TRABALHO DE QUIMICA

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Hudson Dos Santos Alves - 201502309513
Isis Assis Martineli –201501168029
Nathália Pereira Félix – 201503098036
Thaylana Oliveira Dos Santos –201501387464
DENSIDADE E SOLUÇÕES
CABO FRIO
2016/2
Hudson Dos Santos Alves - 201502309513
Isis Assis Martineli –201501168029
Nathália Pereira Félix – 201503098036
Thaylana Oliveira Dos Santos –201501387464
DENSIDADE E SOLUÇÕES
Relatório 03 - O conteúdo deste relatório aborda a preparação e a diluição de substâncias químicas e a realização dos cálculos de densidade, concentração, diluição, massa e volume das soluções. O relatório foi desenvolvido sobre a orientação e a supervisão da Professora Bárbara Rocha na Universidade Estácio de Sá – Campus Cabo Frio - RJ.
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CABO FRIO
2016/2
SUMÁRIO
Obs: as folhas de capa, contra capa, objetivo, introdução acho q não entram de forma alguma a numeração na folha , mas aqui no sumario sim.... a folha q for constar numeração no rodapé constara da numeração verdadeira , se ela for a 4° ela sera a 4.... entenderam?
OBJETIVO ........................................................................................................ 4
INTRODUÇÃOTEÓRICA ............................................................................. 5
NORMAS DE SEGURANÇA E CONDUTA DENTRO DE UM LABORATÓRIO QUÍMICO................................................................................6
PARAMENTAÇÃO ......................................................................................... 7
2.1 JALECO OU AVENTAL ................................................................................ 5
DESENVOLVIMENTO ............................................................................................. 6
CONCLUSÃO ............................................................................................................. 7
BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................... 8
OBJETIVO
O objetivo do nosso trabalho consiste no conhecimento e na aplicação de técnicas experimentais, em laboratório químico, tendo por finalidade realizar experimentos e através desses experimentos, calcular a densidade (massa/volume), concentração e a diluição de substâncias.
INTRODUÇÃO
A química é uma ciência que estuda a matéria e as suas mudanças. A matéria é composta de misturas ou de substâncias. A maior parte das matérias encontradas consiste de misturas de diferentes substâncias. As substâncias que compõem uma mistura são chamadas componentes da mistura e elas mantêm suas próprias identidades químicas e, portanto, suas propriedades. Enquanto as substâncias puras têm composições fixas, as composições das misturas podem variar muito. Uma mistura em que é possível identificar a presença de dois ou mais componentes é denominada mistura heterogênea. Algumas misturas heterogêneas podem parecer uniformes, mas com uma análise detalhada, através de lentes de aumento, por exemplo, se torna visível à presença de dois ou mais componentes. 
Densidade é uma propriedade da matéria que relaciona massa e volume. Em outras palavras, ela define a quantidade de massa de uma substância contida por unidade de volume. 
O conceito de densidade pode ser facilmente entendido na prática comparando objetos feitos a partir de diferentes substâncias, mas de mesmo volume. Portanto, sólidos com o mesmo volume, porém feitos de diferentes materiais, terão massas distintas, ou seja, materiais diferentes têm densidades diferentes. 
A relação entre massa e volume de uma substância é a sua densidade. Quando se refere a uma substância pura, maciça e homogênea, como elementos ou compostos químicos, a densidade é chamada de densidade absoluta ou massa específica. Caso contrário, é chamada somente densidade e representa a densidade média de um corpo ou de uma substância não homogênea. De acordo com o Sistema Internacional (SI), a densidade é expressa em kg m-3, mas muitas vezes é encontrada expressa em g mL-1.
A relação entre as densidades de diferentes substâncias com a densidade da água é denominada densidade relativa. A densidade da água é expressa em 1000 kg m-3, de acordo com o Sistema Internacional e conforme a recomendação da IUPAC – UNIÃO INTERNACIONAL DE QUÍMICA PURA E APLICADA. Portanto, 1 m3 corresponde a 1000 L, o que significa que 1000 kg de água ocupam um volume de 1000 L, ou seja, a densidade da água pode ser expressa como 1 kg L-1, que equivale a 1 g mL-1. 
