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solucoes e unidade de concentracao.pdf

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Campus Dois Vizinhos
QUÍMICA ANALÍTICA 
Profa. Dra. RENATA PAULA HERRERA BRANDELERO
QUÍMICA 
ANALÍTICA E 
OUTRAS 
CIÊNCIAS
Campus Dois Vizinhos
CIÊNCIAS
ANÁLISE DE SOLOS
ANÁLISES 
FITOTÉCNICAS
PÓS-COLHEITA
PROCESSAMENTO DE 
ALIMENTOS
MELHORAMENTO 
VEGETAL E ANIMAL
QUÍMICA ANALÍTICA
� QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA – ÊNFASE NAS PROPRIEDADES QUÍMICAS DOS 
ANALITOS (SUBSTÂNCIAS QUÍMICAS DE INTERESSE) E NA SUA IDENTIFICAÇÃO E 
SEPARAÇÃO.
� QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ÊNFASE NOS MÉTODOS ANALÍTICOS PARA 
QUANTIFICAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DO ANALITO EM UM MEIO (AR, ÁGUA, 
SOLO, ALIMENTOS...), sendo que os métodos analíticos podem ser clássicos ou 
instrumentais.
� FUNDAMENTO – A química analítica fundamenta-se em reações em solução aquosa que 
transforma o analito em um produto que se pode analisar por métodos quantitativos ou 
qualitativos.
� Exemplos: 
Reações de Neutralização – permite avaliar o teor de um ácido através de métodos 
titulométricos;
Reações de Precipitação – permite avaliar o teor de um precipitado, através de métodos 
gravimétrico;
Reação de complexação – permite avaliar um analito através da formação de um 
complexo que pode ser determinado por titulação (iodometria, argenteometria...)
FLUXOGRAMA DOS MÉTODOS ANALÍTICOS
PREPARO DE 
SOLUÇÃO
Soluções
� Antes de analisar uma substância é preciso transformar 
em algo que podemos “enxergar” por um método 
analítico apropriado, este passo envolve reações 
químicas entre substância que muitas vezes estão em 
solução. solução. 
� O preparo de soluções é uma etapa fundamental para 
a química analítica. 
� Define-se solução como uma mistura homogênea, ou 
seja uniforme, entre um soluto e o solvente. O 
solvente está sempre em maior proporção que o 
soluto.
Tipos de soluções
� Soluções líquidas, a solução está na fase líquida.
� Soluções sólidas, exemplo as ligas metálicas, como 
o bronze, o aço-inox, são exemplo de soluções onde 
o soluto e o solvente estão no estado sólido. Os o soluto e o solvente estão no estado sólido. Os 
sólidos devem interagir entre si.
� Soluções gasosas, tanto o soluto como o solvente 
estão no estado gasoso. O ar é um exemplo de 
solução gasosa.
Soluções líquidas
Nas soluções líquidas nem sempre o soluto e o solvente estão 
inicialmente no mesmo estado físico.
Assim existem soluções líquidas entre:
� Líquidos-líquidos. Tanto o soluto como o solvente estão no 
estado líquido estes para formar uma solução precisam ser estado líquido estes para formar uma solução precisam ser 
miscíveis, ou seja, devem apresentar a mesma polaridade. 
Solventes polares dissolvem solutos polares e apolares 
dissolvem solutos apolares. 
� Líquidos-sólidos solúveis. Soro fisiológico, sucos, muito 
medicamentos, muitas soluções químicas. O soluto deve ser 
solúvel no solvente
� Líquidos-gás. Ex. refrigerantes.O soluto está na fase gasosa.
Solubilidade
�A capacidade de um soluto em dissolver-se em solvente a uma dada 
temperatura é chamada de solubilidade.
�A solubilidade depende da natureza (polaridade, capacidade de 
interação soluto/solvente) do soluto e do solvente, bem como da 
temperatura.
�Pode-se medir a solubilidade de uma composto pelo coeficiente de �Pode-se medir a solubilidade de uma composto pelo coeficiente de 
solubilidade que corresponde a massa de um soluto dispersa em 100 g 
de solvente.
�O coeficiente de solubilidade pode ser expresso em uma gráfico da 
quantidade de soluto em uma quantidade de solvente em uma dada 
temperatura. Com a elevação da temperatura a interação entre soluto 
e solvente aumentam e da mesma forma a solubilidade aumenta para 
processos endotérmicos. Em processos exotérmicos a solubilidade 
diminuí com o aumento da temperatura. O princípio de Le Châtelier
explica a influência da temperatura no equilíbrio de solubilidade.
De acordo com a solubilidade podemos classificar as soluções 
como:
� Insaturadas – soluções que estão abaixo do limite definido pelo 
coeficiente de solubilidade.
� Saturadas – a quantidade de soluto e solvente é a mesma do 
coeficiente de solubilidade, nesta solução a quantidade máxima 
de soluto está dispersa no solvente.
� Saturadas com corpo de fundo – soluções que ultrapassaram o � Saturadas com corpo de fundo – soluções que ultrapassaram o 
limite definido pelo coeficiente de solubilidade.
Campus Dois Vizinhos
4,5 e 8 soluções 
supersaturadas
3, 10, 6, 9 7 
soluções 
saturadas
Campus Dois Vizinhos
1 e 2 soluções 
insaturadas
MECANISMOS DE SOLUBILIDADE
� A solubilidade é resultado da afinidade química das 
substâncias. Como regra geral pode-se dizer: 
“semelhante dissolve semelhante”
� Como definir a semelhança entre as substâncias químicas? � Como definir a semelhança entre as substâncias químicas? 
� Podemos definir a semelhança entre os compostas pela 
sua propriedades químicas. A polaridade é uma 
propriedade importante para definir a semelhança entre 
os compostos.
� Vamos conversar sobre polaridade!
Polaridade das substâncias químicas
� As moléculas podem ser classificadas quanto a
polaridade em polares (existem dipolo entre os
elementos que forma 1 ou mais ligação das
moléculas) e em apolares (a molécula é formada
somente por elementos com a mesma afinidade esomente por elementos com a mesma afinidade e
não existem dipolos entre os elementos químicos
da molécula ou o momento de dipolo é nulo).
� Entenda por dipolos (regiões com carga positiva
ou negativa).
� Os dipolos são formados por substâncias que
apresentam diferença de eletronegatividade o e
momento de dipolo diferente de zero.
Eletronegatividade
� Eletronegatividade – é a capacidade de um 
elemento químico em atrair elétrons. 
� Os elétrons são carregados negativamente e assim 
são atraídos pelo núcleo dos átomos. são atraídos pelo núcleo dos átomos. 
� Quanto menor o raio atômico (distância entre o 
núcleo e o elétron mais externo da eletrosfera) o 
elemento será mais eletronegativo pois os elétrons 
estão mais atraídos pelo núcleo.
Valor do raio atômico
AUMENTA A ELETRONEGATIVIDADE
A
U
M
E
N
T
A
 
