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Universidade São FranciscoQuímica Industrial
Aline Andressa Mendes de Souza RA: 001200900046Gabriel Vieira Toledo Leme RA: 001201001816
Mayara Elisa Rezende RA: 001201001817Rusdael Elton de Moura Faria RA: 001200700771
Preparo de soluções
Bragança PaulistaSetembro de 2011
1. Introdução
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A maioria das substâncias encontradas na natureza são
constituídas por sistemas formados por mais de uma substância, são
classificadas como misturas. Misturas homogêneas são denominadas como
soluções.
Pode-se tomar como exemplo soluções de sistemas homogêneos
formados por uma ou mais substancias dissolvidas, sendo estes os solutos,
em outra substância em maior quantidade na mistura: o solvente. São
exemplos de soluções o ar que envolve a terra, que é constituído de uma
mistura gasosa, e a água dos oceanos que se constitui de uma mistura
líquida de vários sais além do gases, como por exemplo o oxigênio.
O solvente mais utilizado é a água, que é conhecida por solvente
universal, presente nas soluções aquosas.
As soluções podem ser classificadas em: soluções eletrolíticas e não
eletrolíticas, ou seja, soluções que conduzem corrente elétrica devido a
presença de íons livres e soluções que não conduzem corrente elétrica,
condições devidas a ausência de íons livres e constituição por moléculas.
Geralmente, ao se trabalhar com soluções, há freqüentemente a
necessidade de se conhecer a concentração do soluto, sendo então
necessário determinar a massa dos solutos, através de balanças de precisão
e também medir com exatidão o volume dos líquidos.
No preparo de soluções comumente utiliza-se cálculos para expressar
a concentração da solução, conhecer a concentração de quantidade de
matéria, ou concentração molar.
Quando ocorre reação em determinadas soluções, a realização de
cálculos estequiométricos pode ser facilmente realizado com informações da
concentração em quantidade de matéria das soluções.
Para entender e aplicar o conceito de solução é necessário o
conhecimento de alguns temas, tais como: molaridade (ou concentração
molar) que é a relação entre o numero de mols do soluto e o volume da
solução em litros, portanto é expressa a unidade mol/l.
Molalidade, que é a relação entre o numero de mols do soluto e a
massa do solvente em g e é expressa em g/mol.
PPM (parte por milhão) utilizada para indicar o valor de umaconcentração extremamente diluída, quando a massa do solvente é
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praticamente igual a massa da solução. A concentração em PPM indica
quantas partes do soluto existe em 1 milhão de partes da solução (em
volume ou em massa), assim tem-se:
1 ppm = 1 parte do soluto / 106 parte de solução
Esse tipo de indicação de indicação de solução também é dado em
PPB (parte pó bilhão), que segue os mesmos princípios utilizados para
indicar a concentração em ppm, mas indica quantas partes do soluto existe
em um bilhão de partes de solução (em volume ou em massa), tem-se:
1 ppb = 1 parte do soluto / 109 parte de solução
A porcentagem define a quantidade de soluto contido em 100g de
solução. Para saber essa definição utiliza-se:
Onde:
m1 = Massa do soluto
m = Massa da solução
(massa do solvente + massa do
soluto).
O titulo define a quantidade de soluto existe em 100g de solução.
Para saber esse valor, utiliza-se:
Onde:
m1 = Massa do soluto
m = Massa da solução
(massa do solvente + massa do
soluto).
2. Objetivo
O objetivo do experimento foi o preparo de soluções e os respectivos
cálculos para diferentes concentrações.
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3. Parte experimental
3.1 Materiais e Reagentes
Materiais Reagentes
Balança Analítica CuSO4
Béquer NaOH2 Balões Volumétricos de fundo Chato de 25 ml H2SO4
3 Balões volumétrico de fundo Chato de 100 ml HClPipeta de 2,0 ml Água DestiladaPipeta de 0,5 ml
3.2 Procedimento
3.2.1 Preparo de 25,0 ml de solução de CUSO4 0,50 mol/l:
Calculou-se a quantidade (g) de CUSO4 pesou-se em uma balançaanalítica. Transferiu-se a massa para um balão volumétrico de fundo chato
de 25,0 ml, adicionou-se um pouco de água, agitou-se cuidadosamente até
total solubilização, completou-se com água destilada até o menisco,
homegeneizou-se a solução com o balão fechado com a rolha. Rotulou-se e
reservou-se.
3.2.2 Preparo de 25,0 ml de solução de CUSO4 0,050 mol/l pela
diluição da solução preparada anteriormente:
Calculou-se o volume necessário da solução preparada anteriormente
para o preparo de 25,0 ml da solução 0,05 mol/l de CUSO4. Pipetou-se o
volume calculado e transferiu-se para um balão volumétrico de fundo chato
de 25,0 ml. Completou-se o volume com água destilada até o menisco,
homogeneizou-se a solução, identificou-se corretamente e reservou-se.
3.2.3 Preparo de 100,0 ml de solução de NaOH 0,1 mol/l:
Calculou-se a massa de NaOH necessária para o preparo da solução
de 100,0 ml á 0,1 mol/l, pesou-se esta massa em uma balança analítica.
Transferiu-se a quantidade pesada de NaOH para um balão volumétrico de
fundo chato de 100,0 ml, acresentou-se uma quantidade de água destilada e
agitou-se cuidadosamente, com movimentos circulares. Após total diluição
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completou-se com água destilada até o menisco, tampou-se e agitou-se
novamente. O balão foi identificado e reservado.