No que se refere à densidade, deve-se ter em mente que os volumes variam com a temperatura e essa aproximação pode não ser válida em qualquer temperatura.
Pode-se avaliar se a densidade de um determinado material é maior ou menor do que 1 g mL-1, simplesmente mergulhando em água um objeto feito do material em estudo. Assim, se o objeto tiver densidade maior do que a da água, ele afunda. Por outro lado, se a densidade for menor do que a da água, ele boia. Nesse caso, a densidade é relativa à densidade da água e é adimensional, pois é a razão entre duas densidades com mesmas unidades. 
Para realizar cálculos que envolvem a densidade de uma solução, devemos ter clara a sua definição, isto é, a solução é um mistura formada pela adição de um soluto em um solvente. Assim, trata-se da união de duas outras matérias, cada uma com seu volume e massa. Por esse motivo, podemos reescrever a fórmula da densidade de uma solução da seguinte forma:
/v
As densidades de soluções e de líquidos podem também ser medidas facilmente sem cálculo, por meio de um aparelho chamado densímetro, também conhecido como areômetro. O densímetro flutua no líquido quando seu peso é igual ao empuxo exercido pelo líquido. A densidade do líquido é indicada por meio da graduação na haste do equipamento, pelo valor da escala coincidente com a superfície do líquido. 
Solução é uma mistura homogênea de duas ou mais substâncias (átomos, moléculas ou íons). O soluto é a substância em menor quantidade presente na solução, e o solvente é a substância existente em maior quantidade. Como o solvente mais abundante na natureza, a água possui uma das propriedades mais importantes que é a capacidade de dissolver uma grande variedade de substâncias. As soluções nas quais a água é o solvente são chamadas soluções aquosas. Nas soluções, as moléculas ou íons estão bem dispersos, de forma que a composição deles é a mesma em toda a amostra.
A formação de uma solução consiste na mistura de substâncias em nível molecular, tendo como requisito primordial a afinidade entre partículas da substância dispersa (soluto) e partículas do meio de dispersão (solvente). A formação de uma solução envolve uma mudança física, e não uma transformação química, tal como uma reação química. Em uma solução, os componentes individuais estão subdivididos em partículas de tamanho molecular e só podem ser separados por processos físicos, como por exemplo: por evaporação ou por cristalização.
As soluções podem existir em qualquer dos três estados da matéria: gasoso, líquido e sólido, do mesmo modo que os solutos e os solventes.
As soluções de sólidos em líquidos, principalmente tendo a água como solvente estão entre as mais comuns no laboratório e na indústria. Por essa razão, as propriedades e os aspectos estruturais dessas soluções são amplamente estudados. Quando um sólido se dissolve em um líquido, diferentes fatores devem ser considerados. No sólido, as moléculas ou íons estão dispostos em um arranjo organizado e as forças atrativas estão no seu máximo. Em princípio, para que as partículas do soluto entrem numa solução, as forças de atração soluto-solvente deverão ser suficientemente fortes para superar as forças atrativas que mantêm o sólido ligado. A maior solubilidade de um soluto em um solvente é uma consequência das forças intermoleculares que mantêm unidas as moléculas desse solvente. Quando um soluto é muito solúvelem determinado solvente, as forças que mantêm este soluto organizado encontram- -se mais fracas do que as forças de afinidade deste com o solvente. Assim, o valor da solubilidade aumenta.
Existem muitos tipos de líquidos que formam soluções e, portanto, são completamente miscíveis. Por outro lado, muitos líquidos não se misturam entre si para formar uma mistura homogênea, como, por exemplo, a gasolina e a água. Tais líquidos são insolúveis uns nos outros ou imiscíveis e, portanto, não formam uma solução, e sim uma mistura heterogênea. Os diferentes limites de solubilidade dos diversos pares de líquidos dependem das diferenças nas suas atrações intermoleculares. Os líquidos que possuem estruturas moleculares análogas e, por isso, atrações intermoleculares semelhantes, são em geral, completamente miscíveis. Normalmente as soluções de líquidos completamente miscíveis possuem comportamento próximo das soluções ideais.