A
 
E
L
E
T
R
O
N
E
G
A
T
I
V
I
D
A
D
E
F O e N são os elementos mais 
eletronegativos da tabela periódica
A
U
M
E
N
T
A
 
A
 
E
L
E
T
R
O
N
E
G
A
T
I
V
I
D
A
D
E
Moléculas Polares e apolares
� Observar a ligação entre os átomos que compõem a 
molécula, a ligação pode ser polar e apolar
Moléculas químicas (polaridade) Quais 
destas moléculas é apolar?
Etanol
Anfifílica
Água
Polar
Anfifílica
Octano (hidrocarboneto 
da gasolina) 
Apolar
MOMENTO DE DIPOLO – o momento de dipolo 
é uma soma vetorial da eletronegatividade dos 
elementos, se for diferente de zero a molécula 
será polar, para fazer a soma dos momentos de 
Momento de dipolo
será polar, para fazer a soma dos momentos de 
dipolo é necessário conhecer a geometria 
analítica da molécula, se a geometria permitir 
momento de dipolo igual a zero a molécula será 
apolar.
Geometria e Momento de Dipolo
Tetraédrica
Geometria 
Linear
Geometria L
Trigonal
angular
Piramidal
Interações químicas 
A possibilidade das substâncias realizarem interação
química determina a solubilidade, as principais interações
químicas são:
� Interação por ligação de hidrogênio – é realizada 
quando o hidrogênio liga-se á atomos com alta quando o hidrogênio liga-se á atomos com alta 
eletronegatividade. Os elementos F (flúor), O (oxigênio) 
e N (nitrogênio) são os mais eletronegativos da tabela 
periódica e realizam ligação de hidrogênio, as ligações 
de hidrogênio são fracas, mas sãoestabelecidas em 
grande quantidade o que explica a solubilidade de 
uma grande quantidade de substância orgânicas 
(monossacarídios e aminoácidos) em água.
Solvatação
� Solvatação – é um processo que explica a
dissolução de substância iônica, como os sais
nestes processo ao solvente envolve os íons até
romper o retículo cristalino e ocorrer a
solubilização do sal.
� A água possui estas propriedades por ser� A água possui estas propriedades por ser
formada por dipolos carregados, como cargas
opostas atraem-se, os cátions são atraídos pelo
dipolo negativo da água, e os ânions são atraídos
pelo dipolo positivo da água. Quando a energia
de hidratação é maior que a energia reticular o
sal dissolve-se.
Dissociação/Ionização
� Dissociação/Ionização: Os compostos que em água
dissociação/ionizam em íons carregados são polares e
o processo de dissociação/ionizaçao ocorre quando o
soluto reage com a água. Os ácidos e as bases
realizam este processo.realizam este processo.
� Ionização (envolve ligações covalentes); Dissociação
(envolve ligações iônicas).
� HCl + HOH ↔ H3O+ + Cl- (ionização)
� NH3 + HOH↔ NH4
+ + OH- (ionização)
� NaOH + HOH Na+ + OH- (dissociação)
� C2H4O2 +HOH C2H3O2
- + H3O
+ (dissociação)
PROCEDIMENTO PADRÃO
Concentração de soluções
�A razão numérica entre a quantidade de soluto e o
volume da solução é chamada de concentração da
solução.
�A concentração pode ser expressa em unidades de
concentração, as unidades de concentração mais utilizadas são:
molaridade, normalidade, ppm, ppb, percentual em
massa/massa, massa/volume, volume/volume.
Unidades de Concentração
� Concentração molar (número de mol do soluto 
dissolvido por litro de solução);
� Concentração normal (número de equivalentes de 
soluto dissolvido por litro de solução);soluto dissolvido por litro de solução);
� Concentração percentual (quantidade de massa em 
uma solução expressa como uma percentagem da 
massa total)
� Concentrações em ppm (μg/mL ou mg/L), ppb
(ng/mL ou μg/L )
Concentração Molar
� É uma unidade de concentração onde a massa é
expressa em número de mol por volume da solução
em litros. É representada por M e dada em mol/L
nmol
