PREPARAR SOLUÇÕES AQUOSAS A PARTIR DE SÓLIDOS E LÍQUIDOS

Experimento 2

[pic 1]

OBJETIVOS

Efetuar cálculos para determinar o volume ou a massa necessária para preparar soluções aquosas.

Preparar soluções aquosas a partir de sólidos e líquidos.

INTRODUÇÃO

Uma solução é uma mistura ou dispersão homogênea de duas ou mais substâncias (soluto e solvente) cuja proporção pode variar dentro de certos limites. Quando as dispersões apresentam o diâmetro das partículas dispersas inferiores a 10 Angstrons (10 Å), tem-se uma solução. Quando esse diâmetro se situa entre 10 e 1000 Å, tem-se dispersões coloidais. As soluções podem ser de vários tipos, a saber: líquido em líquido (l/L), sólido em líquido (s/L), sendo essas duas bastante comuns, mas há ainda gás em líquido (g/L), gás em gás (g/g) e soluções de sólido em sólido (s/s).

No preparo de uma solução, o soluto é a substância minoritária (disperso) e o solvente é a majoritária (dispersante), que está em maior proporção na mistura e dissolve o soluto. Geralmente, nos laboratórios de química, o solvente mais utilizado é a água destilada.

As soluções podem ser classificadas de acordo com as quantidades de soluto dissolvido em determinado solvente, podendo ser insaturadas, saturadas ou supersaturadas em determinada temperatura. Para defini-las, é importante lembrar que a solubilidade de um soluto é a quantidade máxima deste (expressa pelo seu coeficiente de solubilidade) que pode dispersar-se numa determinada  quantidade de solvente a uma dada temperatura.

• Solução saturada: é aquela em que o soluto, a uma dada temperatura, atingiu seu limite de dissolução, isto é, atingiu seu coeficiente de solubilidade, em uma dada quantidade de solvente. Assim, a solução contém a máxima quantidade de soluto dissolvido naquele solvente e naquela temperatura. Ao mesmo tempo em que o sólido se dissolve, o soluto dissolvido se cristaliza. Esses dois processos opostos ocorrem com a mesma velocidade, de forma que a quantidade de soluto presente na solução permanece constante. Portanto, uma solução saturada contém soluto dissolvido em equilíbrio dinâmico com o soluto não dissolvido.
• Solução insaturada ou não saturada: ocorre quando a quantidade de soluto adicionada é inferior ao seu coeficiente de solubilidade numa dada temperatura. Uma solução instaurada contém menos soluto por unidade de volume do que sua correspondente solução saturada. Em outras palavras, pode-se dissolver ainda mais soluto nela sem necessidade de se alterar qualquer outra condição.
• Solução supersaturada: ocorre quando a quantidade de soluto dissolvido é maior que seu coeficiente de solubilidade em uma dada temperatura. Por exemplo, pode-se obter uma solução supersaturada aquecendo-se uma solução saturada que tenha parte do soluto não dissolvido. Trata-se de uma solução instável, em que distúrbios (agitação, atrito das paredes internas do recipiente etc.) fazem com que a solução supersaturada retorne à condição de saturação, recristalizando rapidamente o soluto em excesso.

Para preparar uma solução concentrada ou diluída é muito importante definir a concentração desejada. A concentração é a relação entre a quantidade (massa, volume, quantidade de matéria) de soluto e da quantidade de solvente. São exemplos de algumas unidades de concentrações mais usuais  em química:

• Concentração em grama por litro (g L-1)
• Concentração em mol por litro (mol L-1)
• Composição percentual (%, m/m; %, m/V; %, V/V)

Neste experimento, essas unidades de concentrações serão aplicadas para determinar a massa ou volume de ácido e base que serão utilizadas para preparar e diluir soluções aquosas.

