Preparação e Diluição de Soluções - Relatório 2

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
DEPARTAMENTO DE FARMÁCIA
DISCENTES: Erisson Leite Lemos		MATRÍCULA: 172130182
COMPONENTE CURRICULAR: QUÍMICA ANALÍTICA EXPERIMENTAL
TURMA: QUARTA-FEIRA, 14 HORAS
 RELATÓRIO DO EXPERIMENTO Nº02
PREPARAÇÃO E DILUIÇAO DE SOLUÇÕES 
CAMPINA GRANDE – PB
 Setembro de 2019
1. INTRODUÇÃO 
	Soluções podem ser consideradas misturas homogêneas, formadas por duas ou mais substancias, na qual terá a substancia que fará papel de soluto, ou seja, aquela que vai se dissolver e normalmente sempre está presente em menor concentração e a outra substancia que será o solvente, que nesse caso estará em maior concentração na solução e será responsável por dissolver o soluto. No caso das soluções aquosas, o solvente em questão sempre será a água, por exemplo uma solução de NaCl (bastante conhecido como sal de cozinha) com água, o soluto será o próprio sal enquanto que a água é o solvente.
	Uma solução que contenha a máxima quantidade de um soluto em um dado solvente, a uma dada temperatura, é chamada de solução saturada. Uma solução insaturada é a que contém menos soluto do que é capaz de dissolver. Um terceiro tipo, uma solução supersaturada, é a que contém uma quantidade maior de soluto do que a existente em uma solução saturada. As soluções supersaturas não são muito estáveis. (CHANG, 2013).
	Assim, o tipo de concentração está ligado diretamente a quantidade de soluto que é adicionado à solução e também à capacidade do solvente de dissolver estas substancias que foram acrescentadas, em outras palavras, significa dizer que se a capacidade de dissolução do solvente for pequena, deve-se ter cuidado na quantidade de soluto que deve ser adicionada, para que não vire uma solução supersaturada e forme corpo de fundo, que é justamente a parte da substancia que não se dissolveu e ficou precipitada no fundo da solução. Isto no caso de soluções que envolve solutos sólidos, se por acaso, o soluto também for liquido acontecerá o processo de diluição. 
	Então, sabe-se que diluição de soluções ocorre quando acrescentamos solvente, geralmente a água, a alguma solução com concentração já conhecida, com isso o volume da solução aumenta, porém a concentração da solução diminui, mas vale salientar que a massa do soluto permanece inalterada. Portanto, chama-se de fator de diluição o número total de volumes em que a sua solução será dissolvida.
	Dessa forma, as soluções de diluição são um processo necessário e bastante utilizado em laboratórios, pois as soluções de estoque são frequentemente compradas e armazenadas em formas muito concentradas. Para que as soluções possam ser usadas em experimentos, por exemplo para preparo de soluções ou titulação, estas precisam ser diluídas, obtendo assim uma nova concentração, mas desta vez menor. 
	Além disso, existe a diluição seriada que se trata de uma técnica, na qual se realizam várias diluições sucessivas, que no caso se iniciam com uma solução mais concentrada chegando a soluções menos concentradas, amplificando o fator de diluição rapidamente. Portanto, a diluição é calculada principalmente por esta fórmula: 
C1= concentração antes da diluição (solução estoque)
V1= volume antes da diluição 
C2= concentração depois da diluição (solução com nova concentração)
V2= volume depois da diluição 
2. OBJETIVO
	O objetivo dessa prática experimental foi desenvolver a capacidade de preparação e diluição de soluções, por meio da realização de cálculos necessários, usando informações contidas nos frascos dos reagentes, como: Título (T), densidade (d) e massa molar (MM). 
3. FUNDAMENTACAO TEÓRICA
	Uma prática comum em química para economizar espaço é armazenar uma solução na forma concentrada chamada de solução estoque e, então, quando necessário, diluí-la, isto é, reduzir a concentração até a desejada. Os químicos usam soluções e técnicas como a diluição sempre que precisam ter um controle muito preciso sobre as quantidades das substancias que estão manuseando, mesmo quando elas são muito pequenas. (ATKINS E JONES, 2012).