A solubilidade do soluto é definida como a máxima quantidade de soluto que pode ser dissolvida em certa quantidade de solvente a uma dada temperatura. Quantitativamente, as substâncias podem ser classificadas como: solúveis, pouco solúveis ou insolúveis. A solubilidade molar de uma substância é a concentração molar de uma solução saturada, que é uma solução na qual o soluto dissolvido e o soluto não dissolvido estão em equilíbrio dinâmico.
Dissolução é o termo relacionado com o ato de misturar um soluto em solvente. A água é considerada o solvente universal para solutos polares; dessa forma, o solvente tem que superar as fortes forças atrativas entre cátions e ânions (ligação iônica) no retículo cristalino, para que haja dissolução. Quando um soluto é colocado em contato com um solvente, a velocidade da dissolução depende principalmente dos seguintes fatores:
 a) natureza do soluto e do solvente;
b) o tamanho de partícula do soluto;
c) a temperatura;
d) a intensidade de agitação da mistura soluto-solvente.
A concentração de soluções, na maioria dos casos, é expressa pela quantidade de soluto em massa por volume de solução ou de solvente. 
A concentração molar (Cx) de um soluto em uma solução contendo a espécie química x é dada pelo número de mols da espécie que está contida em 1 L de solução (e não em 1 L do solvente). A unidade da concentração molar é a molaridade (M), que tem as dimensões mol/l. A molaridade também pode ser expressa pelo número de milimols de um soluto por mililitro de solução. 
/
/
Concentração molar é uma escala de concentração de soluções extremamente útil para diversos experimentos de química geral.
A diluição de soluções permite um controle preciso sobre as concentrações das soluções. Normalmente são utilizados instrumentos de medição de volumes exatos e calibrados, como buretas, pipetas volumétricas ou pipetadores com certificados de calibração.
A partir da diluição de uma solução concentrada são obtidas concentrações mais diluídas. Uma prática comum, em química, para economizar espaço é armazenar uma solução na forma concentrada, denominada solução estoque, e, então, quando necessário, diluí-la até a concentração desejada. Para calcular o volume de uma solução estoque necessário para uma determinada diluição, utiliza-se a seguinte relação, em que Ci é a concentração da solução estoque e Cf é a concentração da solução desejada.
MATERIAL UTILIZADO
Água Destilada;
Ácido Sulfúrico (H2SO4) – concentração de 0,01 mol/l;
Balança de Precisão; 
Bastão de Vidro;
Balão Volumétrico – capacidade de 100 ml;
Balão Volumétrico - capacidade de 250 ml;
Becker – capacidade de 250 ml;
Espátula;
Funil de Vidro;
Placas de Cobre – 02 unidades;
Pêra;
Pipeta Graduada– capacidade de 10 ml;
Pisseta– capacidade de 500 ml;
Proveta – capacidade de 100 ml;
Sulfato de Cobre PA Cúprico (CuSO4) – concentração de 2 g/l;
Vidro de relógio.
PROCEDIMENTOS
EXPERIMENTO I - PREPARO DE SOLUÇÃO
Ligar a balança de precisão;
Tarar a balança;
Apoiar o vidro de relógio sobre a balança de precisão;
Com o auxílio de uma espátula, acrescentar aos poucos sobre o vidro de relógio, o sulfato de cobre (CuSO4), até atingir o peso de 0,50g;
Retirar o vidro de relógio da balança;
Com o auxílio de uma espátula, transferir o sulfato de cobre para o beckerde (250ml);
Após esse procedimento, com a utilização da pisseta de (500 ml), derramar um pouco de água destilada sobre o vidro de relógio, deixando o líquido escoar para o interior do becker. Esse procedimento tem a finalidade de não deixar nenhum resíduo do sulfato de cobrenovidro de relógio;
Com o uso da pisseta, colocar um pouco de água destilada no beckerde (250 ml)e com o auxílio de um bastão de vidro, dissolver a solução sulfato de cobre (soluto) misturado à água destilada (solvente) contido nesse recipiente;
Com a solução dissolvida, transferir a solução para o balão volumétrico de (250 ml),com o auxílio do funil de vidro;
Após esse procedimento, com a utilização da pisseta, acrescentar um pouco de água destilada no beckerde (250 ml), para lavá-lo com a finalidade de eliminar todo o resíduo;
Realizado esse procedimento, colocar o funil de vidro no balão volumétrico de (250 ml) e com o auxílio do funil de vidro, transferir a água destilada contida no beckerde (250 ml), para o balão volumétrico de (250 ml);
Repetir três vezes os dois procedimentos anteriores;
Após os procedimentos citados acima, com o uso da pisseta e com o auxílio do funil de vidro, completar o balão volumétricode (250 ml) com água destilada até chegar ao menisco desse recipiente;
Efetuar o cálculo da diluição;
Ao fim do experimento, rotular a solução preparada, contendo: nome da substância, concentração, data do experimento realizado e nome do(s) responsável(s). 
 
