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Esta atividade experimental tem como objetivo preparar uma solução aquosa de sulfato de cobre (II) penta-hidratado com um volume de 100 ?? e com uma concentração de 0,100 ???/??! (preparar uma solução aquosa a partir de um soluto sólido) e, em seguida, realizar a sua diluição e determinar a concentração da solução diluída com fatores de diluição iguais a 5 e 10 (diluição de soluções).
O sulfato de cobre(II) penta-hidratado não é uma substância que exija cuidados especiais para além dos usuais no laboratório de Química: luvas, bata e óculos de segurança. Contudo, em caso de inalação deve retirar-se para um local ventilado; em caso de contacto com a pele, deve lavar com água; em caso de contacto com os olhos deve lavar com água e em caso de ingestão e mal-estar deve consultar um médico.
Durante a medição da massa do soluto, não se deve colocar a amostra diretamente sobre o prato da balança, mas dentro de um recipiente limpo e seco (o recipiente deve estar à temperatura ambiente, porque o corpo ou material aquecido provoca correntes de ar que introduzem erros na pesagem). Deve-se evitar vibrações na mesa ou na bancada onde se encontra a balança.
É importante lavar o copo de precipitação (ponto 6 do procedimento de soluções a partir de solutos sólidos) com água desionizada para que não reste soluto no mesmo, de modo a não afetar a quantidade de soluto existente na solução.
Depois de proceder à homogeneização da solução (ponto 7 e 8 do procedimento de soluções a partir de solutos sólidos;ponto 4 do procedimento de diluição de soluções) deve-se verificar se existem bolhas de ar. Caso estas existam deve-se dar umas batidas no corpo do balão volumétrico até que as bolhas desapareçam (a presença de bolhas poderá afetar a medição do volume da solução). Quando se enche o balão volumétrico com água desionizada a partir do esguicho, este deve ter a ponta por onde sai a água encostada à parede do balão, evitando assim o aparecimento de bolhas.
Deve-se ter cuidado ao efetuar a leitura do nível de líquido no colo do balão de modo a medir corretamente o volume de solução aquosa, tanto no balão volumétrico como na pipeta graduada para não se cometer erros de paralaxe (erros associados à incorreta posição do observador).
Quando se adicionou água desionizada ao soluto sólido, preparou-se uma solução aquosa. Durante essa preparação verificou-se uma mudança de cor para azul marinho (cor do sulfato de cobre).
1º Registar os dados que já nos são fornecidos:
2º Calcular a quantidade de soluto que deve existir na solução, atendendo ao volume e à concentração pretendidas:
? = ? / ? ⇔ ? = ?×? ⇔ ? = 0,100×0,100 ⇔ ? = 0,0100 ???
3º Calcular a massa de soluto (????4. 5?2?) a medir, atendendo à quantidade de soluto já calculada e à massa molar (M) do soluto:
? = ?/? ⇔ ? = ?×? ⇔ ? = 0,0100×249,69 ⇔ ? = 2,50?
1º Registar os dados que já nos são fornecidos (atividade 2.2):
2º Calcular o volume (?1) a retirar da solução-mãe, considerando o fator de diluição, f, igual a 5:
3º Calcular o volume (?2) a retirar da solução-mãe, considerando o fator de diluição, f, igual a 10:
Soluções a partir de solutos sólidos (atividade laboratorial 2.2)
Diluição de soluções (atividade laboratorial 2.3)
Durante a realização da atividade poderão ter ocorrido algumas discrepâncias durante a medição das grandezas, uma vez que os equipamentos usados tem uma certa sensibilidade: balança analítica com uma incerteza de ±0,01 ?; balões volumétricos de 100 ?? com uma incerteza de ±0,08 ??.
• Erros associados à medição da massa do soluto na balança:
Nesta parte da atividade foi necessário calcular a massa de soluto necessária para se poder obter uma solução aquosa de sulfato de cobre (II) penta-hidratado (????!. 5?!?) com um volume de 100 ?? e com uma concentração de 0,100 ???/??!. Primeiro procedeu-se à medição indireta (medir através de cálculos) do soluto:
?(????4. 5?2?) = 249,69 ?/???
