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Relatório APL 2.1 – 1ªparte ‘Soluções: Como se preparam?’

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Relatório da APL 2.1 – 1ªparte, 'Soluções: Como se preparam?'

Agrupamento de Escolas Morgado Mateus

Física e Química A

Relatório

APL 2.1 – 1ªparte Soluções: Como se preparam?

Autor: -Leonardo Fernandes 10ºC Nº17 Docente: Alcinda Anacleto Data de realização: 18 de Janeiro de 2013 Data de entrega: 25 de Janeiro de 2013

Sumário

No dia 17 de Janeiro de 2013 (quinta feira), na aula de Física e Química A, realizámos uma atividade experimental cujo objetivo consistiu em preparar 100 mL de uma solução aquosa de sulfato de cobre (II) com concentração de 0,2 mol dm^-3 e, a partir dessa, preparar por diluição, 250 mL de outra solução de sulfato de cobre (II) com concentração 0,04 mol dm^-3, com fator de diluição 5 da primeira já preparada.

Objetivos

-Preparar 100 mL de uma solução aquosa de sulfato de cobre (II) anidro, com concentração 0,2 mol dm^-3, a partir do soluto sólido;

-Preparar uma solução por diluição da 1ª já preparada;

- Aprender a trabalhar no laboratório e manusear materiais.

Introdução teórica

Uma solução é uma mistura homogénea de um ou mais solutos e um solvente, que constituem uma só fase, sem fronteiras entre as partículas do soluto e do solvente. O solvente, ou fase dispersante, é o componente da mistura que satisfaz a condição de se encontrar no mesmo estado físico da solução, ou se o estado físico dos componentes da solução for o mesmo, ter uma maior quantidade de substância que o soluto, ou solutos. O soluto, ou fase dispersa, é o componente da solução que não tem inicialmente o mesmo estado físico da solução ou que, tem quantidade de substância que o solvente. Numa solução as partículas do soluto não são maiores que 1 nm de diâmetro, não sedimentam e não podem ser separadas pelo processo de filtração. Estas misturas homogéneas quando atravessadas por luz, não causam qualquer fenómeno ou alteração na trajetória da luz.

A composição quantitativa de uma solução traduz as proporções dos constituintes que se misturam para originar a solução e pode ser expressa por relações diversas como: concentração (molar), concentração mássica, percentagem em volume, fração molar e partes por milhão (bilião ou trilião).

Nesta experiência usou-se a concentração molar para exprimir as relações entre as quantidades de soluto, n, e o volume da solução, v. Assim quando se calcula a concentração molar, a unidade padrão é o mol m^-3, podendo a unidade de volume variar.

O mol é a quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades elementares quantos são os átomos contidos em 0,012 Kg de Carbono 12. Pode-se ainda concluir que o número de entidades elementares contidas em 1 mol corresponde à constante de Avogrado, cujo valor é 6,0210²³ mol.

Massa Molar (M) é a massa (em gramas) de um número de partículas igual à constante de Avogrado.

O soluto que se utilizou nesta experiência prático-laboratorial é um composto químico denominado sulfato de cobre (II) na sua forma anidra, sendo a sua fórmula química CuSO₄. Este composto é muito usado na agricultura e jardinagem porque mata fungos.

Os conceitos de diluição e fator de diluição também foram muito importantes para realizar esta atividade prático-laboratorial. A diluição é o acto físico-químico de tornar uma solução menos concentrada em partículas de soluto através do aumento do solvente. O fator de diluição corresponde à relação entre o volume da solução depois de diluída, e o volume da solução antes de ser diluída, equivalente a .

Planeamento

Material utilizado

- Balança de precisão (± 0.001 g).

- Garrafa de esguicho com água desionizada.

-Espátula

-Copo de 100 mL

-Vareta de vidro

-Proveta

-Balão volumétrico de 250 mL

-Balão volumétrico de 100mL

-Funil

-Pipetador

-Pipeta volumétrica de 25 mL

-Proveta de 25 mL

Reagentes

-CuSO₄(Sulfato de cobre (II))

Execução

-1ª Solução:

Calculou-se a massa de soluto a pesar, m=3,19g;
Colocou-se o copo na balança, e calibrou-se a balança a zero;
Com a ajuda da espátula, colocou-se a substância química CuSO₄, pouco a pouco, no copo sem deixar cair no prato da balança até chegar ao valor medido;
Adicionou-se, com a ajuda do esguicho, cerca de 25 mL de água desionizada ao copo que continha 3,190g de CuSO₄;
Com a ajuda da vareta dissolveu-se o soluto na água;
Transferiu-se a solução para o balão volumétrico de 100 mL;
Lavou-se o material usado anteriormente com pequenas porções de água desionizada e transferiram-se essas águas de lavagem para o balão volumétrico;
Adicionou-se água desionizada ao balão volumétrico até ao traço de referência;
Agitou-se a solução para homogeneizar.

