MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃOSECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICAINSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINACAMPUS LAGES

Soluções e Expressão dasconcentrações

Prof. Marcel Piovezanmarcel.piovezan@ifsc.edu.br

Curso Técnico concomitante em Análises Química

Unidade Curricular: Química Analítica Módulo 2

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Introdução às expressões de concentração das soluções aquosas

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Os conceitos de solução, solvente e soluto Solução: mistura homogênea (soluto + solvente) Soluto: dissolvido pelo solvente Solvente: substância utilizada para dissolver outra

Grande parte das soluções é líquida, mas, como vemos aqui,existem soluções sólidas, como o ouro, e gasosas, como o ar atmosférico.

HIG

HRE

S PR

ESS

STO

CK/C

ID CID

1 Introdução às expressões de concentração das soluções aquosas

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"Solutos diferentes apresentam solubilidades diferentes“

- Solução diluída - quantidade grande de solvente em relação ao soluto

Ex: 2 g de NaCl em 100 mL de H2O a 18ºC

- Solução concentrada - quantidade grande de soluto em relação ao solvente

Ex: 30g de NaCl em 100 mL de H2O a 18ºC

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- Solução saturada - contém a máxima quantidade de sal que se dissolve em 100 mL de H2O a uma determinada temperatura.

Ex: 36g de NaCl em 100 mL de H2O a 18 ºC

-Solução supersaturada - apresenta uma maior quantidade de soluto do que o solvente consegue dissolver. Essa solução apresenta corpo de chão, corpo de fundo ou precipitado.

Ex: 40 g de NaCl em 100 mL de H2O a 18ºC

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4 – COEFICIENTE E CURVA DE SOLUBILIDADE

Coeficiente de solubilidade :

Na prática para que serve? De que me serve como técnico?

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O preparo de uma soluçãoaquosa em laboratório

Solução aquosa de NaOH

Massa do soluto = 80 gM(NaOH) = 40 g • mol–1

Massa do soluto = 80 gVolume da solução = 1 L

O soluto é transferido para o frasco e, em seguida, adiciona-se um pouco de água destilada e agita-se até que todo o sólido se dissolva.

Finalmente, acrescenta- -se água com auxílio de uma pisseta até atingir a marca de 1.000 mL.

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1 Introdução às expressões de concentração das soluções aquosas

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Concentração comum

Relação entre massa de soluto e volume de sua solução

A solução preparada contém 80 g de soluto dissolvidos em 1,0 L de solução.

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NaOH (aq)C = 80 g/L

1 Introdução às expressões de concentração das soluções aquosas

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Concentração comum

Expressa a massa de soluto presente num certo volume de solução.

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NaOH (aq)C = 80 g/L

1 Introdução às expressões de concentração das soluções aquosas

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Densidade de solução versusconcentração comum

Concentração comum: inclui apenas

a massa do soluto.

Densidade: inclui a massa

da solução.

1 Introdução às expressões de concentração das soluções aquosas

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Concentração em quantidade de matéria e outras expressões de concentração

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Concentração em quantidade de matéria

Concentração em quantidade de matéria e outras expressões de concentração

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Relembrando...

Mol É a quantidade de uma espécie química que contém

6,02 x 1023 partículas (átomos, moléculas, íons, elétrons, etc).

Massa Molar (M ou MM) A massa em g de 1 mol da espécie química. Massa molar atômica Peso atômico

Ex: 1 mol de H = 1,0079 g de H, 1 mol de Fe = 55,847g de Fe

Massa molar molecular Ex: 1 mol de CO2 = 44,01 g de CO2

1 mol de H2O = 18,0158 g de H2O

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)).Volume(L1MM(g.mol

massa(g)Molaridade

Concentração da solução

Concentração Molar (Molaridade) Concentração da solução expressa em mols do

soluto por litros do solvente. Solução 1 molar = 1 mol da substância / 1L de

solução ou 1 molar = 1 mmol da substância / 1 mL de solução

)1MM(g.mol

massa(g)n

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Densidade Densidade = massa da substância / volume Unidades: (g/mL) ou (g/cm3) ou (kg/L) Expressões de resultados analíticos:

Relação m/m

Amostras sólidas

Amostras líquidas

Relação m/v % analito = massa (g) analito x 100 volume (mL) amostra

Relação v/v% analito = volume (mL) analito x 100

volume (mL) amostra

% analito = massa (g) analito x 100 massa (g) amostra

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Contando íons em solução

Concentração em quantidade de matéria e outras expressões de concentração

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Contando íons em solução

2 Concentração em quantidade de matéria e outras expressões de concentração

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Título em massa

Expressa a relação entre a massa de solutoe a massa de solução.

2 Concentração em quantidade de matéria e outras expressões de concentração

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Título em volume

Expressa a relação entre o volume de solutoe o volume de solução.

2 Concentração em quantidade de matéria e outras expressões de concentração

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Porcentagem em massa e em volume

Quando o título em massa é expresso em porcentagem, tem-se a porcentagem em massa do soluto na solução.

2 Concentração em quantidade de matéria e outras expressões de concentração

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Porcentagem em volume

Quando o título em volume é expresso em porcentagem, tem-se a porcentagem em volume do soluto na solução.

2 Concentração em quantidade de matéria e outras expressões de concentração

X SAIR

Exercícios

1. Calcular a massa em gramas em 1 mol de CaSO4.7H2O

(Ca = 40,08; S = 32,06; O = 15,99; H = 1,01) R: 262,14 g/mol

2. Calcular o número de mols em 500 mg de Na2CO3. (Na = 22,990; C = 12,011) R: 0,0047 mol ou 4,7 x 10-3 mol

3. Quantos miligramas estão contidos em 0,250 mmol de Fe2O3? (Fe = 55,847) R: 39,923 mg

4. Calcule a concentração , em g/L da solução obtida ao dissolver 4 g de cloreto de sódio em 50 cm3 de água? R: 80 g/L

5. O soro fisiológico contém 0,900 g de NaCl, em 100 mL de solução aquosa. Calcule a concentração do sal expressa em mol L-1 ? R: 0,15 mol L-1

X SAIR

Vamos exercitar mais....

