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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO INSTITUTO DE ENGENHARIA CAMPUS VÁRZEA GRANDE CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 2016/1 Joana Oliveira Leite Thais Cristina Couto Hurtado Vitor Augusto Zangrossi Muzulon dos Santos RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA PREPARO DE SOLUÇÕES CUIABÁ – MT Agosto – 2016 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 3 2. OBJETIVO .................................................................................................................. 4 3. METODOLOGIA ........................................................................................................ 4 3.1 Aparelhos e Instrumentos ..................................................................................... 4 3.2 Procedimentos ........................................................................................................ 5 3.2.1 Preparação de 200 ml de uma solução de NaCl a 0,1 M ou 0,1 mol/L............5 3.2.2 Diluição de solução...........................................................................................5 3.2.3 Preparação de 100 mL de uma solução de ácido acético 0,1 mol/L................5 4. DISCUSSÕES DOS RESULTADOS.........................................................................5 4.1 Preparo de solução de NaCl a 0,1 M .................................................................... 6 4.2 Diluição de solução ................................................................................................. 6 4.3 Preparo de solução de ácido acético 0,1 M .......................................................... 6 5. CONCLUSÃO .............................................................................................................. 7 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 8 3 1. INTRODUÇÃO Uma solução é uma mistura homogênea que pode ser líquida, sólida ou gasosa e ocorrer entre duas ou mais substâncias, em que a dispersão na outra se dá na escala de suas partículas. O processo utilizado para obter essa mistura é chamado de dissolução. Uma solução é constituída por um soluto, que é aquele que está presente em menor proporção (em massa) e pelo solvente, que é aquele que está presente em maior proporção (em massa). Nem toda solução apresentará a água como solvente. (PERUZZO, 2006) As soluções podem ser classificadas em relação à capacidade de solubilidade, sendo estes: solução insaturada, saturada e supersaturada. A solução insaturada é a solução que contém quantidade de soluto inferior à capacidade máxima de dissolução do solvente, sendo, portanto, capaz de dissolver nova adição de solvente. A solução saturada é aquela que não é capaz de dissolver nova adição de soluto, na prática é reconhecida pela presença de corpo de fundo. E a solução supersaturada é uma solução instável, que contém dissolvida em quantidade de soluto superior à necessária para saturação. (RUSSEL, 2008) A composição de uma solução é expressa pela concentração de um ou mais de seus componentes. A concentração molar, C, de um soluto em uma solução, chamada usualmente de molaridade do soluto, é a quantidade de moléculas ou fórmulas unitárias (em mols) dividida pelo volume da solução (em litros). O cálculo da molaridade é feito usando a equação 1 e as unidades são mols por litro (mol.L-1), usualmente representado pela letra M. (ATKINS,2006) 𝑀𝑜𝑙𝑎𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 = 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑜𝑢 𝐶 = 𝑛 𝑉 (1) Onde, n é o número de mols de soluto e V é o número de litros de solução. O n representa a massa (em gramas), m, dividido pela massa molar, MM, e pode ser calculado através da equação 2. 𝑛 = 𝑚 𝑀𝑀 (2) Uma solução de molaridade conhecida pode ser preparada sem o conhecimento de sua densidade ou massa de solvente utilizada, com o uso de um balão volumétrico. O soluto deve ser puro, de forma que a massa corresponda a um número definido de mols. 4 Uma massa de soluto medida precisamente é dissolvida no solvente e a solução é transferida totalmente para um balão volumétrico. O solvente então é completado até o menisco do balão de volume desejado, posteriormente a solução é homogeneizada. Pode-se converter mols em massa usando a massa molar do soluto, assim como usar a fórmula 1 para calcular a massa do soluto presente na solução, e então estimar, a massa do soluto necessária para preparar uma solução de uma dada concentração. A molaridade também é utilizada para determinar o volume de uma solução, V, quem contém uma determinada quantidade de soluto, para este cálculo basta rearranjar a equação 1. (ATKINS 2006, RUSSEL, 2008) Dois termos geralmente usados para descrever soluções são concentrado e diluído. Uma solução concentrada apresenta uma concentração alta de soluto; uma solução diluída apresenta uma concentração baixa. A palavra diluição é usada quando uma solução pode ser mais diluída pela adição de mais solvente. (RUSSEL, 2008) Uma prática comum em química para economizar espaço é armazenar uma solução na forma concentrada chamada de solução estoque. Os químicos usam soluções e técnicas como diluição sempre que eles precisam ter um controle muito preciso das substâncias que estão manuseando. (ATKINS,2006) Para diluir uma solução concentrada até a concentração desejada, usa-se uma pipeta para transferir o volume apropriado da solução para um balão volumétrico, sendo este um balão aferido para conter o volume desejado. Então adiciona-se o solvente suficiente para levar o volume da solução até o valor final. Para obter a quantidade necessária de uma solução com determinada molaridade para ser diluída até um determinado volume e molaridade, utiliza-se a equação 3. (ATKINS,2006) 𝐶𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 × 𝑉𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = 𝐶𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 × 𝑉𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 (3) 2. OBJETIVO Esta prática objetiva preparar soluções com concentrações conhecidas. 