Módulo 4

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DILUIÇÃO DAS SOLUÇÕES
A diluição é uma das operações mais comuns no cotidiano. Os sucos de fruta são vendidos concentrados. Para diluí-los acrescentamos água.
Vamos analisar o que ocorre na diluição.
1. Diluir uma solução significa diminuir a sua concentração.
2. A diluição ocorre com acréscimo de solvente à solução.
3. Com isso, a quantidade de soluto (em massa ou quantidade de matéria-mol) não se altera durante o processo.
4. Porém, ao adicionarmos solvente a massa e o volume da solução aumentam.
5. Podemos comparar a quantidade inicial de soluto com a sua quantidade final após a diluição.
Para quantidade em massa de soluto:
Para quantidade de matéria de soluto (mol):
6. O contrário de "diluir" é concentrar. Na prática costuma-se aquecer a solução de modo que ocorra a evaporação do solvente.
EXERCÍCIO MODELO
(Unicamp-SP) Um dos grandes problemas das navegações do século XVI referia-se à limitação de água potável que era possível transportar numa embarcação. Imagine uma situação de emergência em que restaram apenas 300 litros (L) de água potável (considere-a completamente isenta de eletrólitos).
A água do mar não é apropriada para o consumo devido à grande concentração de NaCl (25g/L), porém o soro fisiológico (10g de NaCl/L) é.
Se os navegantes tivessem conhecimento da composição do soro fisiológico, poderiam usar a água potável para diluir água do mar de modo a obter soro e assim teriam um volume maior de líquido para beber.
a) Que volume total de soro seria obtido com a diluição se todos os 300 litros de água potável fossem usados para este fim?
25 . 1 = 10 . V2
V2 = 2,5L
Volume acrescentado = 2,5 - 1,0 = 1,5L
1,5L de água potável para cada litro de água do mar.
x = 
5
,
1
300
 = 200L
Volume de soro = 300 + 200 = 500L
b) Considerando-se a presença de 50 pessoas na embarcação e admitindo-se uma distribuição equitativa do soro, quantos gramas de NaCl teriam sido ingeridos por cada pessoa?
x = 5000g de NaCl
x = 
50
5000
 = 100g de NaCl/pessoa
c) Uma maneira que os navegadores usavam para obter água potável adicional era recolher água de chuva. Considerando-se que a água da chuva é originária, em grande parte, da água do mar, como se explica que ela possa ser usada como água potável?
A água evapora enquanto o sal continua dissolvido no mar.
 MISTURA DE SOLUÇÕES
1. MISTURA DE SOLUÇÕES SEM REAÇÃO QUÍMICA
A. Mistura de Soluções de Mesmo Soluto e Mesmo Solvente
Numa mistura de soluções de mesmo soluto, a quantidade de soluto em massa ou em quantidade de matéria (em mol), na solução final, é igual a soma das quantidades de soluto presentes nas soluções iniciais.
Para a quantidade em massa de soluto:
Para a quantidade de matéria de soluto (mol):
Na verdade, o que está sendo feito é uma média ponderada com as concentrações:
EXERCÍCIO MODELO
(UFS-SE) "Para obter 600 ml de solução 0,20 M de NaOH, podem-se misturar 400 ml de solução X M de NaOH com Y mL de solução 0,40 M da mesma base." Essa afirmação fica correta quando X e Y são substituídos, respectivamente, por:
a) 0,10 e 600. 
b) 0,10 e 400. 
c) 0,10 e 200.
d) 0,20 e 400.
e) 0,20 e 200.
RESOLUÇÃO
Como os valores são aditivos:
V1 + V2 = 600 ml
400 + V2 = 600 ml
V2 = 200ml
Cálculo da concentração:
x . 400 + 0,40 . 200 = 0,20 . 600
x . 400 + 80 = 120
x = 
400
80
120
-
 = 0,1 M
B. Mistura de Soluções de Mesmo Solvente e Solutos Diferentes Sem Reação Química
As concentrações finais dos solutos misturados serão menores que as iniciais; como eles não reagem entre si, cada soluto continuará com sua quantidade em massa ou em mols constante, sofrendo apenas uma diluição do volume inicial da sua própria solução para o volume total da solução final.
