Prática III - Preparo de soluções

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Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro – UNIRIO
Centro de Ciências Biológicas e da Saúde – CCBS
Instituto Biomédico – IB
Disciplina: Química Experimental
Professora: Roberta Lourenço Ziolli
Aluno: Sofia Costa da Silva
Curso: Biomedicina Nº da prática: 3
Prática realizada no dia: 20 de julho de 2021
Preparo de soluções
Rio de Janeiro, 2021_1
1 - INTRODUÇÃO
A mistura de duas ou mais soluções, de modo a formar um sistema unifásico, é
denominada solução — mistura homogênea, a substância presente em maior quantidade é
denominada solvente e as demais substâncias, solutos. A concentração de uma solução,
nesse sentido, permite a indicação da quantidade de soluto dissolvido em um volume
particular de solução; frequentemente, é necessário saber as quantidades relativas de soluto
e solvente, entendendo-se, portanto, como concentração de uma solução a quantidade de
soluto contida em uma quantidade especificada do solvente na solução. Ademais, em geral,
o comportamento da solução depende da natureza do soluto e de sua concentração. As
soluções preparadas rotineiramente em laboratório são compradas e preparadas a partir da
forma concentrada ou de um sal — assim, concentrações mais baixas podem ser obtidas
pela adição de água, processo chamado de diluição.
Nesse cenário, a concentração de uma solução pode ser expressa por meio de
numerosas unidades. A química, todavia, expressa a quantidade de matéria — o número de
mol — de uma substância em determinado volume de solução utilizando a unidade mol.L-1,
denominada molaridade. Outra forma de se expressar a concentração, além disso, é a
composição percentual (título). Método usual de expressão da concentração, relaciona a
massa (m) ou o volume (V) do soluto com a massa, ou o volume do solvente ou da solução.
A relação m/m, dessa forma, corresponde à base percentual mais utilizada na expressão de
concentração de soluções aquosas concentradas em ácidos inorgânicos, como, por
exemplo, o ácido clorídrico.
As soluções, ademais, apresentam numerosas características que, no cotidiano
laboratorial e industrial, requerem atenção especial. As soluções preparadas devem ser
armazenadas em frascos apropriados conforme o tipo de solução como, por exemplo, se a
solução é sensível à ação da luz, deve-se armazenar em frasco âmbar. Não obstante,
substâncias higroscópicas também necessitam de cuidados durante sua utilização; capazes
de absorver a água do ambiente circundante, seu manuseio deve ser ligeiro, de modo a não
prejudicar as propriedades físicas da substância — o açúcar e o sal de cozinha, por
exemplo, são substâncias higroscópicas amplamente utilizadas no cotidiano.
As soluções podem apresentar caráter ácido, neutro ou básico — um método simples
para a comprovação destas propriedades químicas é a utilização de indicadores de pH.
Numerosos indicadores ácido-base podem ser utilizados nesse sentido, como, por exemplo,
o papel de tornassol, papel indicador universal, e a solução de fenolftaleína: o papel de
tornassol azul fica vermelho em meio ácido, enquanto que o papel de tornassol vermelho fica
azul em meio básico; já a solução de fenolftaleína permanece incolor em meio ácido e rosa
quando adicionada à uma solução básica.
Além disso, Svante Arrhenius (1859-1927) percebeu em sua teoria de dissociação
eletrolítica (1887) que a lei da ação das massas poderia ser aplicada às reações iônicas. O
químico sueco supôs que algumas das moléculas de um eletrólito eram dissociadas em seus
íons que, por serem partículas carregadas, eram passíveis de movimento independente sob
ação de um campo elétrico. Assim, calculou a pressão osmótica pela lei de Van't Hoff,
elucidando o fator i. Determinou, ademais, a constante de dissociação dos ácidos e das
bases, relacionando a magnitude dessa dissociação com a força do ácido ou da base.
Portanto, segundo Arrhenius, ácidos são substâncias que produzem, em solução aquosa,
íons hidrogênio; analogamente, bases produzem íons hidroxila em solução. (GAMA;
AFONSO, 2007)
O cotidiano contemporâneo contempla inúmeros produtos comercializados em
supermercados e farmácias — numerosas e variadas soluções imprescindíveis ao bem-estar
do dia-a-dia. Nesse sentido, diversos são os exemplos possíveis para ilustrar-se sua
aplicabilidade. O vinagre, amplamente utilizado como condimento, proporciona sabor e
aroma aos alimentos; uma solução aquosa que apresenta 4% m/m de ácido acético. Os
alvejantes também são uma solução aquosa, dessa vez contendo hipoclorito de sódio
(NaClO) e outras numerosas substâncias; concentrações variadas determinam sua correta
utilização, sendo encontrados, muitas vezes, com o nome comercial de água sanitária
quando apresentam entre 2,0 e 2,5 % de m/m de cloro ativo.
