Relatorio Quimica Fundamental

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI

CAMPUS CENTRO-OESTE DONA LINDU

BACHARELADO EM BIOQUÍMICA

DISCIPLINA: Química Fundamental

PROFESSORA: Vanessa J. da S. Vieira dos Santos

TURMA: A

PREPARAÇÃO DE SOLUÇÕES A

Bruno Dias Veloso

Gabriella Conquista Rodrigues

Naiara das Chagas Mello

Priscilla Santos Moreira

Divinópolis/MG

Abril/2012

I) INTRODUÇÃO

I.1) OBJETIVOS

Aprender o procedimento correto do preparo de soluções.

I.2) LEVANTAMENTO TEÓRICO

Solução é o nome dado a qualquer mistura homogênea. O verbo “dissolver” é utilizado para fazer referência ao ato praticado por um indivíduo ao fazer uma solução.

Quando uma substância é capaz de dissolver outra, é costume chamá-la de solvente. Assim, por exemplo, a água é um solvente para o açúcar, para o sal, para o álcool e para várias outras substâncias. A substância que é dissolvida num solvente, a fim de fazer uma solução, é denominada soluto.

As propriedades de uma solução não dependem apenas dos seus componentes, mas também da proporção entre as quantidades desses componentes, assim, pode-se também discutir a respeito de diluição de soluções, técnica que permite obter soluções menos concentradas a partir de outras, mais concentradas.

Nos laboratórios, ao se trabalhar com soluções, há frequentemente a necessidade de conhecer a quantidade de soluto presente numa certa solução. Por esse motivo, além de ser necessário determinar a massa de solutos, o que é possível com o uso de balanças de precisão, há também a necessidade de se medir com exatidão o volume de líquidos, já que é com soluções aquosas que se trabalha.

Uma das maneiras mais usadas para expressar a concentração de uma solução é por meio da massa de soluto, em gramas, dissolvida em um certo volume, em litros, dessa solução, frequentemente denominada concentração comum.

C = m soluto/V solução

A concentração em quantidade de matéria de uma solução, nada mais é do que a quantidade de mols de soluto existe em cada litro de solução. A quantidade de matéria do soluto é a relação entre a massa do soluto, em gramas, e sua massa molar, também em gramas.

ᶬ = n soluto/ V solução

A molalidade (W) é a relação utilizada sempre que se pretende expressar concentrações independentes da temperatura, pois é expressa em função da massa do solvente. A molalidade de uma solução é calculada como o quociente entre a quantidade de matéria do soluto, expressa em mol, e a massa total do solvente, expressa em quilogramas.

W = n soluto/ m solvente

A fração em quantidade de matéria ou fração em mol, representada por X, expressa a razão entre a quantidade de matéria de um dos componentes da solução e a quantidade de matéria total na solução.

X soluto = n soluto/ n soluto + n solvente ou X solvente = n solvente/ n soluto + n solvente

O título (T) em massa de uma solução expressa a relação entre a massa (m) de soluto presente em uma amostra dessa solução e a massa (m) total dessa amostra de solução.

T = m soluto/ m solução

T % = m soluto/ m solução X 100

A porcentagem (P) é um método bastante usual de expressão da concentração, e baseia-se na composição percentual da solução. Esta unidade de concentração relaciona massa (m) ou volume (V) do soluto com a massa ou o volume do solvente ou solução.

P = m soluto/ m solução ou solvente X 100 ou P= m soluto/ V solução ou solvente X 100

Geralmente são preparadas e armazenadas soluções de concentração elevada e, a partir delas podem-se obter outras mais diluídas (isto é, menos concentradas) por meio da diluição, que é o processo de acrescentar mais solvente a uma solução.

Ao se diluir uma solução a quantidade de soluto dissolvida não se altera, porém o volume total da solução aumenta e a massa total da solução também aumenta.

Ci X Vi = Cf X Vf , onde C é igual a concentração e V volume.

II) PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

II.1) MATERIAIS

Vidrarias:

• Papel para pesagem;

• 1 balão volumétrico de 250 ml;

• 1 balão volumétrico de 25 ml;

• 2 balões volumétricos de 50 ml;

• Pipeta graduada;

• Béquers de 100 ml;

• Espátula;

• Bastão de vidro;

• Funil de vidro;

• Pipeta Pasteur;

• 2 pêras;

• 2 pissetas com água destilada;

• Balança semi-analítica e analítica;

Reagentes:

• 1,71 g de sacarose(s);

• 2,3063 g de NaCl(s);

• Água destilada.