M =
gmassa
nmol
)(
=
� Se Massa molar é MM, então temos:
)(LVs
nmol
M =
MolarMassa
gmassa
nmol
)(
=
VsMM
m
M
.
=
Mol e Massa Molar
� 1 mol = 6,02 x 1023 átomos ou moléculas. Os 
átomos são constituídos por prótons, nêutrons e 
elétrons que ocupam lugar no espaço e apresentam 
massa.
� 1mol de oxigênio pesam 16 g, assim o peso 
atômico é 16g/mol.
� 1 mol de água pesam 18 g, assim a massa molar é 
igual a 18g/mol.
Normalidade
(L) solução da Volume
gramas eequivalent de número
eNormalidad =
Campus Dois Vizinhos
E
m
eequivalentn =.
VsE
m
N
.
=
Campus Dois Vizinhos
Normalidade
CONCENTRAÇÃO PERCENTUAL
CONCENTRAÇÃO ppm e ppbCONCENTRAÇÃO ppm e ppb
Campus Dois Vizinhos
1. Descreva a preparação de 2,0 L de BaCl2 0,108 mol.L-1, a partir do BaCl2.2H2O (244,3
g/mol)
2. Calcular a concentração molar de etanol em uma solução aquosa que contém 2,30g de
C2H5OH (46,07 g/mol) em 3,5 L de solução.
3. Calcular as concentrações molares e de equilíbrio para as espécies do soluto presentes em uma
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO - sala 
3. Calcular as concentrações molares e de equilíbrio para as espécies do soluto presentes em uma
solução aquosa que contém 285 mg de ácido tricloroacético, Cl3CCOOH (163,4 g/mol) em 10
mL ( o ácido é 73 % ionizável em água).
4. Descreva a preparação de 10 mL de uma solução de HCl com concentração igual 6N a partir 
de uma solução concentrada com 1,18 de gravidade específica e 37% (m/m) de HCl.
5. Descreva a preparação de 1000 mL de uma solução de H2SO4 com concentração igual a 0,1 
N a partir de um solução concentrada com 1,84 de gravidade específica e 98% (m/m) de 
H2SO4.
6. Descreva a preparação de 500 mL de uma solução de Ca(0H)2 a 0,7%.
Campus Dois Vizinhos
Diluições de soluções
� A concentração é uma relação de soluto e solvente, assim podemos 
expressar uma solução como: massa soluto/volume de solvente 
(concentração em m/v).Diluição significa adicionar mais água em 
uma solução para diminuir a concentração.
Campus Dois Vizinhos
� A massa pode ser expressa em número de mol (n), ou seja m/M, 
onde m é a massa de soluto e M (massa molar). 
� A concentração fica igual a: C= n/V. Esta fórmula implica que a 
relação entre concentração e volume é inversamente proporcional.
� No processo de diluição a massa é uma constante o que muda é o 
volume, assim n1=C1V1 (solução mãe), na solução diluída (solução 
trabalho) n2=C2V2, se n1=n2 então C1V1=C2V2.
� Assim é possível calcular o volume para diluir uma solução até 
atingir um concentração desejada.
Campus Dois Vizinhos
Campus Dois Vizinhos
� 1) Para preparar 1,2 litros de solução 0,4M de HCl, a partir do ácido
concentrado (16M), o volume de água, em litros, a ser utilizado será?
� 2)Na preparação de 500mL de uma solução aquosa de H2SO4 de
concentração 3 mol/L, a partir de uma solução de concentração
Exercícios de Fixação - sala
Campus Dois Vizinhos
2 4
concentração 3 mol/L, a partir de uma solução de concentração
15mol/L do ácido, deve-se diluir o seguinte volume da solução
concentrada.
� 3)Uma solução aquosa de ácido sulfúrico (H2SO4), para ser utilizada
em baterias de chumbo de veículos automotivos, deve apresentar
concentração igual a 4mol/L. O volume total de uma solução
adequada para se utilizar nestas baterias, que pode ser obtido a
partir de 500mL de solução de H2SO4 de concentração 18mol/L, será?
� 4) Uma solução mãe tem 0,5M de P, a partir de uma sal de
NaHPO4.Como proceder para preparar as seguintes soluções de
trabalho . 1) 200 ppm, 2) 400 ppm, 3) 600 ppm e 4) 800 ppm.

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