2 - OBJETIVO
O experimento busca preparar 100 ml de uma solução 0,5 mol.L-1 de ácido clorídrico
(HCl) e 100 ml de uma solução 0,5 mol.L-1 de hidróxido de sódio (NaOH).
3 - MATERIAIS
3.1. Materiais utilizados
- Água destilada
- Balança
- 2 balões volumétricos de 100 ml
- Bastão de vidro
- Béquer de 50 ml
- Capela de exaustão
- Conta gotas
- Espátula
- Estufa
- Funil de vidro
- Pêra de sucção
- Pipeta graduada de 5 ml
- Pissete (frasco lavador)
- Vidro de relógio
3.2. Reagentes utilizados
- Ácido clorídrico concentrado (HCl)
- Hidróxido de sódio (NaOH)
4 - METODOLOGIA
Inicialmente, para o preparo de 100 ml de uma solução 0,5 mol.L-1 de hidróxido de
sódio (NaOH), calculou-se a quantidade ideal deste composto higroscópico — devido à sua
capacidade de absorver água do ambiente, seu manuseio deve ser ligeiro, de modo a não
prejudicar as propriedades físicas da substância. Pesado à balança, tarando-a ao seu peso,
o vidro de relógio receberá a correta quantidade de NaOH e seu peso aferido, a ele
adicionado através do uso de uma espátula.
Cuidadosa e rapidamente, transferiu-se a quantidade calculada para um béquer de
vidro, contendo 50 ml de água destilada; as lentinhas de NaOH, então, deverão ser
solubilizadas à água, utilizando-se do bastão de vidro para sua diluição. Vale ressaltar que,
caso haja aquecimento da mistura, deve-se esperar que a solução atinja, novamente, a
temperatura ambiente. Após completa solubilização da base e subsequente resfriamento do
sistema, deve-se transferir a solução para um balão volumétrico de 100 ml, com o auxílio de
um funil e um bastão de vidro. Utilizando-se do pissete, enxaguou-se o béquer com água
destilada três vezes, escoando a água de lavagem para o balão — lavou-se, também, o funil
de vidro. As consecutivas lavagens têm, como principal finalidade, a limpeza das vidrarias,
de maneira que não houvesse resquícios nas mesmas.
Completou-se, ademais, o volume do balão volumétrico cuidadosamente,
atentando-se à marcação da vidraria; aqui, a utilização do conta gotas permite uma maior
precisão à obtenção do correto volume de solução. Por fim, tampou-se o balão volumétrico e
agitou-se a vidraria, de forma a homogeneizar a solução contida, transferindo-a, em
sequência, a um frasco adequado.
Além disso, calculou-se a quantidade de ácido clorídrico (HCl) concentrado a ser
utilizado para o preparo de 100 mL de uma solução 0,5 mol.L-1, considerando a solução
estoque de HCl do laboratório. Dentro de uma capela, abriu-se o frasco contendo ácido
clorídrico P.A. 37,5%; pipeta-se determinada quantidade, transferindo-a, lentamente, para um
béquer de 50 mL, contendo 25 mL de água destilada. Utilizou-se, nessa etapa do
experimento, da concentração e da massa molar para calcular a massa de soluto necessária
ao preparo da solução — nesse sentido, levando em consideração a concentração de HCl
disponível e a concentração almejada, escoou-se para o béquer certa quantidade de HCl da
pipeta graduada, com o auxílio de uma pêra de sucção.
Novamente, o estudante deve atentar-se à mistura monofásica: caso haja
aquecimento, é necessário aguardar o resfriamento da solução à temperatura ambiente. Em
sequência, transferiu-se a mistura para um balão volumétrico de 100 ml com o auxílio de um
funil e um bastão, ambos de vidro. Mais uma vez, utilizando-sedo frasco lavador, deve-se
enxaguar o béquer com água destilada, consecutivamente.
Seguido às três lavagens, a água de enxágue deve ser transferida para a solução
presente no balão volumétrico. Assim como no experimento anterior, é necessário
completar-se o volume do balão, com a devida atenção ao posicionamento do menisco, a fim
de evitar erros de paralaxe. Tampado, agitou-se o balão, a fim de homogeneizar a solução
nele presente. Por fim, transferiu-se a mistura homogênea para um frasco apropriado.
