Como Preparar Soluções.docx

7/27/2019 Como Preparar Solues.docx

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COMO PREPARAR SOLUES QUMICAS

Porcentagem (%)

o modo mais simples de expressar a concentrao qumica de uma soluo, a qual pode ser

feita de trs maneiras:

a)% Peso/Volume (P/V) - gramas de soluto em 100mL de soluo.

Expressa quantas gramas de soluto h em 100mL de soluo. Assim, por exemplouma soluo de NaCl a 0,9 % contm, 0,9 gramas de NaCl em 100mL de soluo, cujosolvente, quando no explicito, a gua.

A gua usada no preparo de solues pode ser desde a gua destilada oudependendo da pesquisa uma gua altamente purificada indo desde a livre de ons mineraisat aquela livre de DNAse, RNAse.

Quando uma soluo porcentual expressa em p/v fica implcito que se refere a g

%, isto , gramas de soluto em 100 mL de soluo. Portanto no necessrio colocar aunidade de medida,NaCL 0,9 g%, basta NaCL a 0,9 %. Entretanto, quando a porcentagem dosoluto no est em gramas necessrio especificar, por exemplo, soluo de glicose a 100mg%.

Embora possa parecer simples preparar uma soluo em %, um cuidado especialdeve ser tomado com relao aos solutos na forma cristalina (slida, P). Assim, algumassubstncias possuem na sua estrutura qumica, gua de cristalizao enquanto outras soslidos cristalinos anidros. Isso consta dos rtulos dos frascos dos produtos e o primeirodetalhe para o qual devemos estar alertas quando do preparo de soluo em %.

Por exemplo, NaCL geralmente um slido cristalino anidro (sem molculas degua de cristalizao em sua estrutura molecular. Assim, para ser preparado 100 mL de NaCla 0,9% bastaria pesar 0,9 g do produto, dissolver e completar para 100 mL com gua, nomnimo destilada.

Por outro lado, sulfato de cobre um sal que geralmente contm em sua estrutura5 molculas de gua de cristalizao (CuSO4.5H2O) e isso precisa ser levado em consideraonos clculos quando do preparo de solues. Assim, se por exemplo for preciso preparar 250mL de sulfato de cobre a 5% essa soluo dever conter 5 g de CuSO4 em 100 mL de soluo.Como preciso de 250 mL a soluo dever conter 12,5 g de CuSO4 nesse volume.

Entretanto, se for pesado 12,5 g do CuSO4.5H2O ser pesado menos do necessrioporque h gua na molcula. Desse modo, deve ser feito um clculo para compensar asmolculas de gua de cristalizao, o que daria um peso final de 19,5 g de CuSO4.5H2O.Alm do clculo de compensao das guas de cristalizao, tambm devem ser feitas ascorrees quanto a pureza do soluto, pois nem todos so 100% puros.Exemplo: Se o teor do composto for de 90%, e voc pesou 5 g ; para corrigi-lo a 100% serealiza a seguinte conta. Se 5 g 90%,

Xg para 100% . O resultado ser 5,55 gb) % Peso por Peso ( p/p) - gramas de soluto em 100 g de soluo.

Expressa quantas gramas de soluto h em 100 gramas de soluo e se o solvente gua (d=1,0) equivale a % em (p/v) descritas antes.

Essa no uma maneira usual de expressar a concentrao de solues preparadasem laboratrios, mas se assim for feita deve fica explicito que a % um p/p.

Por outro lado, deve ser alertado que a concentrao dos cidos comprados(estoque) a partir dos quais so preparadas solues est sempre expressa % p/p.

Assim, no almoxarifado dos laboratrios h HCL a 36% H2SO4 a 98% ou H3PO4 a 85%e em todos a % se refere a p/p. Assim, a partir da densidade desses cidos, a qual estsempre expressa em g/mL podemos calcular qual o volume de cido concentrado que

desejamos pipetar para conter a massa (g )de cido necessria para preparar uma soluo dedeterminada concentrao desejvel.


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sidadeEnsaioxDen

SoluoolssaMolarxVoMolarxMaConcentraSolutoPeso

%

..

Exemplo: 0,005 mol.L-1 de HCl

gmLgx

LitrogxxmolLSolutoPeso 414,0

.19,138,0

146,36005,0.

1

1

Logo, ser pipetado 0,414 mL de HCl e diludo com gua em um balo volumtrico de1 Litro at a linha de aferio.

c) % Volume/Volume (v/v) - mL (ou L) de soluto em mL de soluo.