II.2) PROCEDIMENTO

A) Solução Estoque de NaCl

Para a realização do procedimento experimental em questão, foi recortado um pedaço de papel em formato retangular, de modo que este coubesse em uma balança analítica, tocando apenas no prato da mesma. Logo após, o retângulo foi dobrado em quatro, formando assim um barquinho, e esticado em seguida. Após colocar o papel na balança, esta foi zerada. Com isso utilizando uma espátula, foi pego uma quantidade de massa, em gramas, de NaCl(s) que foi transferido para um béquer de 100ml de maneira quantitativa.

Para a dissolução do sal, foi adicionada quantitativamente, utilizando a pisseta, em outro béquer de 100 ml água destilada, e a partir disso, utilizando a pipeta volumétrica de 10 ml (para maior precisão) foram pipetadas 20 ml de água destilada, ou seja, foram pipetadas por duas vezes 10 ml de água destilada e transferidas para o béquer de 100 ml que continha o sal. Para misturar e ajudar a dissolver o sal na água foi utilizado um bastão de vidro.

A solução em questão foi transferida para um balão volumétrico de 50 ml através de um funil de vidro. O béquer e o bastão de vidro que continha e misturou a solução foram lavados com aproximadamente 20 ml de água destilada, retirada de uma pisseta, de forma que a solução que restou nos materiais fosse aproveitada ao máximo, esses 20 ml foram também transferidos para o balão volumétrico de 50 ml. Logo após, o volume do balão volumétrico foi completado até o traço de aferição com água destilada retirada da pisseta, e para acertar a marcação na parte inferior do menisco foi utilizada a pipeta Pasteur, que apresenta boa precisão. O balão foi tapado e foi realizada homogeneização. O balão foi colocado em cima da bancada e ficou em repouso por aproximadamente dez segundos, e assim o volume pode ser conferido e confirmado.

B) Soluções diluídas de NaCl

A solução de NaCl que se encontrava no balão volumétrico de 50 ml, foi transferida para um béquer de 100 ml, para que fosse possível fazer a retirada de 10 ml da solução através de uma pipeta volumétrica de 10 ml. A solução retirada foi transferida para um balão volumétrico de 25 ml, e utilizando uma pisseta, foi adicionada água destilada no balão até próximo ao traço de marcação e com uma pipeta Pasteur o menisco foi acertado de forma a ficar na parte superior do traço de marcação. Após isso, o balão volumétrico foi tapado e homogeneizado, e colocado sobre a bancada, e após alguns segundos de repouso a marcação do volume foi conferida e confirmada.

Para o próximo passo do processo experimental, a solução que estava no balão volumétrico foi transferida para um béquer de 100 ml de forma a facilitar a retirada de 15 ml de solução, sendo que desses 15 ml, 10 ml foram retirados do béquer através da utilização da pipeta volumétrica de 10 ml e os outros 5 ml foram retirados através da pipeta graduada. Esses 15 ml de solução foram colocados em um balão volumétrico de 250 ml. Utilizando uma das pissetas, foi adicionada água destilada ao balão volumétrico até bem próximo ao traço da marcação, e esta foi ajustada com a utilização da pipeta Pasteur, e assim o menisco ficou em cima do traço marcado. Após completo, o balão foi tapado, homogeneizado, e foi deixado sobre a bancada para repousar por alguns segundos. Após o repouso, o volume foi conferido e confirmado.

C) Solução Estoque de Sacarose

Após ter tomado conhecimento da fórmula molecular da Sacarose, que é C12H22O11, foi calculada a massa necessária para a preparação de 50 ml de uma solução de 0,1 mol.dm-3. Após o cálculo da massa, foi recortado um pedaço de papel em formato retangular, de modo que este coubesse em uma balança semi-analítica, tocando apenas no prato da mesma. Logo após, o retângulo foi dobrado em quatro, formando assim um barquinho, e esticado em seguida. Após colocar o papel na balança, esta foi zerada. Com isso utilizando uma espátula, foi pego a quantidade de massa, em gramas, de Sacarose(s) que foi transferido para um béquer de 100ml de maneira quantitativa.

Para a dissolução do açúcar, foi adicionada quantitativamente, utilizando a pisseta, em outro béquer de 100 ml água destilada, e a partir disso, utilizando a pipeta volumétrica de 10 ml (para maior precisão) foram pipetadas 20 ml de água destilada, ou seja, foram pipetadas por duas vezes 10 ml de água destilada e transferidas para o béquer de 100 ml que continha a Sacarose(s). Para misturar e ajudar a dissolver a Sacarose(s) na água foi utilizado um bastão de vidro.