5 - RESULTADOS E DISCUSSÕES
Em primeiro lugar, para o preparo de 100 ml da solução 0,5 mol.L-1 de hidróxido de
sódio (NaOH), utiliza-se a fórmula da molaridade, representada abaixo.
M = m / MM . V
A partir do correto cálculo da massa a ser adicionada ao vidro de relógio para sua
pesagem e subsequente solubilização, é necessário considerar a massa molar do NaOH —
massa, essa, de 40,0 g.mol-1. Dessa maneira, substituindo-se as informações apresentadas
à equação, calculou-se que a quantidade correta de NaOH para a obtenção da concentração
teórica dessa solução é de 2,00 g. Entretanto, após a pesagem das lentilhas de hidróxido de
sódio, a quantidade de NaOH para a solubilização era de 2,05 g, inseridos ao béquer com o
auxílio de uma espátula. Após o preenchimento e a total homogeneização da mistura,
tornando-a monofásica, a solução apresentou concentração real de 0,5125 mol.l-1 — e,
respeitando os algarismos significativos do cálculo, esse resultado foi de 0,51 mol.l-1.
0,5 mol.l-1 = mNaOH / 40,0 g.mol-1 . 0,10 L
mNaOH = 2,00 g
Entretanto, considerando a massa real a ser utilizada no experimento, tem-se:
MNaOH = 2,05 g / 40,0 g.mol-1 . 0,10 L
MNaOH = 0,5125 mol.l-1
Em sequência, para o preparo de 100 ml da solução 0,5 mol.l-1 de ácido clorídrico
(HCl), há de se realizar nova etapa ao cálculo necessário à obtenção da massa correta para
a chegada dessa concentração específica. Teoricamente, para obter-se uma concentração
de 0,5 mol.l-1, calcula-se:
0,5 mol.l-1 = mHCl / 36,5 g.mol-1 . 0,10 L
Desse modo, conclui-se que mHCl = 1,825 g, Contudo, diferente do experimento
anterior, o ácido clorídrico encontra-se em estado líquido — em contrapartida ao NaOH,
sólido e em formato de lentilhas. Nesse cenário, é necessário descobrir o volume de HCl a
ser escoado ao béquer para sua subsequente diluição em água destilada. Assim,
considerando a densidade do ácido clorídrico concentrado de 1,19 g/cm3 — uma vez que
1,00 L corresponde a 1,19 kg de ácido clorídrico — e a porcentagem de massa igual a
37,5% m/m, calcula-se que, em 1,0 mililitro de solução, há 1,19 g de HCl. Entretanto, esse
valor refere-se a 100% m/m, enquanto que o HCl utilizado possui apenas 37,5% m/m. Desse
modo, através do seguinte cálculo, encontrou-se o volume referente ao HCl que será
adicionado à correta vidraria.
1,825 g de HCl — 37,5% m/m
mHCl — 100% m/m
mHCl = 4,8666666667 g
1,19 g de HCl — 1,0 ml
4,8666666667 g — VHCl
VHCl = 4,0896358544 ml = 4,09 ml
Dessa maneira, para 100 ml de solução, sua concentração teórica de 0,5 mol.l-1,
utilizou-se 4,09 mililitros de HCl concentrado. Entretanto, durante a prática, 4,10 ml serão
escoados pela pipeta, de modo a evitar erros de paralaxe. Assim, considerando os
resultados acima apresentados, montou-se a seguinte tabela, contendo as concentrações
reais e teóricas da prática realizada.
Tabela. Concentração das soluções
6 - CONCLUSÕES
A preparação de soluções é um conhecimento imprescindível ao cotidiano
laboratorial. Em um sistema de natureza química, a compreensão da metodologia e o
aprendizado das diferentes afinidades entre os mais variados solutos e solventes mostra-se
essencial para o desenvolvimento de etapas associadas à titulação, extração, caracterização
e purificação de numerosas substâncias — dessa maneira, a realização do experimento
permite profundo entendimento teórico e prático dos cálculos referentes às soluções e seus
respectivos preparos.
7 - REFERÊNCIAS
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meio ambiente. 5 ed. Porto Alegre: Bookman, 2012. 1055 p.
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Técnicos e Científicos, 1986. p.187-188, 347-351.
DEMO, Pedro. Introdução à Metodologia da Ciência. 2. ed. São Paulo: Atlas, 1987. 108 p.
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Acesso em: 17 jul. 2021.
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Acesso em: 08 jul 2021.
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10 Disponível em:
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