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MINIST É RIO DA EDUCA Ç ÃO SECRETARIA DE EDUCA Ç ÃO PROFISSIONAL E TECNOL Ó GICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCA Ç ÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA.

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1 MINIST É RIO DA EDUCA Ç ÃO SECRETARIA DE EDUCA Ç ÃO PROFISSIONAL E TECNOL Ó GICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCA Ç ÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS LAGES Soluções e Expressão das concentrações Prof. Marcel Piovezan Curso Técnico concomitante em Análises Química Unidade Curricular: Química Analítica Módulo 2

2 X SAIR BRIAN SYTNYK/ MASTERFILE/OTHER-IMAGES Introdução às expressões de concentração das soluções aquosas

3 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. HIGHRES PRESS STOCK/CID CID 1 Introdução às expressões de concentração das soluções aquosas

4 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 H 2 O a 18ºC - Solução concentrada - quantidade grande de soluto em relação ao solvente Ex: 30g de NaCl em 100 mL de H 2 O a 18ºC

5 X SAIR - Solução saturada - contém a máxima quantidade de sal que se dissolve em 100 mL de H 2 O a uma determinada temperatura. Ex: 36g de NaCl em 100 mL de H 2 O a 18 ºC -S-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 H 2 O a 18ºC

6 X SAIR 4 – COEFICIENTE E CURVA DE SOLUBILIDADE Coeficiente de solubilidade : Na prática para que serve? De que me serve como técnico?

7 X SAIR O preparo de uma solução aquosa em laboratório Solução aquosa de NaOH Massa do soluto = 80 g M(NaOH) = 40 g mol –1 Massa do soluto = 80 g Volume 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 mL. THE NEXT/CID 1 Introdução às expressões de concentração das soluções aquosas

8 X SAIR 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. THE NEXT/CID NaOH (aq) C = 80 g/L 1 Introdução às expressões de concentração das soluções aquosas

9 X SAIR Concentração comum Expressa a massa de soluto presente num certo volume de solução. THE NEXT/CID NaOH (aq) C = 80 g/L 1 Introdução às expressões de concentração das soluções aquosas

10 X SAIR Densidade de solução versus concentração comum Concentração comum: inclui apenas a massa do soluto. Densidade: inclui a massa da solução. 1 Introdução às expressões de concentração das soluções aquosas

11 X SAIR BRIAN SYTNYK/ MASTERFILE/OTHER-IMAGES Concentração em quantidade de matéria e outras expressões de concentração

12 X SAIR Concentração em quantidade de matéria e outras expressões de concentração THE NEXT/CID

13 X SAIR Relembrando... Mol  É a quantidade de uma espécie química que contém 6,02 x 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 CO 2 = 44,01 g de CO 2 1 mol de H 2 O = 18,0158 g de H 2 O

14 X SAIR 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

15 X SAIR Densidade  Densidade = massa da substância / volume  Unidades: (g/mL) ou (g/cm 3 ) 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

16 X SAIR Contando íons em solução Concentração em quantidade de matéria e outras expressões de concentração

17 X SAIR Contando íons em solução 2 Concentração em quantidade de matéria e outras expressões de concentração

18 X SAIR Título em massa Expressa a relação entre a massa de soluto e a massa de solução. 2 Concentração em quantidade de matéria e outras expressões de concentração

19 X SAIR Título em volume Expressa a relação entre o volume de soluto e o volume de solução. 2 Concentração em quantidade de matéria e outras expressões de concentração

20 X SAIR 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

21 X SAIR 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

22 X SAIR Exercícios 1.Calcular a massa em gramas em 1 mol de CaSO 4.7H 2 O (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 Na 2 CO 3. (Na = 22,990; C = 12,011) R: 0,0047 mol ou 4,7 x mol 3. Quantos miligramas estão contidos em 0,250 mmol de Fe 2 O 3 ? (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 cm 3 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

23 X SAIR Vamos exercitar mais....

24 X SAIR 1.Um t é cnico de an á lises qu í micas precisa preparar uma solu ç ão de concentra ç ão 0,1 mol/L de NaOH em um balão volum é trico de 50 mL M = 0,1 mol/L V = 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 solu ç ão. c) Ser á necess á rio preparar mais volume de solu ç ão (500 mL), quanto de base devo pesar para obter a mesma concentra ç ão de 0,1 mol/L

25 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 (C 2 H 6 O 2 ), qual a concentração comum dessa solução? n = 5 mol V = 500 mL ou 0,5 L etilenoglicol R: 620 g/L

26 X SAIR 3. Qual o volume de H 3 PO 4 85% (m/m) necessário para preparar 250 mL de uma solução de H 3 PO 4 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

27 X SAIR 4. Qual a massa de iodeto de potássio para preparar 2 L de uma solução de KI 10% (m/v)? R: 0,2 kg ou 200 g

28 X SAIR 5. Qual a massa de CuSO 4.5H 2 O (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.... CuSO 4 Cu +2 + SO 4 -2

29 X SAIR 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: X HNO3 = 0,035 ou 3,5 % X H2O = 0,965 ou 96,5 % C = 126 g/L d = 1,008 g/mL

30 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 g M = 0,5 mol/L Hoje m = ? M = 2,5 mol/L

31 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 g M = 1,85 mol/L Título = 0,9 % (m/m) V = 100 mL ou 0,1 L m = 10,8 g de NaCl M = ?

32 X SAIR BRIAN SYTNYK/ MASTERFILE/OTHER-IMAGES Diluição e mistura de soluções

33 X SAIR Diluição de soluções Adição de solvente a uma solução Diluição de pó em solvente água 3 Diluição e mistura de soluções III O pó dissolvido em água. Acrescenta-se mais água: diluição. Muito concentrado Menos concentrado ou mais diluído

34 X SAIR Diluição de soluções (nível microscópico) Solução concentrada de CuCl 2 (aq) diluída pela adição de solvente resulta em nova solução com o mesmo número de íons Cu 2+ e Cl –. THE NEXT/CID 3 Diluição e mistura de soluções

35 X SAIR Diluição de soluções (nível macroscópico) FOTOS: THE NEXT/CID 3 Diluição e mistura de soluções M = 2,0 mol /L V= 5,0 mL (alíquota) Trasferida para balão de 50 mL M = ? V = 50 mL

36 X SAIR Cálculos envolvendo diluição A quantidade de soluto permanece a mesma. 3 Diluição e mistura de soluções

37 X SAIR Cálculos envolvendo mistura de soluções de mesmo soluto A quantidade de soluto permanece a mesma. 3 Diluição e mistura de soluções Sol. 1Sol. 2 n1 V1 M1 n2 V2 M2

38 X SAIR Cálculos envolvendo mistura de soluções de mesmo soluto 1) 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 (C 5 H 12 O 6 ) 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


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