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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DIRETORIA DE GRADUAÇÃO CURSO DE LICENCIATURA EM QUÍMICA DISCIPLINA DE QUÍMICA EXPERIMENTAL EDUARDA AGUITA SEVERO PREPARAÇÃO DE SOLUÇÕES RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA MEDIANEIRA 2016 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................. 3 1.1 OBJETIVO .................................................................................................... 3 2 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................... 4 2.1 MATERIAIS ................................................................................................... 4 2.2 MÉTODO ...................................................................................................... 4 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ....................................................................... 6 4 CONCLUSÃO .................................................................................................. 9 REFERÊNCIAS ................................................................................................ 10 3 1 INTRODUÇÃO Nesse experimento, aprendeu-se sobre a preparação de soluções e sobre alguns conceitos de cálculo estequiométrico. Como por exemplo, o cálculo de massa molar, massa em gramas, volume ou percentual da substância a partir da concentração de uma solução. Foram preparadas duas soluções; uma ácida, na qual foram preparados 100 mililitros de uma solução com concentração 0,05 mol/l de ácido clorídrico (HCl); e uma base, com concentração 0,05 mol/l de hidróxido de sódio (NaOH) numa solução de 100 mililitros. Estão acometidos também neste experimento conceitos de pesagem, processo de medida de volume e conhecimentos sobre as substâncias, neste caso a base (NaOH) e o ácido (HCl). Após o processo de preparação das soluções, ambas as soluções foram armazenadas em recipientes próprios para posterior padronização. 1.1 OBJETIVO Este experimento teve como objetivo ensinar a preparação de uma solução através da concentração pretendida. 4 2 MATERIAIS E MÉTODOS 2.1 MATERIAIS Béquer. Pipeta graduada. Pipetador ou pêra. Hidróxido de sódio. Ácido clorídrico. Bastão de vidro. Balão volumétrico. Água destilada. Funil. Frasco de armazenamento de polietileno para a base. Frasco de armazenamento de vidro para o ácido. Rótulos para os frascos. 2.2 MÉTODO Primeira solução: Preparo de 100,0 mililitros de solução com concentração 0,05 mol/L de Hidróxido de sódio (NaOH) Calculou-se a massa de reagente necessária para preparar a solução, a partir das informações disponíveis no rótulo do frasco de hidróxido de sódio. Pesou-se a quantidade necessária de reagente em um béquer de 100,0 mililitros. Adicionou-se ao béquer cerca de 50 mililitros de água destilada e com o auxílio de um bastão de vidro solubilizou-se o soluto. Esperou-se o estabelecimento do equilíbrio térmico com o ambiente. Transferiu-se a solução, com o auxílio de um funil e um bastão de vidro, para um balão volumétrico de 100,0 mililitros. Lavou-se repetidas vezes, com água destilada, o béquer, o funil e o bastão de vidro, vertendo as águas de lavagem para o balão volumétrico. 5 Adicionou-se água destilada ao balão volumétrico até que o menisco inferior do líquido tangencia-se a marca de aferição do mesmo. Tampou-se o balão e inverteu-se o mesmo, de modo a homogeneizar a solução. Transferiu-se a solução do balão para um frasco estoque de polietileno limpo e seco. Rotulou-se o frasco. Segunda solução: Preparação de 100,0 mililitros de solução com concentração de 0,05 mol/L de Ácido clorídrico (HCl) Calculou-se o volume de solução de ácido clorídrico concentrado necessário para preparação da solução a partir das informações disponíveis no rótulo do frasco do ácido concentrado. Adicionou-se cerca de 50 mililitros de água destilada em um béquer de 100,0 mililitros. Mediu-se o volume necessário de ácido concentrado, na capela, utilizando uma pipeta graduada de 5,00 mililitros e um Pipetador ou uma pêra. Transferiu-se lentamente o ácido para o béquer, agitando a solução com o auxílio de um bastão de vidro. Esperou-se o estabelecimento do equilíbrio térmico com o ambiente. Transferiu-se a solução, com o auxílio de um funil e de um bastão de vidro, para um balão volumétrico de 100,0 mililitros. Lavou-se repetidas vezes, com água-destilada, o béquer, o funil e o bastão de vidro, vertendo as águas de lavagem para o balão volumétrico. Adicionou-se água destilada ao balão volumétrico até que o menisco inferior do líquido tangencia-se a marca de aferição do mesmo. Tampou-se o balão e inverteu-se o mesmo de modo a homogeneizar a solução. Transferiu-se a solução do balão para um frasco de vidro limpo e seco. Rotulou-se o frasco. 