Expressa quantos mL de um soluto numa forma lquida h em 100ml de soluo.Assim, por exemplo, quando digo etanol a 75%(v/v), significa que foi misturado a proporo

de 75 mL de etanol puro com 25mL de gua.Essa no uma maneira usual de preparar solues e geralmente usada quando da misturade vrios solvente. Portanto, precisa ficar implcito que se refere a % em v/v para evitarerros.

Passo a Passo no Preparo de Soluo em Molaridade1- Pegar no almoxarifado o frasco do soluto2- Se o soluto for slido verificar pela frmula molecular contida no rtulo se ele contm

gua de cristalizao3- Se o soluto tiver gua de cristalizao anotar do rtulo:

a) O peso molecular do produtob) Nmero de molculas de gua de cristalizao

4- Se o soluto for liquido, anotar sua densidade (g/mL)5- Anotar a pureza do soluto, como informado no rtulo6- Anotar o peso (soluto slido) ou volume (soluto liquido) obtido7- Pesar ou pipetar o calculado e preparar a soluo de acordo com o volume desejado

informado e os princpios laboratoriais de preparo de solues

sidadeEnsaioxDen

SoluoolssaMolarxVoMolarxMaConcentraSolutoVol

%

..

Exemplo: 0,005 mol.L-1 de HCl

mLmLgx

LitrogxxmolLSolutoVol 414,0.19,138,0

146,36005,0.1

1

Molaridade

Comparado com %, trata-se de um modo mais avanado de expressar a concentrao desolues. Assim, por exemplo, embora as solues de glicose e sacarose ambas a 1% sejamiguais em termos de massas de solutos pelos volumes de solues, elas so totalmentediferentes em termos de numero de molculas em soluo e isso tem tremendas implicaesbioqumicas ou fisiolgicas.


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Ao contrrio da porcentagem que no diferencia de fato quantas molculas h em soluocom a mesma concentrao porcentual, por exemplo, glicose a 1% versus sacarose a 1%, amolaridade expressa o n de mols de soluto em 1 litro (L) de soluo.Assim, embora glicose e sacarose a 1% contenham a mesma quantidade desses aucares em100 mL de soluo, em termos de molaridade a soluo de glicose a 1% so soluototalmente diferentes com relao ao nmero de molculas em soluo e isso tem tremendas

implicaes bioqumicas ou fisiolgicas.Isso refora a importncia de conhecer e expressar a concentrao de solues emmolaridade a qual simbolizada pela letra maiscula M.

MatematicamenteM = n = m (g) , portanto m = M x Mol x V(l) = g

V Mol x V(L)

M = Concentrao Molar desejadan = no de molsV = Volume desejado de soluo em litros (L)Mol= Peso Molecular do solutom = massa em gramas (g) do soluto

Os clculos necessrios para determinar calcular a massa (ou volume) de um soluto parapreparar determinada soluo de concentrao molar desejada esto embutidos naferramenta de clculos a seguir.Deve ser enfatizado, que no caso de preparo de solues em molaridade, no h como nocaso de %, preocupao de saber se o soluto tem ou no gua de cristalizao, pois isso jest compensado no peso molecular do mesmo.

Passo a Passo no Preparo de Soluo em Molaridade

1- Pegar no almoxarifado o frasco do soluto2- Anotar o peso molecular do soluto (no se preocupe com gua de cristalizao)3- Anotar a pureza do soluto

4- Se lquido, anotar a densidade do soluto5- Pesar (g) ou pipetar (mL) o valor calculado6- Preparar a soluo como j descrito no passo a passo em porcentagem(%).

Normalidade

Embora solues expressas em molaridade atendam os requisitos da maioria das pesquisas,ela tambm tem suas limitaes quando o comportamento cido/base de determinado solutoprecisa ser considerado. Assim, por exemplo, solues de cido clordrico (HCL)e cidosulfrico (H2SO4) ambas na concentrao molar por exemplo 1,0 M, embora sejam iguais emtermos do nmero de molculas em soluo, elas so totalmente diferentes em termos depoder cida-base.

