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INSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO CENTRO TECNOLÓGICO CURSO DE AGRONOMIA DANIEL ZUIM ÁVILA DYÊNICI RODRIGUES GRACIANI RODRIGUES JAQUELINE TORQUATRO DE OLIVEIRA JESSICA FOLLI MONTEIRO PREPARO DE SOLUÇÕES SANTA TERESA 2018 DANIEL ZUIM ÁVILA DYÊNICI RODRIGUES GRACIANI RODRIGUES JAQUELINE TORQUATRO DE OLIVEIRA JESSICA FOLLI MONTEIRO PREPARO DE SOLUÇÕES SANTA TERESA 2018 Relatório apresentado à disciplina Química Analítica e Instrumental do Curso de Agronomia, do Centro Tecnológico do Instituto Federal do Espírito Santo (IFES), como requisito para avaliação. Orientador: Professor MSc. José Júlio G. de Freitas. INTRODUÇÃO Na Química, a solução é caracterizada por formar uma mistura homogênea, podem envolver sólidos, líquidos ou gases como dispersantes (chamados de solventes – existentes em maior quantidade na solução) e como dispersos (solutos – em menor quantidade na solução), por ser impossível separar o soluto do solvente por processos físicos. 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. As soluções são compostas por moléculas ou íons comuns. Vale destacar que soluções gasosas, tanto o solvente, quanto o soluto, também são gasosos. OBJETIVOS Preparar soluções com solutos sólidos (NaOH) e líquidos (HCl). PALAVRAS – CHAVES Concentração, solução, mols, solvente, densidade. EXPERIMENTO MATERIAIS UTILIZADOS (Prática nº 1): ➢ Hidróxido de sódio (NaOH); ➢ Balão volumétrico com capacidade 250mL; ➢ Balança analítica; ➢ Pissete; ➢ Béquer com capacidade 25mL; ➢ Espátula metálica; ➢ Frasco com capacidade 1L; ➢ Água destilada. MATERIAIS UTILIZADOS (Prática nº 2) : ➢ Ácido clorídrico (HCl) – 37% (grau de pureza); ➢ Balão volumétrico com capacidade 250mL; ➢ Capela de exaustão; ➢ Pissete; ➢ Béquer com capacidade 25mL; ➢ Pêra de sucção; ➢ Pipeta graduada 5mL; ➢ Pipeta de Pasteur; ➢ Frasco com capacidade 1L; ➢ Água destilada. • Lembrete: todos os procedimentos que serão aqui descritos, foram feitos com a supervisão de um profissional, com roupas e equipamentos adequados para a segurança dos envolvidos. • Nos procedimentos descritos abaixo, litro é representado pela letra “L”, mililitros pelas letras “mL” e gramas pela letra “g”. CÁLCULOS E PROCEDIMENTOS – NaOH (16/02) A base para os cálculos foi uma solução de NaOH 0,1 mol/L. A solução sugerida pelo orientador, para o desenvolvimento do experimento, foi de 250mL. Massa molar do NaOH: 39,9970g/mol, onde: Sódio (Na): 22, 990g; Oxigênio (O): 15, 999g; Hidrogênio (H): 1,0079g. Sabendo que em 1L dessa solução, temos 0,1 mol, quantos mols existem em 250mL? Transformação de 250mL para L: 0,25L 0,1 mol de NaOH ____ 1, 0 L n _____ 0,25 L Onde “n” refere-se ao número de mols. Temos, n = 0,0250 mol de NaOH. 39,9970g de NaOH_____ 1 mol m _____ 0,0250 mol Onde “m” refere-se à massa. Temos, m = 0, 999g ou 1,00g NaOH. A massa necessária de NaOH para uma solução de 250mL é de 1,00g. As informações obtidas através dos cálculos e de pesquisas em livros e artigos, foram descritas na tabela 1 abaixo: Tabela 1 - Dados da Solução composta por NaOH+H2O Componentes M.M. (g/mol) D (g/cm³) M (g) C (g/L) Soluto NaOH 39,9969 2,13 0,999 0,003996 Solvente H2O 33,0059 1,00 250,0 1,00 Solução NaOH+H2O 73,0028 Fonte: Autores (2018) Com o auxílio de uma espátula metálica e um béquer, foram pesados 1,0007g de NaOH. A transferência para o balão volumétrico (figura 1), também foi feita através do béquer. Usando o pissete, lavou-se o béquer com água destilada (figura 1) e transferiu-se o líquido para o