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ENGENHARIA DE PETRÓLEO HELENA DE ALMADA JEVEAUX JOÃO PEDRO BARROSO ERNESTO NATHALIA PERINNI GALLO Prática n° 9 PREPARO DE SOLUÇÕES VILA VELHA DATA (23/10/2015) HELENA DE ALMEIDA JEVEAUX JOÃO PEDRO BARROSO ERNESTO NATHALIA PERINNI GALLO PREPARO DE SOLUÇÕES Relatório do Curso de Graduação em Engenharia do Petróleo apresentado à Universidade Vila Velha – UVV, como parte das exigências da disciplina Química Experimental sob orientação do professor Walace Braga. VILA VELHA OUTUBRO – 2015 INTRODUÇÃO Uma solução é uma mistura homogênea de duas ou mais substâncias em que a dispersão de uma substância na outra se dá na escala de suas partículas (moléculas, íons ou átomos). Quando um dos componentes de uma mistura é um gás ou um sólido e o outro é um líquido, o primeiro é chamado de soluto e o último de solvente. Quando ambos os componentes são líquidos, o componente em maior quantidade é denominado solvente e o componente em menor quantidade é o soluto. É claro que pode haver vários solutos em uma solução – uma solução não precisa ter somente dois componentes. Uma solução diluída é aquela que contém somente uma pequena quantidade de soluto (ou solutos) em relação à quantidade de solvente. Por outro lado, uma solução concentrada contém uma grande quantidade de soluto. Quando se trata de soluções é necessário especificar suas composições, ou seja, as quantidades relativas dos vários componentes. A composição pode ser expressa de diferentes maneiras. E uma das formas mais importantes de medida da composição de soluções é a molaridadeou concentração, que é a quantidade de matéria de um soluto B por litro de solução: nB / V, com V em litros. A molaridade de B pode ser representada como: [B], MB ou cB. Análise Volumétrica é o procedimento analítico quantitativo, no qual a quantidade desconhecida de um composto é determinada através da reação deste com um reagente padrão ou padronizado. A solução de concentração exatamente conhecida é denominada solução padrão e a operação que determina o volume de solução necessário para reagir com a solução problema é denominada titulação. Quando a quantidade de substância cuja concentração quer se determinar e a quantidade de solução padrão adicionada são quimicamente equivalentes, tem-se o ponto de equivalência (ou ponto final teórico) que é o ponto onde a reação se completa totalmente, para uma dada estequiometria da reação. Qualquer propriedade que varie bruscamente nas imediações do ponto de equivalência pode servir, em princípio, para a localização deste. Um meio muito usado é o que consiste em adicionar à solução a ser titulada um indicador, capaz de produzir mudança de coloração quando ao término da reação. A padronização de uma solução convém para determinação de sua concentração real (ou pelo menos um valor muito próximo do real). Por meio deste processo é possível encontrar o Fator de Correção, um valor adimensional utilizado para conformidade da concentração da solução em questão. Antes da padronização é conhecida a normalidade teórica. Após a padronização a concentração real da solução (normalidade verdadeira) é definida pelo produto. Uma solução padrão é a solução cuja concentração é conhecida, esta pode ser preparada a partir de uma substância primária, a qual medida a massa, que depois é dissolvida num solvente apropriado e posteriormente diluída num balão volumétrico; ou de padrões comerciais, que são fornecidos em ampolas hermeticamente fechadas e que se diluem num balão volumétrico. Sendo substância primária ou padrão primário, a substância que deve atender alguns requisitos: grau de pureza superior a 99,95%; fácil secagem; estável tanto em solução como no estado sólido; não higroscópico nem volátil; não reagir com a luz; elevado peso molecular. O método pelo qual se determina uma quantidade desconhecida de uma substância particular, mediante a adição de um reativo-padrão que reage com ela em proporção definida e conhecida é denominado Titulação. A adição de um (um reativo de concentração conhecida e freqüentemente designado como reativo-titulado) se regula e se mede de alguma maneira, requerendo-se um método de indicação para saber quando a quantidade do juntado é precisamente a suficiente para reagir quantitativamente com a substância que se determina. Por conseguinte, conhecendo a