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Relatório experimental Práticas de Química - QUI0446 Preparo de soluções Larissa Fernanda Lima, Marcus Borin Universidade de Caxias do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Profº. Sidnei Moura e Silva Introdução Uma solução é uma mistura h o m o g ê n e a e n t r e s u a s o u m a i s substâncias, cujos componentes são chamados de soluto e solvente. O soluto é uma substância dissolvida no solvente. As soluções podem ser classificadas como saturadas, insaturadas ou supersaturadas, de acordo com a quantidade de soluto dissolvido. Soluções saturadas contêm uma quantidade de soluto dissolvido igual a sua solubilidade àquela temperatura, há o aparecimento de um corpo no fundo. Já as insaturadas, contêm uma quantidade de soluto dissolvido menor que a solubilidade à q u e l a t e m p e r a t u r a . S o l u ç õ e s supersaturadas ou instáveis, contêm uma quantidade de soluto dissolvido maior que a sua solubilidade àquela temperatura. Para o estudo das soluções é necessário que se considere alguns aspectos, como a quantidade, composição e concentração. A concentração de uma solução é a relação entre quantidade de soluto e quantidade de solvente ou de solução. Essas quantidades podem ser dadas em massa, volume ou quantidade de matéria. Existem várias formas de expressar a concentração de uma solução, as r e l ações ma i s u t i l i zadas são : concentração em gramas por l i t ro, concentração em quantidade de matéria, título e densidade da solução. Objetivos Os procedimentos realizados em aula tiveram como objetivo estudar os métodos de preparo de soluções a partir de soluções já existentes. Procedimentos experimentais 1. Em um balão volumétrico foi adicionado 0,82ml de ácido clorídrico (HCl) concentrado (37% p/p) e água destilada (H2O) para preparar 100ml de uma solução de ácido clorídrico (HCl) 0,1mol/L. Para o preparo dessa solução foi preciso tomar cuidado para colocar um pouco de água destilado antes da adição do ácido. 2. Para preparação de 100ml de uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) 0,1mol/L, foi pesado 0,41g de hidróxido de sódio e adicionado à um balão volumétrico com o auxílio de um funil de plástico. Em seguida foi adicionado água destilada (H2O) até completar a marcação de 100 ml. O balão foi agitado, rotulado e reservado para a segunda parte da aula. 3. Em um balão volumétrico foi adicionado 3,48ml de uma solução de cloreto de sódio (NaCl) 25% p/v. Em seguida foi adicionado água destilada (H2O) ao balão até completar 50ml. Esse procedimento foi real izado para preparar uma solução de cloreto de sódio (NaCl)) 0,3mol/L. 4. Para preparar 50ml de uma solução 30g/L de sulfato de cobre penta hidratado (CuSO4.5H2O) a partir de uma �1 Relatório experimental Práticas de Química - QUI0446 diluição de 1% p/v, seria necessário 150ml dessa solução. Como esse procedimento tinha como objetivo preparar uma solução concentrada a partir de uma diluída, não foi possível realizar em aula, visto que, era preciso evaporar o solvente em excesso. Figura 01 - Soluções 1, 2 e 3, identificadas. Resultados e discussões 1. Para o preparo dessa solução foram realizados os seguintes cálculos para determinação da quantidade reagentes e solventes: Dados: solução de HCl 37% p/p e densidade de 1,19g/cm3. a) mol de HCl mol = 0,01mol b) massa de HCl massa = 0,365 g de HCl c) volume de HCl volume = 0,82 ml Logo, foi necessário 0,82 ml da solução de ácido clorídrico (HCl) 37% p/p para produzir 100ml de uma solução 0,1mol/L. 2. Para preparar 100 ml de uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) 0,1 mol/L a partir do hidróxido de sódio sólido, foram realizados os seguintes cálculos: a) mol de NaOH mol = 0,01mol b) massa de NaOH massa = 0,4 g de NaOH c) massa de NaOH de concentração 99% p/p 100g de NaOH → 99g de NaOH x → 0,4 g de NaOH massa de NaOH concentrado = 0,41g Logo, para preparar a solução foi necessá r io d i l u i r 0 ,41g de NaOH concentrado (99% p/p) em 100ml de água destilada (H2O). �2 Relatório experimental Práticas de Química - QUI0446 3. Para preparar 50 ml de uma solução de NaCl 0,3mol/L, partindo de uma solução concentrada, foi necessário