EXEMPLO RESOLVIDO
(UFRJ) Misturando-se 100 ml de solução aquosa 0,1 molar de KCl, com 100 ml de solução aquosa 0,1 molar de MgCl2, as concentrações dos íons K+, Mg2+ e Cl- na solução resultante serão, respectivamente:
a) 0,05 M, 0,05 M e 0,1 M
b) 0,04 M, 0,04 M e 0,12 M 
c) 0,05 M, 0,05 M e 0,2 M 
d) 0,1 M, 0,15 M e 0,2 M
e) 0,05M, 0,05M e 0,15M
RESOLUÇÃO
RESOLUÇÃO (continuação)
K+ = 0,05 M
Mg2+ = 0,05 M
Cl- = 0,15 M
C. Misturas de Soluções de Mesmo Solvente e Solutos Diferentes com Reação Química
Do ponto de vista macroscópico podemos saber se ocorreu uma reação química, observando "alguns sinais", tais como:
· mudança de cor;
· liberação de gás;
· formação de um precipitado;
· mudança de temperatura.
Nas misturas de soluções que reagem entre si é necessário encontrar a proporção estequiométrica de cada substância que reage e das que são produzidas, para então calcular a concentração dos produtos na solução final.
EXEMPLO RESOLVIDO
Qual é a massa de cloreto de prata, AgCl(aq), numa solução, obtida pela mistura de 100ml de uma solução aquosa de NaCl, 0,10 mol/l com 400 ml de uma solução aquosa de nitrato de prata, AgNO3(aq), 0,025 mol/L.
RESOLUÇÃO
1. Inicialmente montamos a equação da reação corretamente balanceada e estabelecemos a proporção em quantidade de matéria dos reagentes e produtos:
2. Calculamos agora a quantidade de matéria de cada reagente:
3. Se há reagente em excesso, verificamos se a quantidade de reagentes obedece a proporção indicada pelos coeficientes de reação.
Se 1 mol de NaCl(aq) reage com 1 mol de AgNO3(aq) para formar 1 mol de AgCl(s), pelo mesmo motivo teremos a formação de 0,01 mol de AgCl(s).
RESOLUÇÃO (continuação)
4. Finalmente calculamos a massa do precipitado AgCl(s) formado. Se a massa molar do AgCl e igual a 143,5 g/mol, então:
TITULAÇÃO - TITULOMETRIA
1. CONCEITO
A TITULAÇÃO (ou titulometria) é uma técnica de laboratório de análise quantitativa que determina a concentração de uma solução por intermédio de outra solução de concentração conhecida (solução padrão).
A solução padrão recebe o nome de titulante e a solução a ter sua concentração determinada titulado.
2. TIPOS
Existem vários tipos de titulação, como por exemplo:
· titulação ácido-base (por neutralização);
· titulação de óxido-redução;
· titulação de precipitação.
3. ESQUEMA DE TITULAÇÃO
A titulação usa habitualmente uma bureta e um erlenmeyer.
4. TITULOMETRIA POR NEUTRALIZAÇÃO
A titulometria por neutralização é muito usada no estudo das reações ácido-base dividindo-se em dois tipos:
· ACIDIMETRIA: determinação da concentração de um ácido através de uma base de concentração conhecida;
· ALCALIMETRIA: determinação da concentração de uma base através de um ácido de concentração conhecida.
Numa titulação ácido-base ocorre uma reação total de neutralização: 
ácido + base ( sal + água
Exemplo:
HCl(aq) + NaOH(aq) ( NaCl (aq) + H2O(l)
A reação de neutralização ocorre entre:
H+(aq) + OH-(aq) ( H2O
COMO EFETUAR UMA TITULAÇÃO ÁCIDO-BASE
Como que um químico poderá determinara concentração, em mol/L de uma solução de ácido sulfúrico presente em baterias de carros?
ETAPAS DA TITULAÇÃO
A seqüência de operação ilustra todo o processo:
1. Com auxílio de uma pipeta, retira-se uma alícota de 20 ml de ácido sulfúrico da bateria do carro.
2. Transfere-se os 20 ml de H2SO4 para o erlenmeyer. Adiciona-se algumas gotas de um indicador ácido-base: FENOLFTALEINA
Indicadores ácido-base são substâncias fracamente ácidas ou básicas, que mudam de cor para indicar o fim da reação na qual é atingido o ponto de equivalência.
Os indicadores mais comuns em laboratórios são:
3. Inicia-se o processo de titulação, gotejando a solução de NaOH, que se encontra preenchendo os 50 ml da bureta, sobre a solução de H2SO4 no erlenmeyer até ocorrer a mudança de cor do indicador fenolftaleína de incolor para rosa.
Nesse instante dizemos que foi atingido o ponto de equivalência, onde 
nº de mol de H+ = nº de mol de OH-
indicando o final da reação
4. Cálculo da Concentração - em mol/litro do H2SO4
Com auxílio do cálculo estequiométrico, calcula-se a concentração do H2SO4.
5. Curva de titulação
No ponto de equivalência entre um ácido forte (H2SO4) e uma base forte (NaOH) o pH é igual a 7, e apresentam a curva detitulação abaixo ilustrada.