 Figura 1 Figura 2 Figura 3
 
 Figura 4 Figura 5 Figura 6
 
 Figura 7 Figura 8 Figura 9
 
 Figura 10 Figura 11 
 
EXPERIMENTO II - DILUIÇÃO DE SOLUÇÃO
Com o auxílio da Pisseta de (500 ml), adicionar 60 ml de água destilada na proveta de (100 ml);
Com o auxílio do funil de vidro, transferir a água destilada contida na proveta de (100 ml) para o balão volumétrico de (100 ml);
Retirar o funil de vidro do balão volumétrico;
Com a pipeta graduada de (10 ml) e a pêra succionar1ml de ácido sulfúrico (H2SO4);
Cuidadosamente, manuseando a pêra, transferir o ácido sulfúricoda pipeta graduada para o balão volumétrico;
Com o uso da pisseta, completar a solução com a água destilada até atingir a capacidade de 100ml do balão volumétrico;
Efetuar o Cálculo da diluição;
Ao fim do experimento, rotular a solução preparada, contendo: nome da substância, concentração, data do experimento realizado e nome do(s) responsável(s).
 
 Figura 12 Figura 13 Figura 14
 
 Figura15 Figura16 Figura17
EXPERIMENTO III - DENSIDADE – SÓLIDO (COBRE)
Ligar a balança de precisão;
Tarar a balança;
Colocar sobre a balança duas placas de cobre, pesar e anotar a medida;
Utilizando a pisseta de (500 ml), colocar 70 ml de água destilada na proveta de (100 ml);
Cuidadosamente, colocar as duas placas de cobredentroda proveta de (100 ml), e verificar o deslocamento da água destilada;
Efetuar o cálculo da densidade.
 
 Figura 18 Figura 19 Figura 20 Figura 21
EXPERIMENTO IV - LÍQUIDO (H2O)
Ligar a balança de precisão;
Tarar a balança;
Apoiar sobre a balança o becker de (250 ml);
Com o auxilio da pipeta graduada de (10 ml) e a pêra, succionar 10 ml de água destilada da pisseta de (500 ml); 
Coma pipeta graduada e a pêra, transferir os 10 ml de água destilada para o becker;
Pesar e anotar a medida;
Efetuar o cálculo da densidade.
 
 Figura 22 Figura 23 Figura 24 Figura 25
CÁLCULOS/RESULTADOS
EXPERIMENTO I - PREPARO DE SOLUÇÃO
O experimento teve como finalidade a preparação de uma solução inicial de sulfato de cobre (CuSO4) de concentração 2 g/l e a preparação de uma solução diluída de 0,50 g a partir da solução anterior. Foram realizados cálculos matemáticos para a comprovação das medidas obtidas no experimento. 
Abaixo seguem os dados do experimento:
Utilizando a regra de três simples da matemática, temos:
Onde x é o valor encontrado na pesagem do sulfato de cobre.Também podemos dizer que o valor encontrado é referente à sua massa, conforme o cálculo abaixo:
Considerando que 1 ml equivale a 0,001 L, fazendo a conversão temos:
Calculando a densidade temos:
Calculando a Concentração dessa substância encontramos o valor abaixo:
Considerando que 1 L equivale a 1000 ml, fazendo a conversão temos:
Para a alteração da concentração de uma solução – Diluição, utilizamos a fórmula abaixo:
Onde:
 Concentração inicial da solução (em g/L; mol/L ou em %);
 Volume inicial da solução;
 Concentração final da solução;
 Volume final da solução (volume inicial [V1] + volume adicionado).
Calculando temos:
.X 
g/l
Quando adicionamos o solvente ao becker e fazemos a mistura dessa solução (sulfato de cobre + água destilada), a solução apresenta uma coloração azul, em virtude dos íons cobre (Cu2+),não apresentando nenhum outro tipo de evidência.
 