	As diluições são processos bastante utilizados nos ambientes de laboratórios químicos e também na indústria, pois ajudam a preparar soluções com concentrações muito pequenas a partir de altas concentrações encontradas nas soluções estoque, entretanto a diluição também é comumente encontrada na rotina nas pessoas, partindo de uma solução simples de sal e água, na qual quando se adiciona água a esta solução, também chamada de mistura homogênea, pelo fato de apresentarem uma única fase visual, ocorre uma redução na concentração da solução, sem modificar a quantidade de soluto presente na solução. 
	Outros exemplos muito comuns de produtos que podem apresentar processo de diluição são os sucos concentrados adquiridos em supermercados, que necessitam receber uma determinada quantidade de solvente no seu preparo, na maior parte dos casos esse solvente é a água. Nesse caso, trata-se das chamadas soluções concentradas. Elas apresentam grande quantidade de soluto em pouco solvente e, ao receberem uma quantidade extra de água, que vai agir como o solvente da solução, têm seu volume final aumentado. Portanto, conclui-se que ao adicionar solvente a uma determinada solução, estamos realizando uma diluição. Assim, durante esse procedimento de diluição, a quantidade de solvente é aumentada e a quantidade de soluto permanece a mesma, o que leva a uma diminuição da concentração da solução.
	Ao utilizarmos o termo dissolver, estamos nos referindo ao processo de produzir uma solução. O componente da solução em maior quantidade é chamado de solvente e as substancias dissolvidas são chamadas de solutos. Normalmente, o solvente determina o estado físico da solução, podendo estar no meio sólido, líquido ou gás (ATKINS E JONES, 2012).
	A partir dessa sentença, sabe-se que o solvente é de grande importância para a solução, pois será ele que definira como a solução irá se comportar, em relação ao seu estado físico, na maior parte das situações as soluções vão se apresentar na forma líquida, visto que o solvente mais utilizado no dia a dia para realizar o processo de diluição é a água. Além disso, quanto maior o número de diluições realizadas, menor será a concentração da solução, este fenômeno é bastante conhecido como diluições seriadas. 
	Estas chamadas diluições em série são usadas principalmente para criar com precisão soluções extremamente diluídas, bem como soluções para experimentos que exigem uma curva de concentração com uma escala exponencial ou logarítmica, este último caso é bastante utilizado em situações dentro dos laboratórios de química. 
	Essa técnica mostra-se bastante útil quando há escassez do volume do concentrado ou do diluente, havendo assim a necessidade de reduzir seu uso, ou então quando há necessidade de realizar diversas diluições sucessivas, por exemplo, na determinação de um título ou na contagem de microrganismos.
	No âmbito da área farmacêutica, o processo de diluição tem como objetivo primordial alterar a concentração de um medicamento já em estado líquido seja esse uma solução, uma suspensão ou um pó reconstituído. Os diluentes usados geralmente são: água estéril, cloreto de sódio 0,9% e glicose 5%.
4. MATERIAIS UTILIZADOS
	(7) Balão volumétrico;
	(3) Becker;
	(2) Funil de vidro;
	(3) Pipeta graduada em 10mL;
	(1) Pipeta graduada em 1Ml;
	(3) Bastão de vidro.