Existem duas formas de pipetas: volumétrica (A) e graduada (B), de capacidades variadas, desde 0,1 mL até 100 mL. Para evitar erros de medidas na hora de dispensar o líquido, deve -se verificar, na parte superior da pipeta, se ela contém uma ou duas faixas. Pipeta com uma faixa, Figura 2.1 (A), significa que a medição é exata, de apenas uma quantidade específica do líquido, e, portanto, não deve ser escorrida completamente (uma gota restará na ponta da pipeta). Já a pipeta que apresenta duas faixas na parte superior, exemplo na Figura 2.1 (B), foi calibrada de tal maneira que sua capacidade total é atingida quando a última gota presente em seu interior for escorrida completamente para fora.

Para pipetar um líquido, será utilizado o pipetador de três vias de borracha, mais conhecido como “pera de sucção”. Seu funcionamento também pode ser visto na Figura 2.1. Esse aparato possui tválvulas para passagem do ar: A, S e E. Ao ser pressionada a válvula A, ela se abre, permitindo retirar o ar do bulbo (fazer vácuo). Uma vez evacuado o bulbo, ao ser pressionada a válvula S, consegue -se succionar o volume desejado do líquido para dentro da pipeta. Em seguida, esse volume pode ser transferido, isto é, a pipeta pode ser esvaziada, pressionando-se a válvula E.[pic 2]

Válvula A: Expulsa o ar[pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]

Válvula S: Aspira o líquido

Válvula E: Despeja o líquido

(A)        (B)

---

Retirada do líquido / enchendo a pipeta

---

Detalhe da ponta da pipeta de uma faixa

Figura 2.1 – Utilização do pipetador de três vias de borracha e tipos de pipetas: em (A), uma pipeta volumétrica de uma faixa (medição exata); e, em (B), uma pipeta graduada de duas faixas (esgotamento total).

[pic 9]

PART

PROCEDIMENTO

Parte 1: Preparo de 250 mL de uma solução à partir de sólidos (NaCl e sacarose)[pic 10]

Para preparar a solução de cloreto de sódio, calcule sua massa molar. De posse dessa informação:

1. Calcule a massa de NaCl necessária para preparar 250 mL de uma solução 0,4 mol L-1.
2. Pese a quantidade calculada de NaCl em um béquer.

1. Acrescente água destilada ao béquer para dissolver o sólido. ATENÇÃO: tome cuidado para que a quantidade de água utilizada na dissolução do sal não ultrapasse o volume desejado (250 mL).
2. Transfira o sal dissolvido para um balão volumétrico de 250 mL. Utilize água destilada para lavar o béquer e completar a transferência do sal dissolvido. ATENÇÃO: novamente, cuidado para que a quantidade de água utilizada não ultrapasse o volume desejado (250 mL).
3. Complete o volume da solução com água destilada até a marca da aferição do balão (menisco).
4. Tampe o balão volumétrico e o inverta várias vezes com cuidado para que a solução seja homogeneizada.
5. Repita o procedimento para preparar uma solução 0,5 mol L-1 de sacarose.

Parte 2: Preparo de 100 mL de solução a partir da diluição de uma solução estoque[pic 11]

Inicialmente, demonstre através de cálculos o volume necessário para preparar 500 mL de uma solução estoque 0,1 mol L-1 de ácido clorídrico (HCl). Para isso será utilizado HCl concentrado e é importante consultar o rótulo do frasco para se obter a densidade (ρ) e a percentagem (%, m/m) do reagente (Figura 2.2.).

[pic 12] E EXPERIMENTAL Materiais Reagentes Balão volumétrico de 250 mL Ácido clorídrico P.A. Espátula Ácido clorídrico 0,1 mol L-1 Funil Hidróxido de sódio 0,2 mol L-1 Béquer Cloreto de sódio Bastão de vidro Água destilada Pipetador de três vias (pêra) Sacarose Pipeta de Pasteur Pipeta volumétrica	[pic 13]
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Acido_cloridrico.jpg	https://drive.google.com/file/d/0B9F-nxQ1sQ20azBKbzh4dWxGTUU/view

...