 Figura 26 Figura 27
EXPERIMENTO II - DILUIÇÃO DE SOLUÇÃO
O experimento teve por finalidade verificar a concentração final da solução após o processo de diluição.A diluição de solução ocorre quando acrescentamos solvente (geralmente a água) a uma solução já existente, de modo que se consiga obter uma solução de concentração menor que a inicial, ou seja, mais diluída. Com isso, o volume da solução aumenta e sua concentração diminui, porém a massa do soluto permanece inalterada. A concentração comum de uma solução é dada pela seguinte fórmula matemática:
Onde: 
(g/L)
Considerando que no experimento realizado, foi utilizada a concentração de 1mol/l de Ácido Sulfúrico, equivalente a 0,01 mol/l e volume de 100 ml de água destilada, calculandoamassado soluto, temos:
Para a alteração da concentração de uma solução – Diluição, utilizamos a fórmula abaixo:
Onde:
 Concentração inicial da solução (em g/L; mol/L ou em %);
 Volume inicial da solução;
 Concentração final da solução;
 Volume final da solução (volume inicial [V1] + volume adicionado).
Calculando temos:
. X
ml
Para descobrira quantidade de água a ser utilizada no experimento, efetuaremos o seguinte cálculo abaixo:
 Figura 28
EXPERIMENTO III -DENSIDADE SÓLIDO (COBRE)
O experimento teve por finalidade medir a densidade de um líquido e verificar o deslocamento do volume de água, após a submersão das placas de cobre em uma proveta de 100 ml, contendo nessa vidraria 70 ml de água destilada. Para que fosse possível calcular a densidade da água, foi necessário pesar as placas de cobre para obter a sua massa. Obtido o valor da massa do cobre e após a imersão dessas placas, verificamos que houve um deslocamento do volume da água em 3mm. 
 Figura 29
Abaixo seguem os dados do experimento:
A densidade (ρ) de um material é definida como a razão entre a massa (m) e o volume (V) a uma dada temperatura e pressão, sendo, então, calculada pela fórmula:
Sendo assim, utilizando a fórmula matemática da densidade, encontramos a medida:
EXPERIMENTO IV - LÍQUIDO (H2O)
O experimento teve por finalidade medir a densidade de um líquido. Para que fosse possível calcular a densidade da água, foi necessário obter o valor da massa de água. Logo, foi realizada uma pesagem de 10 ml de água destilada contida em um becker de 250 ml, na balança de precisão.
Abaixo seguem os dados do experimento:
A densidade (ρ) de um material é definida como a razão entre a massa (m) e o volume (V) a uma dada temperatura e pressão, sendo, então, calculada pela fórmula:
Sendo assim, utilizando a fórmula matemática da densidade, encontramos a medida:
 Figura 30
CONCLUSÃO
No I experimento,procedeu-se à diluiçãode uma concentração, que consiste na adição de solvente a uma solução a fim de que se torne menos concentrada. Verificamos que o sulfato de cobre é solúvel na água, pois na mistura obtida não foi possível distinguir as duas substâncias que a constituíam. Logo, preparamos uma mistura homogênea no estado líquido (solução). Efetuados os cálculos, concluímos que a solução apresenta concentração de 2g de sulfato de cobre para cada litro de solvente. O Sulfato de Cobre apresenta-se sob a forma de cristais azuis, através da coloração da solução final, podemos concluir que quanto maior a diluição, menor a concentração, com menos intensidade da cor. Assim, podemos dizer que o objetivo desse experimento foi alcançado e que a solução apresentou uma diluição satisfatória.
O II experimento é a realização da diluição de um ácido sulfúrico em água destilada. O objetivo é verificar a concentração final da solução após o processo de diluição. Logo, foi necessário efetuar o cálculo da diluição. Realizado o cálculo da diluição, concluímos então, que o volume inicial da solução, corresponde à quantidade da solução ácida inicial necessária, a ser adicionada à água destilada para obter a concentração e o volume desejado da solução. E a diferença entre o volume final e o volume inicial da solução, é igual à quantidade de água necessária no processo de diluição do soluto nesse experimento.O ácido sulfúrico é bastante solúvel em água, mas esse processo deve ser feito com extremo cuidado, porque a água reage violentamente com o ácido sulfúrico se forem misturados de forma errada, levando a graves ferimentos e queimaduras.O primeiro, e importantíssimo, cuidado que devemos ter diz respeito à maneira com se faz esta mistura. Nunca jogue água em um ácido sem saber qual é sua força e concentração. Se quisermos misturá-los, devemos fazer exatamente o contrário, ou seja, adicionar o ácido na água. Isso se dá, porque a reação de um ácido forte e concentrado com água ocorre de forma muito energética com liberação de grandes quantidades de calor. 