calcular a massa de NaCl e transformar esse valor para volume. Seguindo os cálculos: a) mol de NaCl mol = 0,015 mol b) massa de NaCl massa = 0,87 g de NaCl c) volume de NaCl de concentração 25% p/v 100ml de solução de NaCl → 25g de NaCl x → 0,87 g de NaCl volume = 3,48ml de solução de NaCl Logo, para preparar uma solução de NaCl diluída foi necessário 3,48ml de uma solução concentrada de NaCl de 25% p/v. Conclusão A preparação de soluções e os c á l c u l o s e s t e q u i o m é t r i c o s e d e concentração são procedimentos utilizados nos processos de análises laboratoriais. A metodologia e a precisão dos cálculos g a r a n t i r á a c o n fi a b i l i d a d e d o s experimentos. Para garantir a exatidão dos resultados é necessário prática no manuseio dos equipamentos e para escolha da metodologia adequada. Referências bibliográficas ATIKINS, P.W.; JONES, L. Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman, 2006. �3 Relatório experimental Práticas de Química - QUI0446 Padronização do Hidróxido de Sódio e determinação do Ácido Acético no vinagre Introdução N o p r e p a r o d e s o l u ç õ e s é importante saber se o que foi preparado possui a concentração desejada. Uma das maneiras de comprovar isso é utilizando a padronização ou titulação das soluções. Esse é um processo onde é possível c a l c u l a r a t r a v é s d e r e l a ç õ e s estequiométricas a concentração de uma solução preparada a partir de uma solução padrão, com concentração conhecida. Para a realização da titulação é preciso montar um sistema composto de suporte universal, bureta e um Erlenmeyer como mostrado na figura 01. Figura 02 - Sistema montado para titulação de uma solução. Na bureta vai a solução a ser determinada a concentração e no Erlenmeyer vai a solução com concentração conhecida e um indicador de meio ácido-básico. O indicador irá auxiliar no processo, já que ele vai indicar o ponto de viragem. O ponto de viragem é o momento onde a solução titulada neutraliza a solução padrão e acaba mudando de cor devido a presença do indicador. Objetivos Os processos realizados em aula tiveram como objetivo aprender a realizar uma técnica de titulação, verificar a concentração de uma das soluções preparadas na prática anterior e determinar a veracidade dos dados contidos no rótulo de uma vinagre, relativos à quantidade de ácido acético presente. Procedimentos experimentais 1. Padronização do NaOH Para padronização de uma solução de NaOH, preparada na prática anterior, foi montado um sistema como o mostrado na figura 01. No Er lenmeyer de 125ml fo i adicionado 5ml de biftalato de potássio (C8H5KO4) 0,1mol/l em 20ml de água destilada (H2O) e mais 2 gotas de fenolftaleína. A bureta foi preenchida com a solução de NaOH, tomando cuidado para eliminação das bolhas formadas próximo à torneira. Foi adicionado a solução de hidróxido de sódio (NaOH) ao Erlenmeyer sob agitação até que a solução trocasse de cor. O procedimento foi realizado em triplicata. Os valores das leituras na bureta foram anotados. 2. Determinação do ácido acético no vinagre Para realizar essa titulação foi montado o sistema conforme a figura 01 e utilizado o que restou da solução de hidróxido de sódio (NaOH) do procedimento anterior. No Erlenmeyer de 125 ml foi adicionado 1ml da amostra de vinagre analisadaem 20 ml de água destilada �4 Relatório experimental Práticas de Química - QUI0446 (H2O) e duas gotas de fenolftaleína. A solução de hidróxido de sódio fo i adicionada ao Erlenmeyer sob agitação até o aparecimento da cor rosada na solução. Como o procedimento anterior essa prática foi realizada em triplicata. Resultados e discussões 1. Para a titulação da solução de hidróxido de sódio (NaOH) os valores obtidos nas leituras foram: Tomando como base a média aritmética do volume obtido em cada uma das repetições do procedimento, aplica-se esse valor à fórmula: C1 x V1 = C2 x V2 Obteve-se: C1 x 5,17ml = 0,1mol/L x 5ml C1 = 0,096mol/L Logo, a concentração da solução de hidróxido de sódio (NaOH) preparada foi de 0,096mol/L, um valor bem aproximado ao valor estimado de 0,1mol/L. 2. No segundo procedimento foi utilizado a solução de hidróxido de sódio para a titulação já que agora sua