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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO - UFRJ Fundação CECIERJ / Consórcio CEDERJ Aula Prática 1 Elementos Gerais de Química - SOLUÇÕES E DILUIÇÕES Alcinéa Triani Costa – 14214020062 Nova Iguaçu – 31 de agosto de 2015 Licenciatura em Ciências Biológicas 2 1 – Introdução Solução são misturas homogêneas de duas ou mais substâncias que apresentam aspecto uniforme. As soluções são muito importantes em nosso dia-a-dia: o ar que respiramos é uma solução (mistura) de gases e também a água do mar é uma solução que contém vários sais. Nas soluções, o componente que está em menor quantidade é o soluto e o que está em maior quantidade é o solvente. A solução concentrada possui muito soluto em relação ao solvente, enquanto a solução diluída possui pouco soluto com relação ao solvente. Os vários tipos de solução podem ser divididos quanto ao estado físico: líquido, sólido e gasoso. - Soluções líquidas: contém solvente líquido e soluto que pode ser sólido, líquido ou gasoso. Podem ser classificadas em sólido-líquido (açúcar + água), Líquido-líquido (vinagre= ácido acético + água) ou gás-líquido (refrigerante = água + gás carbônico); - Solução gasosa: composta por uma mistura de gases (ar atmosférico = nitrogênio + oxigênio + argônio + gás carbônico); - Solução sólida: seus componentes encontram-se no estado sólido à temperatura ambiente (ouro 18 quilates = ouro + cobre e outros metais). Concentração das soluções Esta propriedade relaciona a quantidade de soluto em relação à quantidade de solvente, e classifica as soluções em diluídas, concentradas, saturadas e supersaturadas. - Solução diluída: a quantidade de soluto é muito pequena em relação à de solvente, sendo assim, a solução se encontra completamente diluída. - Solução concentrada: quando a quantidade de soluto é grande em relação à de solvente, ou seja, a solução não se encontra dissolvida. - Solução saturada: neste caso, a quantidade de soluto é a máxima permitida para uma certa quantidade de solvente, em determinada temperatura. - Solução supersaturada: este é um sistema instável, pois a quantidade de soluto é maior que a máxima permitida. Para fazer uma diluição deve-se adicionar solvente a esta solução para diminuir sua concentração. É muito comum a realização de diluições. Por exemplo, geralmente os rótulos de sucos concentrados indicam que o preparado desses sucos deve ser feito acrescentando-se água numa proporção determinada. Quando isto é feito o suco está sendo diluído. Alguns fabricantes de produtos de limpeza e higiene doméstica sugerem nos rótulos do produto que ele seja diluído em água na proporção de 1 para 3, ou seja, para cada parte do produto, devem- se acrescentar 3 partes de água. Isso é feito pois o produto é muito concentrado e forte, podendo danificar o local onde será aplicado se não for diluído da maneira certa. Por outro lado, se diluir mais do que deveria, o produto não atingirá o resultado desejado. 3 Unidades de Concentração - Densidade (D) D= msoluto + msolvente /Vsolução - Concentração Comum (C) C= msoluto / Vsolução (L) - Molaridade M = n/V n= m/MM - % em massa ou Títuloem massa % m=msoluto / (msoluto+msolvente )x100 - % em volume %V = (Vsoluto / (Vsoluto+Vsolvente)x 100 - PPM em massa 1 parte do soluto 10 6 partes de solução - PPM em volume 1 parte do soluto 10 6 partes de solução 2 – Objetivos Preparar 100 mL de uma solução de NaCl 1M; Retirar uma alíquota de 10 mL da solução preparada e fazer uma diluição para preparar outra solução de 100 mL mais diluída. Retirar uma outra alíquota de 5mL da solução B e diluir em 100 mL de solvente. 4 PARTE I 3 – Preparo de solução mãe de Cloreto de sódio. 3.1 – Materiais e reagentes - Reagentes Cloreto de sódio Solução concentrada de violeta genciana - Material Becher 100 mL Balança de precisão Balão volumétrico 100 mL Bastão de vidro Espátula Pissete Pipeta Pasteur Pipeta graduada Vidro de relógio 3.2 – Procedimento Procedimento experimental: 3.2.1 – Separou-se o material e os reagentes que foram utilizados no experimento. Lavou-se e secou-se a vidraria a ser utilizada. - Para a preparação de 100 mL (0,1L) de solução 1 mol/L de NaCl, determinou-se a massa do soluto (NaCl): Cálculos: NaCl 1M 1 mol NaCl Na=23g + Cl=35,5g 1mol/L m= m1 / (MM x V) m x MM x V m1 = 1 x (58,5) x 0,1 L = 5,85g 3.2.2 – Foi utilizada balança analítica de 02 casas decimais, nivelada e estabilizada. Após o posicionamento do vidro de relógio sobre a mesma e já com o painel “zerado”,colocou-se com ajuda de uma espátula, 5,85g