Prof.: Fernanda Turma: TR. Tema da aula: Diluição de Soluções. Figura 1. Diluição de uma solução genérica.

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1 Disciplina: Química Prof.: Fernanda Turma: TR 20/09/2016 Tema da aula: Diluição de Soluções Diluição Seja no laboratório de química ou no ambiente doméstico, a diluição é uma técnica que se faz presente. Em um laboratório de química, a diluição é utilizada no preparo de soluções, que são utilizadas em uma série de experimentos. É comum a preparação de um grande volume de uma solução concentrada, denominada solução estoque. E partir desta solução são então preparadas soluções mais diluídas a serem utilizadas para finalidades específicas. Este procedimento agiliza os trabalhos uma vez que etapas de pesagem e dissolução do sólido são realizadas apenas uma vez. Já em nossas casas, utilizamos desta técnica para diluir produtos de limpeza ou suco concentrado, por exemplo. Tais produtos são vendidos na forma concentrada para que tenham um maior rendimento. Podemos definir diluição como a adição de solvente a uma solução. A Figura 1 mostra um esquema de diluição de uma solução. Figura 1. Diluição de uma solução genérica. A Figura 1 mostra esquematicamente que a quantidade do soluto, claramente, não se altera após a adição do solvente. Partindo-se desta informação, pode-se chegar a expressões que relacionam concentração e volume antes da diluição com concentração e volume após o processo de diluição. Usando índice i para a alíquota inicial e f para a alíquota final, temos: ni soluto = nf soluto mi soluto = mf soluto mi soluto = mf soluto Mi. Vi = Mf. Vf Ci. Vi = Cf. Vf i. mi = f. mf

2 Exercício resolvido: (Mackenzie-SP) Aquecem-se 800 ml de solução 0,02 mol/l de fosfato de sódio, até que o volume de solução seja reduzido de 600 ml. A concentração molar da solução final é: a) 2, mol/l. b) 8, mol/l. c) 1, mol/l. d) 1, mol/l. e) 5, mol/l. Resolução Na3PO4 (aq) (-600 ml de água) Na3PO4 (aq) Mi = 0,02 mol/l Mf =? Vi = 800 ml Vi = 200 ml Mi. Vi = Mf. Vf 0,02. 0,8 = Mf. 0,2 Mf = mol/l (alternativa b) Cálculos estequiométricos envolvendo solutos: titulação ácido-base Vimos anteriormente que conhecer o valor de M é muito útil, pois é possível calcular quantos mols há do soluto por meio da expressão nsoluto = M. Vsolução, sabendo-se também o volume. Dessa forma, conhecer M permite fazer cálculos estequiométricos. Um caso muito importante no laboratório que faz uso da molaridade para determinar quantidade de matéria é a titulação ácido-base. A titulação ácido-base é um processo que permite determinar experimentalmente a concentração de uma solução de ácido ou de base. Suponha que deseja-se saber a concentração de uma solução aquosa de NaOH contida em um frasco. Para determinar a concentração da solução de NaOH, pode-se utilizar da técnica de titulação. A Figura 2 mostra como seria o processo.

3 Figura 2. Representação de um processo de titulação de NaOH com HCl. Supondo que adicionou-se 20 ml da solução de NaOH com concentração desconhecida (titulado) a um erlenmeyer e também algumas gotas de fenolftaleína (indicador). Ao adicionar fenolftaleína à solução de NaOH, esta fica com coloração rósea. Em seguida, uma bureta preenchida com solução de HCl 0,50 mol/l (titulante) é utilizada para titular a solução de NaOH. O final da titulação (ponto de equivalência), que indica que a reação entre o ácido e a base acabou de se completar, ocorre quando a solução muda de cor, passando para uma solução incolor, pois o indicador é incolor em meio neutro e em meio ácido. Imagine que, na titulação de NaOH usando a solução titulante de HCl, o volume de ácido consumido tenha sido de 30 ml. Como calcular a concentração da solução de NaOH com essas informações? A quantidade em mols de ácido que reagiu é dada por: nácido = Mácido. Vácido A quantidade em mols de base que reagiu é dado por: nbase = Mbase. Vbase Proporção: 1 mol 1 mol HCl (aq) + NaOH (aq) NaCl (aq) + H2O (l) Grandezas: (Quantidade de matéria) (Quantidade de matéria) 1 mol 1 mol Mácido. Vácido Mbase. Vbase Substituindo os valores numéricos, temos:

4 0,5 mol/l. 0,030 L = Mbase. 0,020 L Mbase = 0,75 mol/l. Exercícios 1) Um técnico tem 500 ml de uma solução de um medicamento e precisa reduzir a concentração, em mol/l, a ¼ do valor inicial. Como ele deve proceder? 2) (Vunesp) O ácido sulfúrico (H2SO4) é um líquido viscoso, muito corrosivo, oxidante e higroscópico. Além de sua utilização em baterias de automóveis, preparação de corantes, tintas e explosivos, este ácido pode ser utilizado, quando diluído adequadamente, na remoção de camadas de óxidos depositados nas superfícies de ferro e aço (decapante). A solução aquosa concentrada deste ácido apresenta densidade igual a 1,80 g/ml, sendo 98% m/m em H2SO4. a) Calcule a concentração, em quantidade de matéria da solução concentrada de ácido sulfúrico. Massa molar H2SO4 = 98 g/mol. b) Para se preparar a solução aquosa de ácido sulfúrico utilizada como decapante, dilui-se 50 ml da solução concentrada para um volume final de 250 ml. Qual a concentração, em c) mol/l,que apresenta esta solução? 3) (Cesgranrio) Uma solução 0,05 M de glicose, contida em um béquer, perde água por evaporação até restar um volume de 100 ml, passando a concentração para 0,5 M. O volume de água evaporada é, aproximadamente: a) 50 ml b) 100 ml c) 500 ml d) 900 ml e) ml 4) (PUC) Sulfato de cobre (CuSO4) é um sal bactericida utilizado em água de piscina. Uma piscina tem capacidade total de 300 m 3 de água. a) Estando ela com água a 1/3 de sua capacidade total, adicionaram-se 10 kg de CuSO4. Qual a concentração molar do sal após sua dissolução total na água da piscina? b) Se, em vez da adição do sal sólido, fossem bombeados 100 m 3 de água já contendo o CuSO4 numa concentração igual a 3 mm e completando-se, em seguida, o volume total da piscina com água, qual, então, seria a concentração molar do sal? 5) Para sua completa neutralização, uma amostra de vinagre de 5,0 ml consumiu 25 ml de uma solução que contém 0,20 mol/l de NaOH. Supondo que o único componente ácido do vinagre seja o ácido acético (CH3COOH), calcule a massa (em gramas) do ácido, contida em 1 L de vinagre (dados: M (NaOH) = 40 g/mol; M (CH3COOH) = 60 g/mol. 6) (PUC) Alguns produtos de limpeza doméstica consistem basicamente de solução aquosa de amônia. Para reagir completamente com a amônia presente em 5,00 ml de amostra de um determinado produto de limpeza, foram necessários 30,00 ml de ácido clorídrico 1,0 mol/l. A reação que ocorre é: NH3 (aq) + HCl (aq) NH4Cl (aq) A concentração de amônia, em mol/l, na amostra é: a) 2,0

5 b) 3,0 c) 0,6 d) 0,3 e) 6,0 7) (Fuvest-SP) Se adicionarmos 80 ml de água a 20 ml de uma solução 0,1 molar de hidróxido de potássio, obteremos uma solução de concentração molar igual a: a) 0,010. b) 0,020. c) 0,025. d) 0,040. e) 0,050. 8) Em 200 ml de solução aquosa de iodeto de potássio de concentração 10 g/l, adicionou-se água suficiente para completar 5,0 L de solução. Determine a concentração em g/l da nova solução. 9) (Unesp) Medicamentos, na forma de preparados injetáveis, devem ser soluções isotônicas com relação aos fluidos celulares. O soro fisiológico, por exemplo, apresenta concentração de cloreto de sódio (NaCl) de 0,9% em massa (massa do soluto por massa da solução), com densidade igual a 1,0 g/cm 3. a) Dada a massa molar de NaCl, em g/mol: 58,5, qual a concentração, em mol/l, do NaCl no soro fisiológico? Apresente seus cálculos. b) Quantos litros de soro fisiológico podem ser preparados a partir de 1 L de solução que contém 27 g/l de NaCl (a concentração aproximada desse sal na água do mar)? Apresente seus cálculos. 10) (Uerj) Um medicamento, para ser administrado a um paciente, deve ser preparado com uma solução aquo- 19 sa de concentração igual a 5%, em massa, de soluto. Dispondo-se do mesmo medicamento em uma solu- ção a 10%, esta deve ser diluída com água, até atingir o percentual desejado. As massas de água na solução mais concentrada, e naquela obtida após a diluição, apresentam a seguinte razão: a) 5/7 b) 5/9 c) 9/19 d) 7/15 11) (Fuvest-SP)

6 Diluindo-se 1,00 L de ácido sulfúrico comercial com água, que volume de solução de bateria pode ser obtido? a) 2,7 L b) 3,0 L c) 3,3 L d) 3,6 L e) 3,9 L 12) (UFMG) Uma mineradora de ouro, na Romênia, lançou m 3 de água e lama contaminadas com cianeto, CN2 (aq), nas águas de um afluente do segundo maior rio da Hungria. A concentração de cianeto na água atingiu, então, o valor de 0,0012 mol/litro. Essa concentração é muito mais alta que a concentração máxima de cianeto que ainda permite o consumo doméstico da água, igual a 0,01 miligrama/litro. Considerando-se essas informa- ções, para que essa água pudesse servir ao consumo doméstico, ela deveria ser diluída, aproximadamente: a) vezes. b) vezes. c) 320 vezes. d) 32 vezes.