A solução em questão foi transferida para um balão volumétrico de 50 ml através de um funil de vidro. O béquer e o bastão de vidro que continha e misturou a solução foram lavados com aproximadamente 20 ml de H2O destilada, retirada de uma pisseta, de forma que a solução que restou nos materiais fosse aproveitada ao máximo, esses 20 ml foram também transferidos para o balão volumétrico de 50 ml. Logo após, o volume do balão volumétrico foi completado até o traço de aferição com água destilada retirada da pisseta, e para acertar a marcação na parte inferior do menisco foi utilizada a pipeta Pasteur, que apresenta boa precisão. O balão foi tapado e foi realizada homogeneização. O balão foi colocado em cima da bancada e ficou em repouso por aproximadamente dez segundos, e assim o volume pode ser conferido e confirmado.

D) Solução diluída de Sacarose

Calculou-se o volume da solução preparada no procedimento C que é necessário ser pipetado para preparar 25 ml de uma solução de Sacarose 0,008 mol.dm-3.

A solução foi preparada, pipetando 2 ml da solução feita no procedimento C. Esta foi transferida para um balão volumétrico de 25 ml. Logo após, o volume do balão volumétrico foi completado até o traço de aferição com água destilada retirada da pisseta, e para acertar a marcação na parte inferior do menisco foi utilizada a pipeta Pasteur, que apresenta boa precisão. Depois de tapá-lo, foi feita a homogeneização e após deixar o balão sobre a bancada para alguns segundos de repouso, foi conferido e confirmado seu volume.

No preparo das soluções utilizamos vidrarias calibradas para melhor quantificação de volume. Contudo, para obter os valores exatos nos experimentos tivemos que levar em consideração os desvios padrões dos equipamentos utilizados.

III) RESULTADOS E DISCUSSÕES

Procedimento A:

• Solução estoque de NaCl

Foi preparada uma solução com 2,3063g de NaCl dissolvidas em 50mL. O número de mol da amostra foi calculado como

1 mol de NaCl – 58,5 gramas

X mols de NaCl – 2,3063 gramas

58,5 X = 2,3063

X = 2,3063

58,5

X = 0,0394 mol

obteve-se um resultado de 0,0394 mol de NaCl

Logo após utilizou-se esses dados para calcular a concentração em quantidade de matéria (molaridade) de NaCl na solução. Que é dada pela fórmula

ᶬ = n soluto/ V solução

ᶬ = 0,0394/0,05

ᶬ = 0,788 mol/L

o resultado foi M = 0,788 mol/L.

A concentração comum é dada pelo cálculo de

C = m soluto/V solução C = 2,3063/0,05

o valor resolvido é de C = 46,126 g/L.

O próximo calculo foi o de porcentagem em massa por volume de NaCl, ou título, que é da seguinte forma

T % = m soluto/ m solução X 100 T = 2,3063/0,05 x 100

a porcentagem é T = 4,61%.

Tais dados juntamente à solução estoque foram usuais para as diluições nos procedimentos de diluição de NaCl.

• Soluções diluídas de NaCl

Como da solução estoque do procedimento anterior foram pipetados 10mL e diluídos em 25ml, a nova concentração molar será

Ci X Vi = Cf X Vf 0,788 x 0,01 = Cf x 0,025

Cf = 1,315 mol/L.

E a concentração comum é

Ci X Vi = Cf X Vf 46,126 x 0,01 = Cf x 0,025

Cf = 18,4504 g/L.

Desta diluição anterior, foram diluídos novamente 15mL em 250mL. Agora, a concentração molar é

Ci X Vi = Cf X Vf 1,315 x 0,015 = Cf x 0,25

Cf = 0,189 mol/L.

E para a concentração comum temos

Ci X Vi = Cf X Vf 18,4504 x 0,015 = Cf x 0,25

Cf = 1,107 g/L.

Procedimento B:

• Solução estoque de sacarose 0,1 mol.L-1

Para obter essa solução foi necessário calcular a massa a ser pesada a fim de obter 50 mL de solução. O calculo utilizado está descrito abaixo:

MMsacarose = 12(C) + 22(H) + 11(O)

MMsacarose = 12(12g) + 22(1g) + 11(16g) = 342g

Onde:

M  molaridade

MM  massa molar do soluto

m  massa do soluto em gramas

V  volume da solução em litros

• Solução diluída de Sacarose

Para conhecer o volume (V1) da solução diluída de sacarose, é necessário saber os valores exatos da: concentração da solução estoque (M), volume da solução estoque (V) e a concentração desejada na nova solução (M1).