de NaCl; 3.2.3 – Transferiu-se o soluto para um becher com a espátula e lavou-se o vidro de relógio com a água do pissete para transferência de todo o conteúdo residual para dentro do becher tendo auxílio do bastão de vidro; 5 3.2.4 – Dissolveu-se o conteúdo do becher com o solvente até a metade e transferiu-se para um balão volumétrico utilizando o bastão de vidro como guia do líquido. O resíduo do soluto que sobrou no becher foi novamente diluído e também acrescentado ao balão volumétrico para que assim toda a massa do soluto pesada esteja presente na solução; 3.2.5 – Adicionou-se 02 gotas de corante violeta genciana à solução. Colocou-se a tampa e agitou-se a solução para que toda a violeta genciana que ficou na parede do balão volumétrico fosse diluída. Avolumou-se com a pipeta pasteur até a marca do menisco. Para a leitura da marca do menisco o balão estava sobre uma superfície horizontal e na altura dos olhos; 3.2.6 – Colocou-se a tampa e fez-se a homogeinização invertendo várias vezes a posição do balão para dissolução de todo o conteúdo líquido. Assim foi preparada 100mL de solução. PARTE II 4 – Diluição: Preparação de uma solução diluída de NaCl a partir da solução mãe preparada anteriormente. 4.1 – Materiais e reagentes - Reagente Solução mãe - Material Becher 100 mL Balão volumétrico 100 mL Bastão de vidro Pissete Pêra Pipeta Pasteur Pipeta graduada 4.2 – Procedimentos 4.2.1 – Com o auxílio de uma pêra/pipeta graduada, retirou-se uma alíquota 10 mL da solução mãe preparada anteriormente (1mol/L) e transferiu-se para um balão volumétrico de 100 mL. 4.2.2 – Avolumou-se com adição de água, com a pipeta Pasteur, até a marca do menisco, estando o mesmo em posição horizontal e na altura dos olhos. 4.2.3 – Colocou-se a tampa do balão e homogeneizou-se até a completa diluição da solução. 6 Obs: Para a solução C, foi retirado 5 mL da solução B e diluída em 100mL de solvente, usando o mesmo procedimento utilizado na preparação da solução B. 5 – Resultados e discussão A massa de sal a ser pesada foi calculada a partir da fórmula da molaridade, uma vez que, de acordo com o roteiro o objetivo seria preparar 100 mL de uma solução de NaCl 1M. Molaridade = a massa do soluto dividida pela massa molar x volume/L MM = 58,5g; v = 100 ml/0,1L m.MM.v/L → m.58,5g.0,1L → M = 5,85g O objetivo da segunda prática era preparar uma solução de NaCl retirando uma alíquota de 10 mL e avolumando até 100 mL. A concentração da solução diluída pode ser calculada a partir da seguinte fórmula: CiVi = CfVf 1M x 10mL = Cf= 100mL Cf= 0,1 mol/L6 – Conclusão Foi atingido o objetivo de se preparar 3 soluções a partir de um soluto sólido e da diluição através da solução preparada, aplicando os cálculos apresentados nas aulas para definição da concentração do soluto nas duas soluções 7 – Questões do relatório a) Determine a concentração das soluções preparadas a partir da diluição das alíquotas retiradas. Demonstre todos os cálculos empregados. Solução B:C1 = 1M; V1 = 10 mL; Vf = 100mL; Cf = ? 1M.10mL = Cf.100mL → Cf = 10/100→ Cf = 0,1mol/L Solução C:C1 = 0,1M; V1 = 5 mL; Vf = 100mL; Cf = ? 0,1M.5mL = Cf.100mL → Cf = 0,5/100 →Cf = 0,005mol/L b) Calcule a concentração final, caso você preparasse uma nova solução com uma alíquota de 10 mL da solução B. C1 = 0,1M; V1 = 10 mL; Vf = 100mL; Cf=? 0,1M.10mL = Cf.100mL → Cf = 0,1/100 →Cf = 0,01mol/L c) Explique os motivos pelos quais o soluto deve ser primeiro solubilizado em becher e não diretamente no balão de solução. Ao adicionar o soluto diretamente no balão volumétrico, este tende a aderir a parede do pescoço, dificultando a diluição, pois todo soluto tem que ficar abaixo do menisco do balão para que a concentração não seja afetada. d) Observe as colorações de B e C e explique o porquê de apresentarem colorações diferentes entre si e em relação a solução mãe. 7 O corante violeta genciana foi acrescentado à solução mãe. A solução B possuía apenas 10 mL da solução mãe e 90 mL de solvente, no caso, água. Para a solução C foi retirado 5 mL da solução B e foi acrescentado 95 mL de solvente ficando assim esta última solução mais clara do que as outras pois estava mais diluída. 7 – Referências Bibliográficas - USBERCO, João; SALVADOR, Edgard. Química Orgânica – Vol. Único. Ed. 8ª. 800p. São Paulo. Editora Saraiva. 2010; - FELTRE, Ricardo. Fundamentos de Química: Vol. Único. Ed. 4ª. 700p. São Paulo. Moderna, 2005. - http://www.mundoeducacao.com/quimica/diluicao-solucoes.htm 22:29 - 01/09/2015 - http://www.brasilescola.com/quimica/diluicao-solucoes.htm 20:55 - 02/09/2015