proporção em que reagem as substâncias e tendo determinado a quantidade de uma substância (o reativo titulado) necessária para reagir nesta proporção, pode-se calcular facilmente a quantidade desconhecida de substância presente no frasco da reação. A análise titrimétrica está baseada na operação de titulação de uma solução por outra, cujas características devem ser perfeitamente conhecidas. Será necessário na titrimetria a padronização das soluções envolvidas, pois trata-se das concentrações mais exatas possíveis. OBJETIVOS Compreender a natureza e a importância das soluções e preparar soluções. MATERIAIS Sulfato de cobre II 5H2O; Balança semi-analitica; Béquer de 50Ml; Prato de relógio; 2 Balões volumétricos de 100 mL; Funil de vidro; Pisseta; Pipeta volumétrica; Pipetador. MÉTODOS EXPERIMENTO A: Calculou-se a quantidade de massa de CuSo4 5H2O necessária; Pesou-se a massa calculada em um prato de relógio; Anotou-se o valor encontrado; Colocou-se a quantidade de CuSo4 5H2O em um bequer; Dissolveu-se o CuSo4 5H2O ainda no bequer; Colocou-se a solução em um balão volumétrico com o auxílio de um funil de vidro; Lavou-se o bequer e o funil de vidro; Adicionou-se água até atingir o volume de 100mL; Tampou-se o balão volumétrico; Agitou-se a mistura. EXPERIMENTO B: Calculou-se o volume da solução de CuSo4 5H2O; Transferiu-se o volume calculado para um balão volumétrico, com o auxílio de uma pipeta volumétrica; Adicionou-se agua até alcançar o volume máximo do balão volumétrico; Tampou-se o balão volumétrico; Agitou-se a mistura. RESULTADOS/DISCUSSÃO Nesta prática, realizamos o preparo de uma solução de 100mL com concentração 0.05mol/L de Sulfato de Cobre II 5 H2O. E logo depois preparamos outra solução de 100mL com concentração 0.01mol/L a partir da primeira. Para o primeiro procedimento, encontramos o numero de mols do Sulfato de Cobre II 5 H2O, onde tínhamos: Cu = 63.5 S = 32.0 O = 16.0 H = 1.0 Logo CuSO4 · 5H20 temos a massa molar igual a: 249,5 A partir desses dados,aplicando na fórmula abaixo encontramos a massa esperada para se obter a solução desejada: C = m / (M x V) → 0.05 = m / (249.5 x 0.100) → m = 1.2475g Com a existência da porcentagem de incerteza, poderíamos variar o último número, no caso, o número 5 que assim teríamos uma porcentagem de 0.00040080 de incerteza. Assim, utilizando uma balança analítica realizamos a pesagem do Sulfato de Cobre II até encontrar o valor mais aproximado possível, sendo de 1.2483g. Após a realização de todos os cálculos, transferimos toda a massa de Sulfato de Cobre II para um béquer de 50mL, fizemos todo o processo de lavagem para que não ficasse nenhuma grama de Sulfato na vidraria. Logo depois, passamos a substância para um balão volumétrico de 100mL e a diluímos até os volume desejado (100mL). No procedimento 2, tivemos que diluir a primeira solução para a produção de uma nova solução com concentração 0.01mol/L de Sulfato de Cobre II, assim utilizando a fórmula Cfinal x Vfinal = Cinicial x Vinicial, tivemos como encontrar o Volume inicial que teríamos que tirar da primeira solução. Cfinal x Vfinal = Cinicial x Vinicial → 0.01 x 100 = 0.05 x Vinicial → Vinicial = 20mL Logo, retiramos 20mL da primeira solução com uma pipeta e transferimos para um novo balão volumétrico de 100mL e o completamos com água fazendo a diluição e transformando-a em uma nova solução. Foi utilizado o balão volumétrico por ser a vidraria central do experimento e é onde se afere o volume final. Além disso, o balão volumétrico é uma das vidrarias mais precisas que possui um laboratório, com uma margem de erro de aproximadamente 0,1%. Caso acidentalmente, durante a preparação de uma das soluções, a quantidade de água inserida no balão volumétrico ultrapassasse a marca de aferição deverá ser realizado o fator de correção, sendo errado retirar uma parte da solução, pois estaria perdendo soluto também. Portanto, sendo realizado o fator de correção, teríamos que realizar novamente todos os cálculos, medindo novamente a solução. BIBLIOGRAFIA William L. Masterton, Emil J. Slowinski, Conrad L. Stanitski, Jossyl de Souza Peixoto . Princípios Da Química. Rio de Janeiro, 1990. 6ª Edição HARRIS, Daniel C. Análise química quantitativa. 2. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, c 2001. xix, 862 p. ISBN 852161229X ANEXOS
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