X SAIR

1.Um técnico de análises químicas precisa preparar uma solução de concentração 0,1 mol/L de NaOH em um balão volumétrico de 50 mL

M = 0,1 mol/LV = 50 mL ou 0,05 L

NaOH

a) Qual a massa molar da base (g/mol)

b) Qual a massa a ser pesada da base em gramas e em miligramas para preparar essa solução.

c) Será necessário preparar mais volume de solução (500 mL), quanto de base devo pesar para obter a mesma concentração de 0,1 mol/L

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2. Um aditivo para radiadores de automóveis é composto de uma solução aquosa de etilenoglicol. Sabendo que em um frasco de 500 mL dessa solução existem 5 mols de etilenoglicol (C2H6O2), qual a concentração comum dessa solução?

n = 5 molV = 500 mL ou 0,5 L

etilenoglicol

R: 620 g/L

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3. Qual o volume de H3PO4 85% (m/m) necessário para preparar 250 mL de uma solução de H3PO4 1 mol.L-1 (MM = 98 g.mol-1, d = 1,71 g/mL) ?

Título= 85 % (m/m)V = 250 mL ou 0,250 L

R: 16,85 mL

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4. 4. Qual a massa de iodeto de potássio para Qual a massa de iodeto de potássio para preparar 2 L de uma solução de KI 10% (m/v)?preparar 2 L de uma solução de KI 10% (m/v)?

R: 0,2 kg ou 200 g

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5. Qual a massa de CuSO4.5H2O (MM = 249,69 g.mol-1) necessária para preparar 500 mL de uma solução padrão de Cu(II) 2,0 g.L-1 (MM = 63,546 g.mol-1)?

R: 3,929 g ou 3929 mg

C = 2,0 g/L de Cu+2

V = 500 mL ou 0,5 L

Lembrando....CuSOCuSO4 4 CuCu+2+2 + SO + SO44

-2-2

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6. Uma solução de ácido Nítrico tem concentração igual a 126 g/L e densidade igual a 1,008 g/mL. Quais as frações molares do soluto e do solvente nessa solução?

R: XHNO3 = 0,035 ou 3,5 %

XH2O = 0,965 ou 96,5 %

C = 126 g/Ld = 1,008 g/mL

X SAIR

8. Num certo tanque de tratamento de resíduos químicos continha, quando cheio, 3 gramas de um dado sal numa concentração de 0,5 mol/L. Hoje, a concentração desse sal no tanque cheio é de 2,5 mol/L. Qual a massa do sal no tanque?

R: 15 g

m = 3 gM = 0,5 mol/L

Hoje

m = ? M = 2,5 mol/L

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9. O soro fisiológico utilizado para limpar lentes de contato é uma solução aquosa de NaCl 0,9 %. Se, em um frasco contendo 100 mL desse soro, forem adicionados 10,8 g de NaCl, qual será a concentração molar da solução preparada?

R: massa final = 10,8 gM = 1,85 mol/L

Título = 0,9 % (m/m)V = 100 mL ou 0,1 L

m = 10,8 g de NaClM = ?

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Diluição e mistura de soluções

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Diluição de soluções

Adição de solvente a uma solução

Diluição de pó em solvente água

3 Diluição e mistura de soluções

I IIO pó dissolvido

em água.Acrescenta-se

mais água: diluição.

Muito concentrado Menos concentradoou mais diluído

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Diluição de soluções (nível microscópico)

Solução concentrada de CuCl2 (aq) diluída pela adição de solvente resulta em nova solução com o mesmo número de íons Cu2+ e Cl–.

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3 Diluição e mistura de soluções

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Diluição de soluções (nível macroscópico)

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3 Diluição e mistura de soluções

M = 2,0 mol /LV= 5,0 mL (alíquota)

V= 5,0 mL (alíquota)Trasferida para balão de 50 mL

M = ?V = 50 mL

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Cálculos envolvendo diluição

A quantidade de soluto permanece a mesma.

3 Diluição e mistura de soluções

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Cálculos envolvendo mistura de soluções de mesmo solutoA quantidade de soluto permanece a mesma.

3 Diluição e mistura de soluções

Sol. 1 Sol. 2n1V1M1

n2V2M2

𝑀𝑓 = 𝑀1 𝑥 𝑉1 + 𝑀2 𝑥 𝑉2𝑉𝑓

X SAIR

Cálculos envolvendo mistura de soluções de mesmo soluto1) Diluição é uma operação muito utilizada no nosso dia-a-dia,

quando, por exemplo, preparamos um refresco a partir do suco concentrado. Considere 100 mL de determinado suco em que a concentração do soluto seja de 0,4 mol/L. Qual o volume em mL de água, que deverá ser acrescentado para que a concentração do soluto caia para 0,04 mol/L?

2) Um volume de 200mL de uma solução aquosa de glicose (C5H12O6) de concentração igual a 60 g/L foi misturada a 300 mL de uma solução de glicose de concentração igual a 120 g/L. Determine a concetração em g/L da solução final.

3) Uma solução aquosa 2 mol/L de NaCl de volume 50 mL foi misturada a 100 mL de uma solução aquosa de NaCl 0,5 mol/L. Calcule a nova concentração da solução.

3 Diluição e mistura de soluções