ATIVIDADES
01. (UERJ) Diluição é uma operação muito empregada no nosso dia-a-dia, quando, por exemplo, preparamos um refresco a partir de um suco concentrado. Considere 100 mL de determinado suco em que a concentração do soluto seja 0,4 mol . L-1. O volume de água, em mL, que deverá ser acrescentado para que a concentração do soluto caia para 0,04 mol . L-1, será de:
a) 1.000 
b) 900 
c) 500
d) 400
02. (UEG-GO) Um aluno resolveu fazer um suco para aplicar seus conhecimentos sobre soluções. Ele tinha em mãos um pacote com preparado sólido, conforme mostra a figura abaixo. Na preparação do suco, o sólido foi totalmente transferido para um recipiente e o volume foi completado para um litro, com água pura.
Com base nas informações do texto, do desenho e em seus conhecimentos sobre química, é CORRETO afirmar:
a) 
A diluição do suco para um volume final de 2,0 L, fará com que a massa do soluto se reduza à metade.
b) 
O suco é um exemplo de uma mistura azeotrópica.
c) 
A concentração de soluto no suco preparado é igual a 10000 mg.L-1.
d) 
Caso o aluno utilize açúcar para adoçar o suco, haverá um aumento da condutividade elétrica da solução.
03. (Fuvest-SP) Misturando-se soluções aquosas de nitrato de prata (AgNO3) e de cromato de potássio (K2CrO4), forma-se um precipitado de cromato de prata (Ag2CrO4), de cor vermelho-tijolo, em uma reação completa. A solução sobrenadante pode se apresentar incolor ou amarela, dependendo de o excesso ser do primeiro ou do segundo reagente. Na mistura de 20 mL de solução 0,1 mol/L de AgNO3 com 10 mL de solução 0,2 mol/L de K2CrO4, a quantidade em mol do sólido que se forma e a cor da solução sobrenadante, ao final da reação, são respectivamente:
a) 
1 . 10-3 e amarela 
b) 
1 . 10-3 e incolor 
c) 
1 e amarela
d) 
2 . 10-3 e amarela
e) 
2 . 10-3 e incolor
04. (UEM-PR) Considere uma solução, que chamamos de "solução original", preparada pela dissolução completa de 0,78 x 10-2 g de CaF2 em 1 litro de água pura a 25°C e assinale o que for correto.
01) 
Ao se retirar uma alíquota de 10 ml dessa solução, transferir para um recipiente e adicionar água suficiente para completar 100 ml, a concentração dessa nova solução será 1,0 x 10-6 mol. l -1.
02) 
Se o volume da solução original for reduzido a 800 ml por evaporação da água, chega-se a uma solução de concentração 1,25 x 10-4 g. l -1.
04) 
A massa do soluto, em gramas, contida em um quinto do volume da solução original é 0,156 g.
08) 
Ao se adicionar à solução original 1,56 x 10-2 g de CaF2 e água até completar 3 litros, após a dissolução completa do sal, teremos uma solução de concentração igual à concentração da solução original.
16) 
Se retirarmos 100 ml da solução original e diluirmos para 1000 ml de modo a preparar uma solução denominada "solução 2" e, a seguir, retirarmos 100 ml da solução 2 e diluirmos para 1000 ml de modo a preparar uma solução denominada "solução 3" e assim consecutivamente até chegarmos a uma solução denominada "solução 13", a concentração da "solução 13" será 1,0 x 10-9 mol. l-1.
05. (UFSC) Uma aplicação prática importante decorrente da mistura de soluções, que reagem quimicamente entre si, é a utilização da técnica de titulação. Essa técnica é empregada em laboratórios de pesquisa e de indústrias para determinar a concentração de soluções, por meio da reação química entre volumes conhecidos de uma solução problema com uma solução de concentração conhecida.
A figura abaixo mostra a variação do pH durante a titulação de uma solução de HCl 0,10 mol.L-1 com uma solução de NaOH 0,10 mol.L-1, sendo utilizado um indicador ácido-base para sinalizar o ponto de equivalência da titulação.
De acordo com as informações acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01) 
O pH da solução no ponto de equivalência é 7,0.
02) 
O pH da solução de HCl, antes do início da titulação, é igual a 2,0.
04) 
À medida que a base é adicionada à solução de ácido, a concentração de íons H+ aumenta. 
08) 
O pH aumenta muito rapidamente próximo do ponto de equivalência. 
16) 
A figura indica que foram titulados 50 ml de HCl 0,10 mol.L-1.
32) 
Após o ponto de equivalência, a solução resultante adquire caráter básico.
64) 
No ponto de equivalência há quantidades diferentes de mol de HCl e de NaOH.
RESPOSTA: E
RESPOSTA: C
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