A água tem uma capacidade de absorver calor (calor específico) igual a 1,00 cal/ g °C. Um ácido como, por exemplo, ácido sulfúrico possui calor específico três vezes menor do que o da água (0,33 cal/ g °C) e por esse motivo quando jogamos água no ácido ele não dá conta de absorver todo o calor resultante da reação e o aumento de temperatura faz com que a água adicionada passe de maneira abrupta para o estado de vapor (calefação). Neste momento pode-se perceber uma fumaça que sai do recipiente em que o ácido se encontra. Quando realizamos a operação inversa, ou seja, quando jogamos o ácido na água a reação será a mesma, porém a água, por ter mais capacidade de absorver calor, dará conta de absorver a energia liberada na reação. Cabe ressaltar que este procedimento deve ser feito lentamente e em pequenas quantidades, pois se grandes quantidades forem misturadas nem a água dará conta de absorver tamanha quantidade de (calor.O colocar espacinho aí entre a pontuação e o “o”) experimento alcançou o objetivo pretendido, obtendo a concentração e o volume desejado,ratificado pelos cálculos realizados.
No III experimento, concluímos que quando um objeto é mergulhado em água, ao ser submerso, desloca um volume de água igualao seu próprio volume, já que dois corpos não podem ocupar o mesmo lugar. O objeto sofre uma força contrária, devido ao deslocamento da massa de água que tem o mesmo volume do objeto. A força atuante de baixo para cima é denominada empuxo e ela é uma resultante da pressão hidrostática exercida pelo líquido. A densidadedo sólido obtido pela razão entre a massa e volume apresentou a medida de 9,68 g/ml, o que significaque o sólidoapresenta 9,68 g para cada mililitro de água.
No IV experimento temos a verificação da densidade da água (solvente universal). A água em seu estado líquido em temperatura ambiente (20°C) apresenta uma densidade próxima de 0,99 g/cm3. Diminuindo sua temperatura, a água atinge um valor máximo de densidade próximo à temperatura de 4°C, com um valor de 1,00g/cm3. No entanto, a temperaturas menores que 0°C, sua densidade diminui para valores próximos de 0,91g/cm3, tornando assim possível a água sólida flutuar sobre a água líquida.Entretanto,no caso dos líquidos, uma alteração relativamente pequena na temperatura pode afetar consideravelmente o valor da densidade, enquanto que a alteração de pressão tem que ser relativamente alta para que o valor da densidade seja afetado. Através do nosso experimento concluímos então, que o valor obtido na densidade da água 0,984 g/ml depois de efetuados os cálculos, apresenta um valor bem próximo ao valor da água em seu estado líquido em temperatura ambiente (20°). Considerando uma margem de erro percentual pequena, levando em conta os fatores de temperatura e pressão, o objetivo desse experimento foi cumprido satisfatoriamente.
BIBLIOGRAFIA
http://portaldoaluno.webaula.com.br/BIBLIOTECA/ACERVO/BASICO/O00598/Biblioteca_772517/Biblioteca_772517.pdf - acesso em: 20/09/2016 às 13:00hs.
http://alunosonline.uol.com.br/quimica/acido-sulfurico.html - acesso em: 20-09-2016 às 13:28hs.
http://agrupamento-fajoes.pt/ficheiros/d27960PJ03AE05SE.pdf – acesso em: 22/09/2016 às 16:22hs.
http://www.ebah.com.br/content/ABAAABWkIAG/preparacao-solucao-sulfato-cobre#- acesso em: 22/09/2016 às 16:23hs.
http://www.iq.unb.br/images/downloads/apostilas/Apostila%20-%20Quimica%20Geral%20Experimental%20-%202-2013.pdf – acesso em: 22/09/2016 às16:25hs.
http://pt.wikihow.com/Diluir-um-%C3%81cido – acesso em: 23/09/2016 às 15:01hs.