4.1	SUBSTÂNCIAS UTILIZADAS
	Cloreto férrico PA – FeCl3
	Ácido clorídrico PA – HCl
	Carbonato de sódio – Na2CO3
	Acetato de sódio – CH3COONa
5. METOLOGIA EXPERIMENTAL 
	O experimento consiste em preparar quatro tipos de soluções com concentrações já determinadas. Para o preparo da primeira solução, deve-se pesar 2,7002g de cloreto férrico PA (FeCl3) utilizando vidro de relógio, espátula e uma balança analítica, logo após a pesagem essa quantidade de soluto necessita ser diluída em um becker com auxílio de um bastão de vidro e com um determinado volumede água, inferior a 100mL, feito isso, essa solução deve ser transferida para um balão volumétrico de 100mL e adicionado água até que seja possível realizar a aferição, em seguida, etiquetar. Para a segunda solução, com a utilização da capela laboratorial e de uma pipeta volumétrica, deve-se transferir 9,9369mL de uma solução ácido clorídrico PA (HCl), diretamente para um balão volumétrico de 100mL, nesse balão deve já conter um pequeno volume de água, essa transferência deve ser feita de forma lenta, pois, se trata de uma reação exotérmica com liberação de calor. Feito isso, completar com água para realizar a aferição. Em seguida, diluir essa solução preparada, utilizando uma pipeta volumétrica, retirar 20,83mL e transferir para outro balão volumétrico de 100mL, adicionar água até que seja possível realizar a devida aferição dessa nova solução, feito isso, etiquetar. Para preparar a terceira solução será necessário, novamente, usar o vidro de relógio, espátula e a balança analítica, pesar 2,6497g de carbonato de sódio PA (Na2CO3); diluir esse soluto, com auxílio de um bastão de vidro, em um becker, e logo em seguida transferir essa solução para um balão volumétrico de 100mL, completar com água para realizar sua aferição, e em seguida, etiquetar. Na quarta solução, realizar a pesagem de 0,1g de acetato de sódio PA (CH3COONa) com a utilização da balança analítica. Realizar uma pequena diluição desse soluto, utilizando um bastão de vidro, em um becker com um pequeno volume de água, transferir essa solução para um balão volumétrico de 100mL e completar com água para efetuar a aferição. Feito isso, realizar a primeira diluição dessa solução preparada, transferir 20mL, utilizando pipeta graduada, para outro balão, completar com água e efetuar a aferição. Por fim, fazer a segunda diluição, com uma pipeta graduada, transferir 50mL dessa nova solução preparada para outro balão volumétrico de 100mL, adicionar água até que seja possível realizar a devida aferição, em seguida, etiquetar todas as soluções prepadadas.
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
	Na realização da prática experimental, foi realizado o preparo de quatro tipos de soluções diferentes, usando reagentes específicos, dentro da prática foram realizados alguns métodos de dissolução e também de diluição, a fim de preparar soluções com diferentes concentrações, além disto, estas foram preparadas em diversos tipos de concentração, como: molaridade (M), normalidade (N) e até mesmo partes por milhão (ppm). Antes de iniciar o experimento, foram realizados cálculos para descobrir quais as massas que deveriam ser pesadas no preparo da solução 1 e 3 e também para saber quantos ml deveriam ser medidos para a realização das outras soluções 2 e 4. 
Solução 1: 
	Para o preparo da solução de número 1, que se tratava da solução de cloreto férrico (FeCl3), devia-se pesar uma massa de 2,7002 gramas da substancia para alcançar uma concentração molar de 0,1 mol.L-1, que foi descoberto por meio da realização de cálculos para saber qual a massa exata que deveria ser pesada para uma solução de 100mL, utilizando-se de dados fornecidos no frasco do reagente pelo fabricante, como a Massa molar, que no caso de cloreto férrico era 270,02 g/mol. 
 2,7002 g
	Porém alguns fatores interferiram durante a pesagem, como exemplo: a falta de precisão ao se realizar uma pesagem em uma balança analítica, dessa forma não foi possível pesar exatamente tal massa, de forma que foi conseguido pesar apenas a quantidade de 2,8006 gramas para então, dissolver essa substancia em água para depois transferi-la para o balão volumétrico de 100mL, porém como a quantidade de massa pesada foi diferente, houve a necessidade de calcular a nova concentração dessa solução 1. 
