p><p>0,1</p><p>Volume da solução (L)</p><p>0,005 L</p><p>0,01</p><p>Mol de soluto</p><p>0,001</p><p>0,001</p><p>Fonte: Produzido pelos autores.</p><p>5.3. Parte 3: Preparo de uma solução a partir de um líquido</p><p>10</p><p>Nessa parte do experimento será realizado alguns procedimentos, através de equações, para determinar a massa do ácido clorídrico (HCl), necessária para preparar 50 mL de solução 1 mol/L e determinar o volume de solução concentrada que contém essa massa. Para isso são necessárias duas informações, a densidade (m/V) e a percentagem (m/m).</p><p>Primeiro será necessário verificar a quantidade de matéria:</p><p>N = M×V ⇒ n = 1,0 mol/L × 0,05 L = 0,05 mol</p><p>Agora é necessário determinar a massa presente nessa quantidade de matéria, sendo MM = 35,453+ 1 = 36,453g:</p><p>m = n×MM ⇒ m = 0,05 mol × 36,453 g/mol = 1,82265g</p><p>No entanto, essa massa é para 100%, então devemos encontrar para 20%, que é o valor que está no rótulo, então fazendo a regra de três para determinar a massa teórica:</p><p>1,82265 g	100%</p><p>m(t)	20%</p><p>m(t) =</p><p>20 ×1,82265</p><p>100</p><p>⇒ m(t) =</p><p>36,453</p><p>100</p><p>⇒ m(t) = 0,36453g</p><p>Esse valor é o da massa teórica do ácido clorídrico, mas essa quantidade está em gramas e como estamos trabalhando com o valor de um soluto líquido. Isolando o volume V na fórmula da concentração molar (ver figura 2), a equação fica:</p><p>m</p><p>V =</p><p>M.MM</p><p>⇒ V =</p><p>0,36453</p><p>1,0×36,453</p><p>≅ 0,01 L</p><p>Agora utilizando a equação da densidade para determinar o volume da solução concentrada que contém essa massa temos:</p><p>𝑑 = 𝑚</p><p>364,53	364,53</p><p>⇒ 1,09 =	⇒ V =	≅ 334,431193 mL.</p><p>𝑉	𝑉	1,09</p><p>11</p><p>6 CONCLUSÃO GERAL</p><p>Neste experimento foi possível aprender como preparar uma solução do sólido sulfato de cobre penta-hidratado (CuSO4.5H2O), que consiste apenas em adicionar água até que o sólido seja uma solução homogênea; como diluir uma solução, tendo como <solução estoque= a solução de CuSO4.5H2O, que consiste apenas em acrescentar água para diminuir a concentração deste sólido e a preparar uma solução de ácido clorídrico (HCl) líquido, que consiste em ter o HCl como soluto e água como solvente.</p><p>O grupo considerou o experimento fácil de ser realizado, com cálculos simples. Não tivemos nenhuma dificuldade nem críticas negativas a respeito do experimento realizado. Apenas deu para compreender como são os cálculos estequiométricos para os diferentes tipos de soluções; sólido/líquido e solução/líquido.</p><p>12</p><p>7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS</p><p>ROTEIRO EXPERIMENTO 02 – Preparo e diluição de soluções. Apostila disponibilizada pela professoa.</p><p>DIAS,	Munique.	Blog	do	ENEM.	Disponível	em: https://blogdoenem.com.br/quimica-revisao-fuvest/. Acessado em: 23/07/2021.</p><p>13</p><p>image2.png</p><p>image3.png</p><p>image1.png</p>