MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃOSECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICAINSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINACAMPUS LAGES
Soluções e Expressão dasconcentrações
Prof. Marcel [email protected]
Curso Técnico concomitante em Análises Química
Unidade Curricular: Química Analítica Módulo 2
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TERF
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Introdução às expressões de concentração das soluções aquosas
X SAIR
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
X SAIR
"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
X SAIR
- 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
X SAIR
4 – COEFICIENTE E CURVA DE SOLUBILIDADE
Coeficiente de solubilidade :
Na prática para que serve? De que me serve como técnico?
X SAIR
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
X SAIR
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
X SAIR
Contando íons em solução
Concentração em quantidade de matéria e outras expressões de concentração
X SAIR
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
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
X SAIR
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
X SAIR
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
X SAIR
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 = ?
X SAIR
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
X SAIR
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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D
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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
X SAIR
Cálculos envolvendo diluição
A quantidade de soluto permanece a mesma.
3 Diluição e mistura de soluções
X SAIR
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