Isso devido ao fato que enquanto o HCL tem apenas 1H ionizvel [libera 1H

+

(prtons para asoluo)] o H2SO4 possui 2H ionizveis, isto , libera 2H+ para a soluo.Desse modo, a concentrao de H+ numa soluo 1,0 M de H2SO

4 2x maior do que a dasoluo de HCL na mesma concentrao molar. Em outras palavras, so solues totalmentediferentes quanto ao comportamento cido.Esse mesmo raciocnio valido para bases em termos de nmeros de ons hidroxilas (OH-)ionizveis, que podem ser liberados para a soluo,por exemplo, NaOH vs Ca(OH)2.Logo, para contemplar essa diferena da capacidade de diferentes solutos liberarem H- ou OH-para a soluo usada a unidade de concentrao chamada de Normalidade quematematicamente simplesmente a concentrao em Molaridade normalizada pelo nmerode H+ ou OH- ionizveis de um soluto.Normalidade expressa pela letra N maiscula e matematicamentepela frmula :

N = n. Eq -q = m(g) = m(g) = ml x XV(l) Eq g x V(l) Mol x V(l) Mol x V(l),X
http://www.fop.unicamp.br/dcf/areas/bioquimica/bioq_calculos/calculos/calc-molaridade.phphttp://www.fop.unicamp.br/dcf/areas/bioquimica/bioq_calculos/calculos/calc-molaridade.php


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de tal modo que a massa m em gramas de determinado soluto para preparar um certo volumeV(L) de uma soluo de determinada concentrao N dado pela frmula:

m = N x Mol x V (L)X

Frmula essa que matematicamente s difere da molaridade com relao ao X dodenominador, o qual significa quantos H+ ou OH - ionizveis h na frmula molecular do solutocido ou base, respectivamente.Essa frmula foi embutida no sistema operacional de clculos disponvel possibilitandodeterminar a massa de um soluto slido ou o volume de um soluto lquido necessrios parapreparar na normalidade desejada.

Passo a Passo no Preparo de Solues em Normalidade

1-Pegar no almoxarifado o frasco do soluto2-Anotar o peso molecular especificado no rtulo3-Anotar a pureza descrita no rtulo

4-Anotar a densidade, se o soluto for liquido5-Certificar quantos H+ ou OH- ionizveis h na estrutura qumica do soluto.6-Informar o solicitado

a) Concentrao desejada de soluob) Volume desejado de soluoc) Peso Molecular do solutod) N. de H+ ou OH-e) Densidade, se o soluto for ligado

7-Pesar ou pipetar a quantidade calculada dissolver em gua destilada e completar o volumedesejado de soluo; transferir para o frasco de armazenamento e rotular devidamente comoilustrado em %.

Soluo Tampes

So solues usadas para tentar manter o pH dentro de uma faixa adequada para determinadoprocedimento laboratorial. Embora no presente haja disponvel no mercado soluestampes, na maioria das vezes essas so preparadas pelo usurio.Para tal necessrio um conhecimento terico sobre tampes e familiaridade com operaesmatemticas.Assim, uma soluo tampo composta de um par cido fraco (cido conjugado) e seu sal(base conjugada), mas um tampo pode tambm ser composto de uma base fraca(baseconjugada)e seu respectivo par (cido conjugado).Exemplificando, tampo acetato composto de cido actico (H3CCOOH)e on acetato(H3CCOO-). Ele pode ser preparado a partir do cido actico e um dos seus sais (acetato de

sdio ou potssio).Entretanto,mesmo no havendo no laboratrio o sal acetato possvel preparar tampoacetato s a partir de cido actico adicionando-se NaOH ou KOH para gerar o salcorrespondente. .Com relao aos tampes tendo bases como seus componente o mais comum o tampo Tris(tris-hidroximetilaminometano). Atualmente os componentes aciso/base conjugados dotampo Tris pode ser encontradas comercialmente, isto , o Tris- base (base conjugada)e o tris Cloridrato de Tris (Tris-cido, cido conjugado) para o preparo do tampo. Entretantona maioria das vezes s encontrado no almoxarifado o Tris-base, de tal modo que parapreparar esse tampo, ser necessrio gerar o tris-cido pela adio de HCL.Devido a dificuldade com os clculos e da disponibilidade no laboratrio dos componentes dotampo, uma planilha Excel foi idealizada e partir dessa a ferramenta de clculos aquidisponibilizada foi desenvolvida, facilitando o processo. Entretanto para o seu bom uso um

conhecimento tericos requerido e alguns conceitos so relevantes:


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1- Concentrao do tampo: expressa em molaridade e representa a soma dasconcentraes dos dois componentes do tampo(cido+base). Exemplificando, tampoacetato 0,1 M significa que a soma do nmero de mols do cido mais a do sal igual a 0,1.

