Soluções I e II. Soluções I e II Monitor: Gabriel dos Passos 28 e 29/05/2014. Material de apoio para Monitoria. 1. O que é uma solução?

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Stella de Figueiredo Araújo
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1 1. O que é uma solução? 2. Como podemos classificar as soluções? 3. O que você entende por concentração comum? 4. O que você entende por molaridade? 5. O que você entende por título percentual? 6. O que você entende por concentrações em partes por milhão (ppm) e partes por bilhão (ppb)? 7. Explique o processo de diluição de uma solução. Como você pode calcular novas concentrações e volumes em uma diluição ou concentração de uma solução? 8. Explique o processo de mistura de soluções. Como você pode calcular novas concentrações e volumes em uma mistura de soluções? Isto pode implicar numa diluição? 9. Explique o processo de titulação. 10. Calcule a concentração de uma solução de ácido clorídrico, sabendo que para titular 50 ml dessa solução foram gastos 40 ml de uma solução de NaOH, 0,10 mol/dm (UFRN-RN) Uma das potencialidades econômicas do Rio Grande do Norte é a produção de sal marinho. O cloreto de sódio é obtido a partir da água do mar nas salinas construídas nas proximidades do litoral. De modo geral, a água do mar percorre diversos tanques de cristalização até uma concentração determinada. Suponha que, numa das etapas do processo, um técnico retirou 3 amostras de 500 ml de um tanque de cristalização, realizou a evaporação com cada amostra e anotou a massa de sal resultante na tabela a seguir: A concentração média das amostras será de:

Como você pode calcular novas concentrações e volumes em uma diluição ou concentração de uma solução? 8. Explique o processo de mistura de soluções.

2 a) 48 g/l. b) 44 g/l. c) 42 g/l. d) 40 g/l 12. (Mack-SP) 200 ml de solução 24,0 g/l de hidróxido de sódio são misturados a 1,3 L de solução 2,08 g/l de mesmo soluto. A solução obtida é então diluída até um volume final de 2,5 L. A concentração em g/l da solução, após a diluição, é aproximadamente igual a: a) 26,0 b) 13,0 c) 3,0 d) 5,0 e) 4,0 13. (Puccamp-SP) Tem-se um frasco de soro glicosado a 5% (solução aquosa de 5% em massa de glicose). Para preparar 1 kg desse soro, quantos gramas de glicose devem ser dissolvidos em água? a) 5,0*10 2 b) 0,50 c) 5,0 d) 50 e) 5,0*10 2

A solução obtida é então diluída até um volume final de 2,5 L.

3 Gabarito 1) Uma primeira definição diz que solução é qualquer solução homogênea. Uma definição mais rigorosa de solução diz: Se o disperso ficar entre 0 e 1nm é chamado de soluto. Essa dispersão é chamada solução. Soluto: substância dissolvida no solvente. Em geral, está em menor quantidade na solução. Solvente: substância que dissolve o soluto. 2) Há 4 classificações que variam de acordo com a quantidade de soluto dissolvido. Primeiramente definimos o coeficiente de solubilidade (Cs) de uma solução: Coeficiente de solubilidade é a quantidade máxima de soluto que pode ser dissolvida em uma determinada quantidade de solvente a uma dada temperatura. Ex.1: A 50 C é possível dissolver no máximo 80g de Ba(NO3)2 em 100g de água. Qual é o coeficiente de solubilidade desse sal nessa temperatura? Cs = 80g/100g de água Exemplo de tabela de Cs: Repare que a maior parte dos compostos tem sua solubilidade aumentada com o aumento da temperatura. Solução não saturada: solução em que a massa de soluto é menor que o coeficiente de solubilidade. Solução saturada: solução em que a massa de soluto é igual que o coeficiente de solubilidade. Solução saturada com corpo de fundo: solução em que a massa de soluto é maior que o coeficiente de solubilidade. A massa que não é dissolvida forma corpo de fundo. Soluções supersaturadas: contêm uma quantidade de soluto dissolvido maior que a sua solubilidade naquela temperatura. A 50 C é possível dissolver no máximo 80g de Ba(NO3)2 em 100g de água. Logo, este é o coeficiente de solubilidade desse sal, nessa temperatura. Cs=80g/100g de H2O.

2) Há 4 classificações que variam de acordo com a quantidade de soluto dissolvido.