 0, 1037 mol. L-1
 Solução 2:
	A segunda solução foi preparada usando um ácido forte, bastante conhecido o ácido clorídrico (HCl), na qual se desejava uma concentração de 1,2 mol.L-1 , para adquirir uma solução com volume de 100mL, para isso foi necessário descobrir qual a quantidade de ácido seria medida, para alcançar tal concentração, então foram feitos cálculos para saber este valor, entretanto primeiro foi preciso calcular qual a verdadeira concentração molar existente no frasco do reagente, visto que a substancia pode apresentar impurezas que diminuem este valor , sendo assim foi necessário calcular qual era a verdadeira concentração do HCl , caso este fosse encontrado puro no frasco, através de dados como densidade : 1,19 Kg/L; título: 37% e massa molar da substancia :36,46 g/mol fornecidos pelo fabricante. 
Densidade: 1,19 Kg/L x 1000 = 1190 g/L 
Título: 37% = 0, 37
 12, 0762 mol.L-1
M1 x V1 = M2 x V2 12,0762 mol.L-1 x V1 = 1,2 mol. L-1 x 100mL V1= 9,93mL
	Na etapa seguinte, foi realizada uma diluição a partir da solução preparada anteriormente, de modo a obter uma nova solução também de 100mL, porém com a concentração de 0,25 mol.L-1, para isso foi feito o cálculo utilizando a equação da diluição, afim de descobrir qual a quantidade de HCl que deveria ser medida da primeira solução para conseguir preparar a segunda. 
M1 x V1= M2 xV2 1,2 mol.L-1 x V1 = 0,25 mol.L-1 x 100mL V1 = 20,83mL
	Contudo, alguns pontos interferiram durante a medição de tais valores, justificado pela ausência de uma pipeta automática capaz de medir exatamente o volume determinado, com isso a medição foi realizada com pipeta graduada de 10mL, sendo inviável a aferição de exatamente 9,93mL, só foi possível assim medir 10mL da substancia, a partir disso foi calculada nova concentração dessa solução.
	E por fim, no momento de realizar a diluição, só foi possível aferir 20,80mL, ao invés do determinado que era 20,83mL, isto se deve ao fato da ausência de materiais específicos para a medição exata de substancias liquidas. 
Solução 3:
	A solução 3, se tratava da preparação de uma solução de 100mL de carbonato de cálcio (Na2CO3) à 0,5 Eq/L, para realizar este preparo foi necessário calcular qual seria a massa a ser pesada na balança analítica, afim de obter tal concentração em normalidade, foram utilizados dados fornecidos no frasco do reagente pelo fabricante, como a massa molar :105,99 g/mol. Os cálculos realizados foram os seguintes: 
 52,995 g/eq.
 
	Após a realização destes cálculos, foi achada uma massa de 2,65 gramas aproximadamente, mas como o reagente não é 100% puro, por conta da presença de impurezas, foi levado em consideração seu Título de 99,5% para descobrir a verdadeira massa da substancia, que no final deu um valor de 2,6630 gramas, notando-se apenas uma pequena diferença entre essas duas massas. 
 2,65-------- 99,5% X = 2,663 g
 X --------- 100% 
	Mas, durante a realização do experimento só foi conseguido pesar a massa de 2,6904 gramas na balança analítica, isto se deve a falta de precisão ao se manusear este tipo de equipamento, então visto que a massa pesada foi diferente da massa calculada teoricamente, foi necessário a nova concentração dessa solução e depois comparar esse resultado com a concentração teórica apresentada na metodologia.
 52,995 g/eq. 
 
Solução 4: 
	E por fim, foi preparada a última solução de 100 mL com a substância de acetato de sódio (Na2CH3COO) a 1000 ppm, então foram feitos diversos cálculos para descobrir qual seria a quantidade de acetato de sódio a ser pesado na balança analítica, afim de alcançar essa concentração desejada. Posteriormente, achou-se o valor da massa teórica que foi 0,1 gramas. Porém devido a falta de habilidade e de precisão ao se utilizar a balança analítica só foi possível pesar o valor 0, 1060 gramas da substância.