2- pH do tampo : dado pela relao do n. de mols do sal pelo cido e matematicamenteexpressa pela frmula:

pH = pka + log [sal] (1)[cido]

pka = -log Keq

Sendo que pka uma constante para determinado cido, valor esse encontrado em manuaisde laboratrio, e Keq a constante de equilbrio de dissocio do cido fraco.Para o preparo de um tampo necessrio:

1 Calcular pela equao (1) a relao do n de mols de acido pelo de sal para fornecer o pHdesejado.

2 Como a soma do n mols de sal mais cido igual ao n de mols(n) total do tampo. [ n= Mx V (L)], calcula-se o n de mols de sal e de cido necessrios para fornecer a concentrao eo pH final do tampo.

Essas frmulas foram embutidas no sistema de clculos mostrados a seguir, possibilitando oclculo da massa ou volume do soluto necessrios para o preparo de um tampo e para tal asseguintes etapas devem ser seguidas para cada sistema em particular.

Passo a Passo no Preparo de Soluo Tampo

a) Disponho no laboratrio dos dois componentes do tampo.

1- Selecionar na janela "tenho cido e base (sal)"

2- Selecionar no sistema de calcular o cido componente do tampo, se ele um slido oulquido.

3- Selecionar a planilha correspondente.4- Informar

a) o pH desejado do tampob) A concentrao molar desejadac) O volume (em litros) do tampod) Os pesos moleculares e as purezas dos componentes cidos e base (sal) do tampo.e) O pka do cido componente do tampof) Se o cido do tampo for um lquido informar a densidade

5- Pesar ou pipetar os valores obtidos para o sal e cido.6- Dissolver e completar para o volume final desejado de soluo7- Checar o pH e se necessrio acertar.8- Completar o volume e armazenar em frascos devidamente rotulados, como ilustrado em

%.

b) H no laboratrio somente o componente cido do tampo

Exemplo:a) Tenho s cido lctico e preciso de tampo lactato de Na, i.e, no tenho o sal lactato de

Na, oub) S tenho NaH2PO4, preciso de tampo fosfato pH 7,4 mas no tenho o sal (Na2HPO4)

Nesses casos o n mols de sal ser gerado por uma soluo de NaOH 1,0 M a qual dever serpreparada pelo usurio.

Passo a Passo para o Clculo


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1- Selecionar na janela "tenho somente o cido"2- selecionar a forma fsica do cido3- informar

a) O pH desejado do tampob) A concentrao desejada para o tampoc) O volume (em litros) da soluo tampo

d) O pka do cido componente do tampoe) O peso molecular e a pureza do componente cido do tampof) Se o cido for lquido, digite a sua densidade

4- Pesar ou pipetar a quantidade de cido calculado5- Dissolver o cido em volume de gua menos (75% menor que o volume final desejado de

soluo)6- Adicionar o volume calculado de NaOH 1,0 M7- Verificar o pH e acertar se necessrio8- Completar o volume e armazenar em frascos devidamente rotulados, como ilustrado em

%.

c)H no laboratrio smente a Base ConjugadaExemplo:

a)Tenho s Tris-base e preciso de tampo Tris 0,1M pH 7,0b)Assim o componente cido do tampo ser gerado por uma soluo de HCl 1,0 M, o qualdever ser preparado pelo usurio

Passo a passo para o calculo1. Selecionar na janela "tenho somente a base"2. Selecionar a forma fsica da base3. Informar

a) O pH desejado do tampob) A concentrao desejada para o tampoc) O volume (em litros) da soluo tampod) O pka do cido componente do tampoe) O peso molecular e a pureza do componente cido do tampo

f) Se o cido for lquido, digite a sua densidade4. Pesar ou pipetar a quantidade de cido calculado5. Dissolver o cido em volume de gua (75% menor que o volume final desejado de

soluo)6. Adicionar o volume calculado de HCL 1,0 M7. Verificar o pH e acertar se necessrio

Completar o volume e armazenar em frascos devidamente rotulados, como ilustrado em %.

Dvidas entrem no site indicado abaixo:

http://www.fop.unicamp.br/dcf/areas/bioquimica/bioq_calculos/
http://www.fop.unicamp.br/dcf/areas/bioquimica/bioq_calculos/http://www.fop.unicamp.br/dcf/areas/bioquimica/bioq_calculos/http://www.fop.unicamp.br/dcf/areas/bioquimica/bioq_calculos/

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