balão, o procedimento de lavagem foi repetido algumas vezes, até alcançar os 250mL exigidos, esse também é um método de garantir que todo o conteúdo do béquer foi retirado. Após preenchido o balão, a solução foi agitada de maneira suave, como foi sugerido pelo orientador responsável, etiquetada e reservada em um outro frasco. CÁLCULOS E PROCEDIMENTOS – HCl (23/02) A base para os cálculos foi uma solução de HCl 0,1 mol/L. A solução sugerida pelo orientador, para o desenvolvimento do experimento, foi de 250mL. Massa molar do HCl: 36,4609g/mol, onde: Cloro (Cl): 35,453g; Hidrogênio (H): 1,0079g. Densidade HCl: 1,19g/mL. Grau de pureza: 37%. Sabendo que em 1L dessa solução, temos 0,1 mol, quantos mols existem em 250mL? Transformação de 250mL para L: 0,25L 0,1 mol de HCl ____ 1,0 L n _____ 0,25 L Onde “n” é o número de mols. Temos, n = 0,0250 mol de HCl. 1,00 mol de HCl _____ 36,4609g 0,0250 mol ___ mp Onde “mp” refere-se à massa pura de HCl. Temos, mp = 0,912g 37,0 g HCl (puro) ____ 100g de reagente 0,912 g _____ mr Figura 1- Balão volumétrico e Pissete Onde “mr” refere-se à massa do reagente. Temos, mr = 2,46g de reagente. 1,19 g de reagente _____ 1,00 mL 2,46g ______ V Onde “V” refere-se ao volume do reagente. Temos, V= 2,07mL de HCl. O volume necessário de HCl para uma solução de 250mL é de 2,07mL. Adequando esse valor ao instrumento usado para a coleta, passamos a usar 2,1 mL. As informações obtidas através dos cálculos e de pesquisas em livros e artigos, foram descritas na tabela 2 abaixo: Tabela 2 - Dados da Solução composta por HCl+H2O Componentes M.M. (g/mol) D (g/cm³) V (mL) Soluto HCl 36,4609 1,19 2,10 Solvente H2O 33,0059 1,00 250,0 Solução HCl+H2O 69,4668 Fonte: Autores (2018) De forma manual, utilizando apenas a capela de exaustão (para evitar inalação do reagente), foram transferidos para o béquer, cerca de 20mL de HCl. Do béquer, com o auxílio de uma pipeta (5mL) e uma pêra de sucção, foram transferidos para o balão os 2,1mL necessários para o preparo da solução. O mesmo procedimento de lavagem, preenchimento do balão e agitação, da solução anterior, foram aplicados nessa. A pipeta de Pasteur, foi usada apenas no fim para adicionar algumas gotas de água destilada. A solução foi etiquetada e reservada em outro frasco. RESULTADOS E DISCUSSÕES Como é de conhecimento químico, o manejo de ácidos e bases sempre requer bastante atenção por serem substâncias bastante corrosivas, por isso toda a preparação de ambas as soluções foi supervisionada por um técnico de laboratório e professor responsável. A visita ao laboratório exigiu vestimenta e equipamentos adequados, tais como: óculos, jaleco, cabelos amarrados, calças jeans e sapato fechado. Durante o manejo do hidróxido de sódio (NaOH), certificou-se que se fosse pesado o NaOH o mais próximo possível do valor exigido para a preparação do experimento, sendo o valor pesado 1,0007 gramas. Como se tratava de um ambiente aberto, os grãos de NaOH adquiriram maior espessura ou inchaço, causado pela hidratação dos grãos (em nada prejudicando experimento). Em contato com 0,25 litros de água destilada, a base, que é formada por uma ligação iônica (METAL-AMETAL), sofreu o processo conhecido como dissociação iônica, onde aágua destilada separou íons Na+ e OH -. Depois de levemente agitado para homogeneização, a solução foi etiquetada e guardada de maneira apropriada para fins futuros. Na segunda parte da preparação das soluções, o manejo do ácido clorídrico (HCl) exigiu algumas informações do rótulo para possibilitar a efetividade da