concentração era conhecida. Os valores obtidos nas leituras da bureta foram: Utilizando a média dos volumes obtidos através das leituras na bureta, aplica-se à fórmula: C1 x V1 = C2 x V2 Obteve-se: 0,096mol/L x 7,4ml = C2 x 1ml C2 = 0,71mol/L Com a concentração obtida na titulação foi possível determinar a porcentagem de ácido acético (CH3COOH) presente na amostra de vinagre analisada. O objetivo era determinar se o valor apresentado no rótulo (4,35%) era verdadeiro. Aplica-se as seguintes fórmulas: LEITURAS TITULAÇÃO NaOH EXPERIMENTO VOLUME (ml) 1 5,5 2 5.2 3 4,8 MÉDIA 5,17 LEITURAS DETERMINAÇÃO ÁCIDO ACÉTICO EXPERIMENTO VOLUME (ml) 1 7,6 2 7,4 3 7,2 MÉDIA 7,4 �5 Onde: C1 = concentração da solução de NaOH; V1 = média das leituras obtidas na bureta durante a titulação; C2 = concentração do biftalato de potássio (C8H5KO4) → 0,1mol/L; V2 = volume de bitalato de potássio contido no Erlenmeyer. Onde: C1 = concentração da solução de NaOH; V1 = média das leituras obtidas na bureta durante a titulação; C2 = concentração do ácido acético (CH3COOH); V2 = volume de vinagre contido no Erlenmeyer. Relatório experimental Práticas de Química - QUI0446 a) massa de CH3COOH massa = 42,6g de CH3COOH em 1L b) porcentagem de CH3COOH x = 4,26% Pode-se concluir que o valor de ácido acético (CH3COOH) obtido através da titulação (4,26%) é bem próximo ao valor indicado pelo rótulo do produto (4,35%). Logo, as informações contidas no rótulo são aparentemente verdadeiras. Conclusão A padronização ou titulação de s o l u ç õ e s é u m p r o c e d i m e n t o d e fundamental importância para a preparação de soluções. É ele que auxil ia na comprovação que as soluções foram preparadas de maneira correta, bem como auxiliam na determinação da concentração de substâncias desconhecidas e para o controle de qualidade de produtos. Questionário 1. Qual o ácido que confere a acidez ao vinagre? R: O ácido que confere a acidez ao vinagre é o ácido acético ou etanóico, cuja fórmula química é dada por CH3COOH. 2. Para que foi usada a fenolftaleína nesta análise? R: A fenolftaleína é um indicador de meio ácido-básico que trabalha na faixa de pH 7 de uma solução. A fenolftaleína irá auxiliar no processo de titulação, já que, devido a sua presença ela indicará o ponto de viragem. O ponto de viragem é o ponto onde a solução titulada já neutralizou a solução padrão e a solução padrão passa a se comportar como a solução titulada. 3. Por que se adicionou cerca de 20 mL de água destilada antes da titulação? Este volume de água destilada precisa ser medido com exatidão? Por quê? R: A água destilada foi adicionada para que a solução padrão fosse diluída, não ficando tão concentrada. O volume não precisava ser medido com exatidão já que ele não interfere no resultado final e não é considerado para o cálculo da titulação. 4. Calcular a concentração mol/L, a massa de vinagre dosado e determinar a porcentagem do vinagre analisado. 5. Qual reação que ocorre na dosagem? R: Na dosagem ocorre uma diluição da solução padrão. 6. Se uma pessoa ingere 15mL de vinagre numa salada, quantos gramas de ácido acético a pessoa ingeriu? R: Determinado a porcentagem de ácido acét ico presente no v inagre, para determinar quantas gramas de ácido acético presentes em 15ml de vinagre pode ser calculado segundo a equação. Dados: Em 1L de vinagre contém 42,6 g de CH3COOH. 1000ml → 42,6g 15ml → x x = 0,639g Em 15ml do vinagre analisado contém �6 Figura 03 - Fórmula molecular do ácido acético Relatório experimental Práticas de Química - QUI0446 aproximadamente 0,639g de ácido acético (CH3COOH). 7. Com base nos resultados obtidos por você nesta aula, diga o que você acha de um vinagre de 20 ou 30% de ácido acético. R: Segundo os resultados obtidos na aula, um vinagre que contenha 20 ou 30% de ácido acético é muito ácido para o consumo. Referências ATIKINS, P.W.; JONES, L. Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman, 2006. Preparação e padronização de soluções. D i s p o n í v e l e m : < h t t p : / / www.qu imicasuprema.com/2015/05/ p r e p a r a c a o - e - p a d r o n i z a c a o - d e - solucoes.html>. Acesso em: 24/set/2015. �7
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