4 3) Concentração comum expressa a massa do soluto em gramas existentes 1 litro de solução. Ou ainda g/l. 4) Molaridade: concentração em quantidade de matéria. Expressa o nº de mol de soluto em 1 litro de solução. Usa-se a relação n = m/mm, onde n é o nº de mols, m é a massa e MM é a massa molar do composto. 5) Pode relacionar a massa de soluto com a massa da solução ou o volume do soluto com o volume da solução. Há 3 tipos de Título Percentual: %m/m, %m/v e %v/v. Ou seja, %x/y onde x é referente ao soluto e y à solução; m é referente à massa e v à volume. Exemplo: Num frasco 6%m/m de HCl há 6g de HCl em 100g de solução. 6) São usadas para expressar concentrações muito pequenas. Ex: 1 g de soluto em 1 milhão de g de solução significa concentração de 1 ppm. O mesmo vale para ppb. Tanto ppm quanto ppb são unidades importantes para questões ambientais e requerem a atenção. 7) Diluir: colocar solvente na solução. Não confundir diluir com dissolver, são operações diferentes. Em uma diluição o volume de solução aumenta e sua concentração diminui já que a mesma quantidade de soluto está em um volume maior. Ao retirar solvente de uma solução estamos concentrando-a: mantêm-se a mesma quantidade de soluto mas diminuise o volume. Uma fórmula muito comum para calcular variações de concentração e volume em diluições é: ([ ]*V)c = ([ ]*V)d Onde: [ ] = concentração V = volume c = concentrado d = diluído 8) O processo de mistura de soluções é similar às diluições então sim, pode e geralmente implica em uma diluição. Para calcular as novas concentrações e volumes podemos utilizar a fórmula utilizada nas diluições ([ ]*V)c = ([ ]*V)d Mas atenção: ao misturar duas soluções diferentes (assumindo que não ocorra reação) é preciso notar que os volumes são aditivos, ou seja, a concentração dos compostos diminui nas mesmas proporções.

5) Pode relacionar a massa de soluto com a massa da solução ou o volume do soluto com o volume da solução. Há 3 tipos de Título Percentual: %m/m, %m/v e %v/v.

5 9) Determinação da concentração de um ácido (ou base por reação com uma base (ou ácido) de concentração conhecida. Se este processo for a medição de um volume de reagente, de concentração conhecida, necessário para a realização completa de uma determinada reação química chama-se volumetria. O Ponto Final da Titulação também pode ser determinado através da chamada Curva de Titulação ou Curva de Neutralização, uma representação gráfica dos valores do ph em função do volume de titulante adicionado. Neste ponto temos: nº de OH - = nº H3O + 10) nº de OH - = nº H3O + Como: noh - = nnaoh e nh3o+ = nhcl nnaoh = nhcl n = [ ] x V Va x [HCl] = Vb x [NaOH] 50 x [HCl] = 40 x 0,10 [HCl] = 0,080 mol/dm 3 11) Primeiramente, calculamos a concentração comum de cada amostra. Como a unidade pedida no exercício é g/l, o volume de 500 ml em litros é 0,5 L: C = m1/v C1 = 22 g C2 = 20 g C3 = 24 g 0,5 L 0,5 L 0,5 L C1 = 44 g/l C2= 40 g/l C3 = 48 g/l Cmédia = C1 + C2 + C3 Cmédia = ( )g/L Cmédia = 44 g/l Letra b.

O Ponto Final da Titulação também pode ser determinado através da chamada Curva de Titulação ou Curva de Neutralização, uma representação gráfica dos valores do ph em função do volume de titulante

6 12) Massa de NaOH nas soluções: 24 g de NaOH ml de solução x ml de solução x = 4,8 g de NaOH 2,08 g de NaOH ml de solução x ml de solução x = 2,704 g de NaOH Na diluição, a massa de NaOH não muda. Cálculo da concentração em g/l: (4,8 + 2,704) mol de NaOH ml de solução y L de solução y = 3,0 g/l de NaOH letra c 13) Se τ = 5%, então significa que temos 5 g de soluto (glicose) em 100 g de solução. Lembrando que 1 kg = 1000 g, temos: 5 g de glicose g de solução x g de solução x = 50 g de glicose

Cálculo da concentração em g/l: (4,8 + 2,704) mol de NaOH --------- 2500 ml de solução y ---------------------------------------- 1000 L de solução y = 3,0 g/l de NaOH

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