? =?/? ⇔ ? = ?×? ⇔ ? = 0,100×0,100 ⇔ ? = 0,0100 ???
? = ?/? ⇔ ? = ?×? ⇔ ? = 0,0100×249,69 ⇔ ? = ?, ?? ?
De seguida, procedeu-se à medição direta (ato de medir) do soluto. É nesta altura que a medição pode ser afetada, ou por movimento brusco do operador sobre a mesa onde se encontra a balança, ou por movimentos bruscos de vento que poderão afetar a pesagem do soluto.
• Erros associados à lavagem do copo de precipitação:
Quando se lava o copo de precipitação com água desionizada para que não reste soluto no mesmo, (para não afetar a quantidade de soluto existente na solução) poderá ter restado um pouco de soluto no copo de precipitação, o que irá diminuir a quantidade de soluto na solução e aumentar a sua concentração.
• Erros associados á medição de volume no balão volumétrico:
Na realização desta atividade usou-se um balão volumétrico para medir o volume da solução, uma vez que é um dos aparelhos usados para medidas rigorosas (tem menor incerteza). Os balões volumétricos têm um traço de referência na zona tubular, indicativo do nível a que deve ficar o líquido a medir para que se tenha o volume correspondente à capacidade do balão.
A superfície livre de um líquido contido num instrumento de medida apresenta-se sempre ligeiramente encurvada na periferia devido à tensão superficial. A leitura deverá ser feita de modo que a direção do olhar coincida com a linha tangente à parte interna do menisco (A). Sempre que a direção do olhar não coincide com a linha tangente ao menisco cometem-se erros de paralaxe (B). Uma leitura incorreta do volume levará a resultados diferentes de volume e concentração, afetando a atividade.
Durante a homogeneização da solução, poderão formar-se bolhas de ar. Apesar das tentativas para fazer desaparecer as bolhas de ar (dando batidas no corpo do balão volumétrico e na pipeta graduada) poderão ter ficado alguma(s) bolha(s) de ar.
Na realização da atividade 2.3 não se respeitou o protocolo, isto porque, se usou uma pipeta graduada em detrimento da pipeta volumétrica por falta desta. É muito importante mencionar este facto, uma vez que, o uso da pipeta graduada torna o resultado menos rigoroso. Isto deve-se ao facto de a pipeta graduada ter uma menor incerteza em relação à pipeta volumétrica; e quanto menor a incerteza “pior” é o resultado da atividade. Apesar do sucedido os resultados foram os esperados.
Diluir uma solução aquosa consiste em diminuir a sua concentração, por adição de mais água desionizada. Sendo assim, para duas soluções com o mesmo volume, mas com quantidades diferentes de soluto, a que tem uma maior quantidade de soluto é a solução mais concentrada. Notou-se uma diferença bastante notória da solução mãe (solução preparada na atividade 2.2) para as soluções diluídas. Essa diferença está na intensidade da cor da solução: a solução-mãe, que estava mais concentrada, tinha como cor um azul-marinho muito intenso; a solução diluída com fator de diluição igual a 5 tinha uma cor menos intensa que a solução mãe, uma vez que se diminui a concentração; a solução diluída com fator de diluição igual a 10 tinha uma cor menos intensa que a solução-mãe e do que a solução diluída com fator de diluição igual a 5, devido à diminuição do fator de diluição. Verifica-se assim que quanto maior o fator de diluição de uma solução menor é a sua concentração e a intensidade da cor.
No final desta atividade conseguimos cumprir o objetivo: preparou-se uma solução aquosa de sulfato de cobre (II) penta-hidratado (????!. 5?!?) com um volume de 100 ?? e com uma concentração de 0,100 ???/??!; preparou-se duas soluções diluídas (ambas com 100 ??) tendo como fatores de diluição o 5 e o 10.
Esta atividade permitiu-nos: concluir que quanto mais concentrada é uma solução mais intensa é a sua cor; aprendemos a manusear corretamente os instrumentos de laboratório; aprendemos como se prepara uma solução a partir de um soluto sólido e como preparar a diluição de uma solução.
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