3.2.4 Preparo de 100,0 ml de solução de H2SO4 0,10 mol/l:
Calculou-se o volume necessário de H2SO4 para o preparo de 100, 0
ml, com o auxilio de uma pipeta transferiu-se este volume para um balão
volumétrico de fundo chato de 100,0 ml, que já continha aproximadamente a
40 ml de água destilada, agitou-se cuidadosamente, com movimentos
circulares. Completou-se com água destilada até o menisco, tampou-se,
agitou-se novamente, identificou-se corretamente o balão e reservou-se.
3.2.5 Preparo de 100,0 ml de solução de HCl 0,10 mol/l:
Calculou-se o volume de HCl necessário para o preparo de 100,0 ml
de solução a 0,10 mol/l, após efetuar-se os cálculos pipetou-se o volume
obtido, o qual foi transferido para um balão de fundo chato de 100,0 ml, no
balão já havia cerca de 40,0 ml de água destilada. Agitou-se
cuidadosamente o balão, completou-se com água destilada até o menisco,
tampou-se e agitou-se novamente. O balão foi devidamente identificado e
resrevado.
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4. Resultados e Discussão
Procedimento 1: Preparo de 25,0 ml de solução de CuSO4 0,50ml/L
Na realização dos cálculos para obter a quantidade necessária de
CuSO4 obteve-se os seguintes resultados:
0,5mol ---- 1l PM CuSO4 : 159,6 g/mol
mol ---- 0,025l Logo: 159,6g ------1 mol
mol= 0,0125 mol g ------ 0,0125 mol
= 1,995 g
Para o preparo desta solução utilizou-se cálculos para determinar a
quantidade de soluto necessária, de acordo com seu peso molecular, a partir
da molaridade estipulada (0,50 mol/l).
Procedimento 2: Preparo de 25,0 ml de solução de CuSo4 0,050mol/l
pela diluição da solução de CuSO4 0,50 mol/l.
A partir da solução obtida no procedimento 1, com molaridade 0,50
mol/l, obteve-se uma nova solução diluída com concentração de 0,50mol/l,
de acordo com os cálculos:
0,50 mol ------- 25 ml
0,050 ml ------- x
X= 2,5 ml ( da solução do procedimento 1)
Foi necessário utilizar uma alíquota de 2,5 ml da solução do
procedimento 1, para que ao diluí-la em água sua concentração se tornasse
de 0,050 mol/l.
Quando uma solução concentrada é diluída por adição de solvente,
tem-se como resultado uma solução com o mesmo número de íons da
solução original.
Como na diluição, a quantidade de soluto não se altera, pode-se dizer que a quantidade de matéria de soluto presente na alíquota também está
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presente na nova solução. Tem-se então uma solução de menor
concentração de soluto, comparada a solução inicial, porém com a mesma
quantidade de soluto presente na alíquota.
Procedimento 3: Preparo de 100 ml de solução de NaOH 0,1 mol/L
(PM= 40g/mol).
Para obter a solução de NaOH de concentração 0,1 mol/L, calculou-
se a quantidade da massa necessária:
0,1 mol ----- 1L 40g ------ 1mol
x ----- 0,1 L x ------ 0,01
x = 0,01 mol x = 0,4g
Procedimento 4: Preparo de 100,0 ml de H2SO4 0,10 mol/L (PM=
98 g/mol; d= 1,84 g/ml; teor = 98% pureza):
Dada a molaridade da solução requerida, a densidade e teor de
pureza, calculou-se então a massa necessária para uma solução com 100%
de pureza e posteriormente com 98% como foi especificado no roteiro da
prática. Com a massa para determinada para a solução com 98 % de
pureza, calculou-se o volume através da densidade, de acordo com os
cálculos:
0,10 mol ---- 1l 18 g ---- 1 mol
x ---- 0,1 x ---- 0,01 mol
x = 0,01 mol x = 0,98g
0,98 g ---- 100% d = m = v = 1/ 1,84 = v= 0,54 ml
xg ---- 98% v
x = 1 g
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Procedimento 5: Preparo de 100,0 ml de HCl 0,10 mol/L (PM= 36,5
g/mol; d= 1,19 g/ml; teor = 36% pureza).
Pelo fato de utilizar HCl em solução de 36% calculou-se a massa do
ácido necessária e posteriormente converteu-se o valor em volume, para
facilitar o procedimento.
36,5 g ----- 1 mol 0,365 g ---- 100%
x ----- 0,01 mol x ---- 36%
x = 0,365 g x = 1,01 g
D = m logo: v = m = 1,010/ 1,19 = 0,85 ml
V d
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5 Conclusão
Depois de fazer todos os cálculos, produzir todas as soluções,
o objetivo da prática foi alcançado. As soluções foram feitas conforme os
cálculos e as técnicas ensinadas teoricamente. Os materiais estavam em
boas condições e havia tudo que era necessário para a prática. Mas deve-se
lembrar que erros comuns podem acontecer, tais como: uso inadequado de
vidrarias, falhas na determinação de massa (erro de pesagem), erro de
volume (falha ao completar o volume até o menisco), erros de cálculos,
utilização de reagentes contaminados, entre outros.
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6 Referências bibliográficas
USBERCO, João e SALVADOR, Edgard. Química, volume único. São
Paulo: Saraiva, 2002.
ATKINS, Peter e JONES, Loretta. Princípios de Química, 3ª edição.
Porto Alegre: Bookman, 2006.
KOTZ, J.C. e TREICHEL Jr.,P., Química e reações químicas, Volume
1, 3ª edição. Rio de Janeiro: LTC Editora, 1998.
HARRIS, Daniel. C. Analise Química Quantitativa, 5° Edição. Volume
Único. Rio de Janeiro: LTC Editora, 2001. Pag 19.