 
 1 g ----------1 L X = 0,1 g (acetato de sódio)
 X ---------- 0,1 L
	Em seguida, foi realizada a primeira diluição para formar uma solução de 100mL,entretanto com uma concentração menor que a primeira, a 200ppm, por meio do cálculo usando a equação da diluição, foi alcançado um valor de 20mL. Assim, foi possível medir exatamente esses 20mL a partir da solução anterior com o auxílio de uma pipeta de 10mL, repetindo essa pipetagem 2 vezes e posteriormente transferindo essa substância pipetada para o balão volumétrico e depois preenchendo-o com água até o menisco. 
	Diluição 1: 100 ml de 200 ppm
M1x V1 = M2 x V2 1000 ppm x V1 = 200 ppm x 0,1 L V1 = 20mL
	E por último, foi realizada uma segunda diluição para alcançar uma solução de 100mL de concentração à 0,006 mol.L-, então pode-se perceber que é uma concentração bem menor quando comparada às anteriores. E para isso foi necessário calcular qual seria a molaridade dessa substância, levando em consideração a massa molar do reagente que era 82,03 g/mol e foi encontrada no rótulo do frasco do reagente. Então, o valor achado da concentração molar por meio realização dos cálculos foi de 0,012 mol.L-1.
 M = 0,012
	E por fim, foi feito o cálculo da segunda diluição e foi encontrado o valor de 50mL que deveria ser pipetado da segunda solução já diluída para preparar a terceira, assim durante a realização do experimento foi possível pipetar exatamente estes 50mL com o auxílio de uma pipeta de 10mL e o procedimento foi repetido 5 vezes e a substância transferida para o balão volumétrico e então completada com água até o menisco.
	Diluição 2: 100 ml à 0,006 
M1x V1 = M2 x V2 0,012 M x V1 = 0,006 M x 0,1 L V1 = 50mL
7. CONCLUSÃO 
	Com o experimento foi possível realizar a preparação de determinadas soluções com concentrações já definidas, e, a partir dessas soluções, realizar diluições, que, como dito, é um procedimento imprescindível para vários métodos laboratoriais, como por exemplo, a titulação, esse que faz parte do ramo da Química Analítica Quantitativa. No âmbito farmacêutico, a diluição também apresenta grande importância, com o objetivo principal de diminuir a concentração do princípio ativo de um medicamento.
 
 
REFERENCIAS 
ATKINS, P.; Jones, L. Princípios de Química - Questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3 ed. Porto Alegre: Bookman. 2006. 965p.
CHANG, R. Química Geral. 4 ed. São Paulo: McGraw-Hill. 2006. 778p.
< https://brasilescola.uol.com.br/quimica/solucoes.htm> ACESSO EM: 14/09/2019
< https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-diluicao.htm> ACESSO EM: 14/09/2019
ANEXOS 
	Reagentes
	Volume (total)
	Concentração
(Teórica)
	Massa Molar
	Massa (teórica)
	Concentração 
(Teórica)
	FeCl3
	100mL =
0,1 L
	0,1 mol.L-1
	270,02 g/mol
	2, 7002 g
	0, 1037 mol.L-1
	HCl
	100mL = 0,1 L
	1, 2mol.L-1
	36,46 g/mol
	9,93mL (1,2 M) / 20,83mL (0,25 M)
	
	Na2CO3
	100mL = 0,1 L
	0,5 eq. L-1
	105,99 g/mol
	2, 6630 g
	0,5076 eq. L-1
	NaCH3COO
	100mL = 0,1 L
	1000 ppm
	82,09 g/mol 
	0,1 g (1000 ppm) / 20mL (200 ppm) / 50mL (0,006 M)
	
Tabela 1: Representação dos dados teóricos e dos cálculos de cada solução.
Figura 1: Representação das soluções preparadas nas suas especificas concentrações. Fonte: Própria