= 0,002 L = 2 mL

C  concentração final (M1= mol.L-1)

V  volume final ( L )

Ci  concentração inicial (M= mol.L-1)

Vi  volume inicial ( L )

IV) CONSIDERAÇÕES FINAIS

Em suma, com estes procedimentos foi possível adquirir conhecimentos necessários a respeito da correta preparação de soluções, seguindo critérios experimentais, como por exemplo, preparar soluções estoque para a partir destas, fazer diluições. Admite-se também a noção de que é importante fazer todos os cálculos e observações, obtendo dados a respeito do sistema ao qual se analisa, tendo assim os resultados mais eficazes em laboratório.

V) REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Peruzzo, F.M.; Canto, E.L.; Química na abordagem do cotidiano, vol. único, 3ª edição, São Paulo, Moderna 2007, páginas 299, 300, 301, 305, 310, 311, 314, 316 e 317.

Santos, V.J.S.V.; Apostila de Química Fundamental Experimental. Universidade Federal de São João Del Rei – CCO, versão A, páginas 20, 21, 22.

VI) ANEXOS

Questões:

1) Calcule a massa que é necessária para preparar 100 mL de CuSO4 0,1 mol.L-¹.

2) Refaça o cálculo anterior, considerando que o sal disponível no almoxarifado contenha 5 águas de hidratação (CuSO4.5H2O).

3) Calcule qual volume deveria ser pipetado para preparar 100 mL de Sacarose 1.10-5 M, partindo da solução preparada no procedimento C. É fácil encontrar pipetas para esse volume? Explique.

4) Tente preparar primeiro uma solução 1.10-3 M e depois, partindo dessa, preparar a solução 1.10-5 M. Que volumes deveriam ser pipetados?

5) Por que ao preparar a solução estoque (procedimento A), houve diminuição do nível de solução (menisco) após a primeira homogeneização?

6) Por que não se pode calcular o título da solução estoque (procedimento A) da forma como ela foi preparada? Que mudança(s) no experimento poderia(m) ser feita(s) para que se possa calcular o título e a densidade dessa solução?

7) Como deve ser tratado previamente um sal higroscópico cuja massa será medida?

Respostas:

1) C = massa soluto

Volume solução

O,1 = m

O,1

m = 0,01 g de CuSO4

2) C = massa soluto

Volume solução

0,1 = m

0,1/5

m = 0,002 g

3) C = massa soluto

Massa solução

10-5 = m

0,1

m = 10-6 gramas

Solução do procedimento C:

MM(C12H22O11) = 342 g/mol

0,1 mol - 1000 ml

X mol - 100 ml

x = 0,01 mol

0,01.342 gramas - 100ml

10-6 gramas - y ml

y = 3,0.10-5 ml

Resposta: Não é fácil encontrar pipetas para esse volume uma vez que, por ele ser muito pequeno, é necessário um instrumento altamente preciso para a sua mensuração.

4) Da solução de 10-3 M para uma solução de 10-5 M:

Usando 100mL de uma solução (1) 10-3 M para preparar 100mL de uma solução (2) 10-5 M:

C(2) = massa soluto

massa solução

10-5 = m

0,1 m = 10-6 gramas de soluto

C(1) = massa soluto

massa solução

10-3 = m

0,1 m = 10-4 gramas de soluto

10-4 g __ 100mL

10-6 __ x mL x = 1 mL

Resposta: Pipetando 1 ml da solução (1) em um recipiente e depois completa

5) Porque quando preparamos a solução existe gás (ar) dissolvido na solução e este ocupa um pouco do volume, então quando homogeneizamos, ocorre um desprendimento deste gás, assim diminuindo o volume da solução .

6) Para obter a densidade do sal devemos fazer a medida do volume de sal e após verificar o peso contido naquele volume. Assim poderíamos achar a densidade pela fórmula:

Onde: m  massa

V  volume

d  densidade

7) Este tipo de sal deve ser guardado em um dessecador (recipiente com atmosfera de baixo teor de umidade) e quando for pesado, deve operar o mais rápido possível, para evitar que absorva umidade do ar e consequentemente obter um peso maior que o real.