solução. As informações trazidas indicavam que HCl tinha de densidade 1,19g/mL e um grau de pureza de 37%. Depois de encontrada 0,0250 mol para 0,25 litros da solução, usou- se o número de mols (0,0250) para obtenção da massa pura, resultando em 0,912 gramas de HCl. O próximo passo mostrou o quão importante é a conservação do rótulo dos frascos para colhimento de informações. O rótulo indicava 37% de pureza, ou seja, a cada 100 gramas de reagente somente 37 eram de HCl em sua forma pura. Com esse dado foi possível estabelecer a quantidade de reagente necessária para o experimento que continha 0,912 gramas de massa pura de HCl obtivesse 2,46 gramas de massa de reagente, como mostrado nos cálculos. A informação da densidade contida no rótulo mostrava que a cada 1,00 mililitros (mL) possuiria 1,19 gramas de reagente, logo a massa de reagente do HCl sendo 2,46 gramas, calculou-se que o volume necessário de ácido clorídrico para uma solução de 0,25 litros é de 2,07 mililitros (mL). Feitos os cálculos, o procedimento para a coleta do ácido exigiu atenção para que o volume coletado fosse o mais próximo possível de 2,07 mL, por isso arredondou-se para 2,1 mL. Adicionado o ácido clorídrico com a água destilada e levemente agitada para melhor homogeneização, obteve-se a solução que foi devidamente etiquetada e guardada para fins futuros. Diferente das bases, os ácidos são formados por ligações ligeiramente mais fracas, conhecidas como covalentes (AMETAL-AMETAL). Quando em contato com a água sofrem um processo de ionização, produzindo o cation H+. Os resultados encontrados para ambas soluções foram satisfatórios, já que foi possível calcular as gramas de NaOH e os mililitros de HCl necessários para preparação de 0,25 litros de solução para cada respectiva substancia. Devido a disciplina nos cálculos e manejo, a taxa de erro no resultado final das soluções foi drasticamente diminuída. CONCLUSÃO O objetivo das práticas foi alcançado. A realização da mesma foi de extrema importância para concretizar o que foi mostrado na teoria. Dominar tais técnicas e conhecer os procedimentos, é de suma importância quando se trata de soluções, algo feito com frequência em laboratórios. As soluções foram feitas de acordo com o que foi calculado, os materiais estavam em boas condições, e havia tudo o que era necessário para a realização da aula. REFERÊNCIAS 1. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR6023: informação e documentação – referências – elaboração. Rio de Janeiro, 2022ª. 2. BACCAN, Nivaldo et al. Química Analítica Quantitativa Elementar. 3ª edição. São Paulo – SP. Editora Edgard Blücher, 2001. 324 p. 3. Cynthia Peres; Apostila de práticas de Química Geral – UFMG 2011. 4. MENDHAM, J. et al. Vogel: Análise Química Quantitativa. 6. ed. Tradução de Júlio Carlos Afonso et al. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2002. 488 p. 5. Mortimer, Eduard Fleury; Química, volume único: ensino médio/ Eduard Fleury Mortimer, Andréa Horta Machado. São Paulo: Scipione, 2005. 6. Tito/Canto; “Química na abordagem do cotidiano – volume único”; Ed. Moderna. 7. TOKIO MORITA E ROSELY M.V.ASSUMPÇÃO. Manual de soluções, reagentes e solventes. Padronização, preparação e purificação. 2ª edição. Editora Edgard Blücher LTDA. São Paulo – SP. 1972. 630 p. 8. Universidade Federal do Espírito Santo. Biblioteca Central. Normatização de referências: NBR 6023:2002 / Universidade Federal do Espírito Santo, Biblioteca Central. – Vitória,ES. A Biblioteca, 2006. 63p.
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