6 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Para a realização do experimento a seguir, precisamos ter como base os seguintes conceitos: Solução é uma mistura homogênea de uma ou mais substâncias. A substância presente em maior quantidade é denominada solvente, e as outras substâncias na solução são conhecidas como soluto e dizemos que estão dissolvidos no solvente. Concentração é o termo usado para designar a quantidade de soluto dissolvida em uma determinada quantidade de solvente. Pode ser calculado usando as fórmulas de: concentração comum, densidade da solução, concentração molar ou molaridade. Após essa conceituação, primeiramente neste experimento calculamos a quantidade de massa em gramas de hidróxido de sódio (NaOH), necessários para preparação de uma solução de 100 mililitros com concentração de 0,05mol/l. Sabendo que 1mol de NaOH equivale a 40 gramas do mesmo, temos a regra de três: 1mol NaOH___________40g 0,05mol/l NaOH________ X X= (0,05mol NaOH x 40g) /1mol NaOH X= 2 g/l NaOH Precisa-se saber a quantidade em gramas para preparação de uma solução de 100 mililitros, então temos que: 2g NaOH____________1000ml X__________________100ml X= (100ml x 2g) /1000ml X= 0,2 g Após estes cálculos, foi possível saber a quantidade necessária em gramas de hidróxido de sódio para que a solução de 100ml de NaOH tivesse uma concentração de 0,05mol/l. Sabendo disso, foram pesados 0,2 gramas de NaOH em um béquer, estes foram dissolvidos com o auxílio de água destilada e de um bastão de vidro, ao dissolver o hidróxido de sódio percebeu-se que houve a liberação de calor (reação exotérmica), pois o béquer ficou mais quente do que a temperatura anterior, depois de um tempo quando o béquer retornou a temperatura ambiente, a solução foi transferida para um balão volumétrico com capacidade para 100 ml e este foi completado até atingir o menisco. 7 Depois de transferida a solução para o balão volumétrico, este foi tampado, virado e desvirado, para que a solução se homogeneíza-se. Após a solução foi transferida para um frasco de armazenamento de polietileno, que foi rotulado. Na segunda parte do experimento, houve a preparação de uma solução de 100ml com uma concentração de 0,05mol/l de ácido clorídrico (HCl). Sabendo que 1mol de HCl equivale a 36,5 gramas do mesmo, temos: 1mol HCl_______________36,5g 0,05mol/l HCl____________X X= (0,05mol/l HCl x 36,5g) / 1mol HCl X= 1,825g/l HCl O volume pretendido é de 100ml, então temos que:1,825g HCl_________1000ml X_________________100ml X= (100ml x 1,825g HCl) /1000ml X= 0,1825g Tendo em vista que o HCl tem a pureza de 37%, temos: 0,1825g HCl__________37% X___________________100% X= (100% x 0,1825g HCl) / 37% X= 0,4932g HCl Pelo fato de o ácido clorídrico ser liquido, necessita-se calcular o volume necessário para que a preparação da solução fique mais fácil. Sabendo que a densidade do HCl é de 1,19g/cm³, e que 1cm³ equivale a 1 ml, calculou-se: D= m/v Em que: D- densidade m- massa v- volume Temos: v=m/D v= 0,4932g / 1,19g ml v= 0,4144 ml HCl Após estes cálculos, vê-se que foram necessários aproximadamente 0,4 ml de HCl que foram pipetados e colocados em um béquer com cerca de 50ml de água 8 destilada, com o auxílio de um bastão de vidro este foi solubilizado e posteriormente transferido para um balão volumétrico com capacidade para 100ml de solução, este foi completado com água destilada até o menisco, tampado, virado e desvirado para que ocorre-se a homogeneização da solução. Depois deste processo a solução foi transferida para um frasco de armazenamento de vidro, devidamente rotulado. Para que este experimento fosse realizado foram necessários conhecimentos prévios de cálculo estequiométrico, de fórmulas para estabelecer relações entre soluto, solvente e a solução. 9 4 CONCLUSÃO Com este experimento, além de retomar alguns conceitos do cálculo estequiométrico que é tão importante para a química, assim como os órgãos são para o ser humano, aprendemos sobre a preparação de soluções. A preparação de soluções é algo importante para um químico, saber classifica- las de acordo com a quantidade de soluto contida na solução e estado físico, auxilia em muitos procedimentos realizados em laboratório. Os erros experimentais podem sempre ocorrer, devido a isso a possível padronização (titulação) da solução pode ser diferente da teoricamente calculada. Para a diminuição da probabilidade de erro devem ser necessários cuidados com as aferições na balança, medidas da pipeta, cuidados com as vidrarias e com a solução de modo geral para que não se perca ou ganhe massa, mesmo que oriunda de outro processo para que a solução tenha uma concentração, se não igual, muito próxima da teoricamente calculada. Além dos cuidados com o experimento, é muito importante também o cuidado do indivíduo com o manuseio dos ácidos e bases fortes que podem causar danos físicos, por isso, o uso de EPIs (Equipamentos de Proteção Individual) como o avental, luvas e calçados fechados são fundamentais, além dos EPCs (Equipamentos de Proteção Coletiva), que devem ser usados sempre quando necessários. 10 REFERÊNCIAS Preparo de soluções. Disponivel em: http://quimicaleandropeter.blogspot.com.br/2012/05/preparo-de-solucoes.html Acesso em: 15/11/2016, 21:23hs. PETER, Leandro. Preparo de soluções. Disponível em: http://quimicaleandropeter.blogspot.com.br/2012/05/preparo-de-solucoes.html Acesso em: 15/11/2016, 20:08hs. Preparação de uma solução in Artigos de apoio Infopédia [em linha]. Porto Editora, 2003-2016. Disponível na Internet: https://www.infopedia.pt/$preparacao-de-uma- solucao Acesso em 15/11/2016, 17:23hs. BROWN, Theodore L; LEMAY, H. Eugene Jr.; BURSTEN, Bruce E.; BURDGE, Julia R. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo, SP: Pearson Prentice Hall, 2005. (Páginas: 102-132)
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