- 2ª Solução:

Calculou-se o volume de solução a retirar da solução anterior, v=50 mL;
Mediu-se com a pipeta volumétrica 50 mL da solução anterior e transferiu-se para o balão volumétrico de 250 mL;
Adicionou-se água desionizada até ao traço de referência;
Agitou-se a solução para homogeneizar.

Resultados Obtidos/Cálculos necessários

1ª Solução: Cálculo da massa de sulfato de cobre (II), CuSO₄

m=?

C= 0,200 mol dm^-3

V= 100 mL 0,100 dm³

0,200= n= 0,200 0,100 n= 0,0200 mol

M(CuSO₄)= 65,546 + 32,065 + 415,9994 M(CuSO₄)= 159,6086

n= m= n M m= 0,0200 159,6086 m= 3,19 g

2ªsolução: Cálculo do volume de solução a retirar da solução anterior

C_i= 0,2 mol dm^-3 V_i= 100 mL 0,100 dm³ n_i= 0,0200 mol

f (Fator de diluição)=5

C_f=? V_f= 250 mL 0,250 dm³ n_f=?

f= C_f= C_f= 0,04 mol dm^-3

C_f= n soluto= C_f V solução n soluto=0,04 0,250 = 0,01 mol

Ci= V solução= V solução= = V solução= 0,05 dm³ 50 cm³

No final, eu e o meu grupo, conseguimos preparar uma primeira solução de sulfato de cobre (II) com concentração de 0,200 mol dm^-3 e preparar outra solução a partir dessa com fator de diluição 5. Observamos que a solução mais concentrada era caracterizada por um tom de azul mais escuro do que a solução menos concentrada.

Análise/Conclusão

Nesta atividade laboratorial foram cumpridos todos os objetivos inicialmente propostos. Preparámos com sucesso uma solução de 100 mL de CuSO₄ e também fomos bem sucedidos na tarefa de preparar outra solução de 250 mL com fator de diluição 5, a partir da primeira solução. Assim concluí que quanto maior for o fator de diluição, menor é o valor da concentração.

Analisando a atividade penso que é muito importante termos certos cuidados com vários aspetos experimentais. Primeiro, é essencial medir rigorosamente a quantidade de soluto e o volume da solução visto que queremos obter uma concentração conhecida. O meu grupo teve os devidos cuidados com as medições feitas na balança e com a posição dos olhos quando se tratou de medições de volume.

Para esta tarefa laboratorial ser efetuada corretamente também é necessário o uso correto do material de laboratório, nomeadamente do material volumétrico, que foi utilizado para obter uma maior exatidão. Nisto, o meu grupo teve algumas dificuldades em trabalhar com a pipeta volumétrica pois os elementos do grupo nunca tinham trabalhado com aquele material.

Durante a atividade, eu pude concluir que é necessário dissolver bem o soluto antes de perfazer o volume. Se não o fizermos não iremos obter a concentração desejada. Este passo não foi inteiramente bem sucedido pelo meu grupo.

Ainda a salientar que é importante lavar bem o copo e o restante material utilizado e colocar as águas de lavagem no balão volumétrico, com o objetivo de colocar toda a massa medida de CuSO₄ no balão volumétrico, evitando a diminuição da concentração.

Ao realizar os cálculos conclui que o ao diminuir a quantidade de soluto (n), a concentração também diminui, isto se o volume se mantiver.

No final, com as soluções preparadas podemos observar que quanto maior a concentração de uma solução mais intensa é a cor.

Bibliografia/Webgrafia

-SIMÕES, Teresa; QUEIRÓS, Maria e SIMÕES, Maria; 2010, Química em contexto, Porto Editora, Porto

-http://quimicaensinada.blogspot.pt/2011/07/dispersoes-coloides-suspensoes-e.html, consultado em 18/1/2013

-http://pt.wikipedia.org/wiki/Dilui%C3%A7%C3%A3o, consultado em 18/1/2013

1356 Visualizações 15/02/2017

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