3. METODOLOGIA 3.1. Aparelhos e Instrumentos Para realização da prática utilizou-se os seguintes aparelhos: 5 - Balança Analítica - Funil de Vidro - Pisseta com Água - Espátula - Ácido Acético concentrado (CH3COOH) - Béquer - Cloreto de Sódio (NaCl) - Bastão de Vidro - Balão Volumétrico de 100 mL - Pipeta de Pasteur - Balão Volumétrico de 50 mL - Balão volumétrico de 200 mL 3.2 Procedimentos 3.2.1 Preparação de 200 ml de uma solução de NaCl a 0,1 M ou 0,1 mol/L Primeiramente foi calculada a quantidade de massa de NaCl que seria pesada para a obtenção da solução de 0,1 mol/L. a massa de sal foi então pesada com o auxílio de uma balança analítica, um béquer e uma espátula e em seguida adicionou-se água até a completa dissolução do mesmo. Toda a solução salina foi então transferida para um balão volumétrico de 200 mL utilizando o funil de vidro. Então completou-se o volume do balão até o menisco e com auxílio de uma pipeta de Pasteur, aferiu-se o volume com precisão. Logo após, homogeneizou-se solução no balão volumétrico. 3.2.2 Diluição de solução A partir da solução preparada anteriormente foi feita a diluição para 0,005 mol/L utilizando o balão volumétrico de 50 mL. Calculou-se o volume necessário para obter-se a concentração desejada. 3.2.3 Preparação de 100 mL de uma solução de ácido acético 0,1 mol/L Primeiramentefoi calculado quantos mols de ácido acético estavam presentes em 100 mL de uma solução do ácido com concentração de 0,1 mol/L. Desta forma, em um balão volumétrico de 100 mL foi adicionado o volume correspondente da solução concentrada de ácido acético com o mesmo número de mols. 4. DISCUSSÕES DOS RESULTADOS 4.1 Preparo de Solução de NaCl a 0,1 M 6 Para o preparo da solução de 200 ml de NaCl a 0,1 mol/L ou 0,1 M, foram feitos os cálculos utilizando a equação 1, porém fez-se um rearranjo na fórmula concatenando- a com a fórmula 2, obtendo-se a equação 4, que posteriormente foi utilizada para obter a quantidade de soluto necessária para esta molaridade (M) conforme demonstrado pelo cálculo (5). 𝑀 = 𝑚 𝑉 → 𝑀 = 𝑚 𝑀𝑀×𝑉 → 𝑚 = 𝑀 × 𝑀𝑀 × 𝑉 (4) 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜(𝑚) = 0,1(𝑔𝐿−1) × 58,44 (𝑔𝑚𝑜𝑙−1) × 0,2 (𝐿) = 1,1688 𝑔 (5) Com isso, foram pesados de 1,1711g de soluto (NaCl), em seguida, solubilizado em um balão volumétrico e completado com água destilada até a completa dissolução do material, desse modo, foi possível ter a solução e calcular a molaridade da mesma utilizando a equação 1, a qual apresentou ser de aproximadamente 0,1002 gmol-1, conforme expresso no cálculo (6). 𝑀𝑜𝑙𝑎𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 = 1,1711𝑔 0,2 𝐿 = 0,1002 𝑔𝑚𝑜𝑙−1 (6) 4.2 Diluição de Solução Para diluir a solução 0,1 M de NaCl, preparada anteriormente, a 0,005 M, foi utilizada a equação 3 para desenvolver o cálculo (7), no qual pegou-se o volume de 2,5 ml para diluição, posteriormente, colocou-se em um balão volumétrico e completou-se com água destilada para sua completa diluição e obtenção da molaridade de aproximada de 0,005 M. 𝑉𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = 0,005 𝑀×50 𝑚𝑙 0,1 𝑀 = 2,5 𝑚𝑙 (7) 4.3 Preparo de Solução de Ácido Acético 0,1 M Para obter a solução de ácido acético a 0,1 molL-1 ou 0,1 M, foram feitos os cálculos a partir da equação 4. Dessa forma, com intuito de encontrar a quantidade de massa necessária para o preparo da solução com 0,1 M, foi realizado o cálculo (8), e obteve o valor de 0,6 g de ácido acético. 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 = 60𝑔𝑚𝑜𝑙−1 × 0,1 𝐿 × 0,1 𝑚𝑜𝑙𝐿−1 = 0,6 𝑔 (8) Logo após, utilizou-se a densidade do ácido acético, que é 1,099 g.cm-3, para obter o volume necessário para o preparo da solução de 0,1 mol para cada litro. Obteve- se como resultado o volume de aproximadamente 0,57 ml, conforme demostrado no 7 cálculo (9). Após isso, pegou-se o volume, adicionou-se em um balão volumétrico de 100 ml, e completou-se com água destilada, para homogeneização 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 = 0,6 𝑔 1,099 𝑔 𝑐𝑚3 = 0,572 𝑐𝑚3 ≈ 0,57 𝑚𝑙 (9) 5. CONCLUSÃO Por meio da prática, foi possível realizar o preparo de soluções, utilizando os conceitos de solubilidade, concentração comum, concentração molar ou molaridade, e diluição. Dessa forma, observou-se a necessidade de cautela ao executar o procedimento, pois somente com a massa exata, o volume aferido e transferido de forma correta, garante a concentração precisa a qual procura-se. 8 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. 965 p. FOGAÇA, Jenifer. “Ponto de fusão e ponto de ebulição”, Alunos Online Uol. Disponível em: <http://alunosonline.uol.com/quimica/ponto-de-fusao-ponto-de- ebulicao.html>. Acessado em 16 de julho de 2016. RUSSEL, J.B. Quimica Geral vol 1.2ª ed. ed. makron books. 2008. p (484- 486).
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