Soluções São misturas homogêneas de duas ou mais substâncias. 1 Definições Soluto: substância a ser dissolvida; Solvente: substância que efetua a dissolução; Solução aquosa: solução que utiliza água como solvente; Solução diluída: solução que contém uma pequena quantidade de soluto; Solução concentrada: solução que contém uma quantidade razoável de soluto. Prefixos mais comuns na literatura química Prefixo Múltiplos Fator Prefixo Frações Símbolo Símbolo Fator tera T 1012 deci d 10-1 giga G 109 centi c 10-2 mega M 106 mili m 10-3 kilo k 103 micro 10-6 hecto h 102 nano n 10-9 deca da 101 pico p 10-12 2 Concentração das Soluções Denomina-se concentração de uma solução toda e qualquer forma de expressar a proporção existente entre a quantidade do soluto e a quantidade do solvente ou solução. 3 Concentração (C) É o quociente entre a massa do soluto e o volume da solução msoluto C Vsolução Ex.: Preparar uma solução aquosa 5 g/L de cloreto de sódio (NaCl) Adicionar água destilada NaCl Agitar Tampar 2,500 g 500 mL 500 mL 500 mL 500 4 mL Ex.: Qual a massa de cloreto de alumínio (AlCl3) necessária para preparar 150 mL de uma solução aquosa de concentração igual a 50 g/L. msoluto C Vsolução msoluto msoluto C.Vsolução g 50 .0,15L 7,5g L 5 Concentração Molar ou Molaridade (M) É o quociente entre o número de moles do soluto e o volume da solução em litros (M = mol/L ou mol L-1) nsoluto M Vsolução (litros) como m n PM msoluto M PMsoluto .Vsolução (litros) 6 Ex.: Preparar 1 litro de uma solução 0,5 M de NaOH msoluto M PMsoluto .Vsolução (litros) M = 0,5 M Na = 23; O = 16; H = 1 PMsoluto = 40 g/mol Vsolução = 1 litro msoluto PMsoluto .Vsolução (litros).M msoluto g mol 40 .1L.0,5 20g mol L 7 Ex.: Preparar 1 litro de uma solução 0,5 M de NaOH msoluto = 20 g Vsolução = 1 litro Adicionar água destilada NaOH Agitar Tampar 20,000 g 1000 mL 1000 mL 1000 mL 1000 mL 8 Ex.: Qual a molaridade de uma solução aquosa que contém 2,30 g de álcool etílico (C2H5OH) em 3,5 litros? msoluto M PMsoluto .Vsolução (litros) M=?M C = 12; O = 16; H = 1 PMsoluto = 46 g/mol Vsolução = 3,5 L msoluto = 2,30 g 2,3g mol M 0,0143 0,0143M g L 46 .3,5L mol 9 Ex.: Preparar uma solução aquosa 2 M de ácido acético (CH3COOH)? msoluto PMsoluto .Vsolução (litros).M M=2M C = 12; O = 16; H = 1 PMsoluto = 60 g/mol Vsolução = ? = 0,25 L msoluto = ? g Como não foi fixado o volume de solução que deve ser preparado, fica a critério de cada um escolher o volume da solução. Neste caso vamos preparar 250 mL de solução. Assim um balão volumétrico de 250 mL deverá ser usado. msoluto g mol 60 .0,25L.2 30g mol L 10 Ex.: Preparar uma solução aquosa 2 M de ácido acético (CH3COOH)? msoluto 30g Adicionar água destilada Ácido Acético Agitar Tampar 30,000 g 250 mL 250 mL 250 mL 250 mL 11 Relação entre C e M msoluto M PMsoluto .Vsolução (litros) msoluto C Vsolução Igualando msoluto M.PMsoluto .Vsolução (litros) msoluto C.Vsolução C M.PMsoluto 12 Concentração Normal ou Normalidade (N) É o número de equivalentes de soluto contido em 1L de solução ou o número de miliequivalentes em 1mL de solução. litros (N = eq/L ou eq/L ou meq/mL) n eq g soluto N Vsolução (litros) o n meq g soluto N Vsolução (mililitro) o 13 Concentração Normal ou Normalidade (N) n eq g soluto o Massa( g ) Eq g E eq g soluto Molécula g soluto K K = é o número de hidrogênios ionizáveis para os ácidos ou de hidroxilas para as bases, valência do cátion ou do ânion para os sais m assa N K. Vsolução .PM 14 Ex.: Preparar um litro de solução de Hidróxido de Sódio(NaOH) com concentração de 0,1N. m assa N K. Vsolução .PM N = 0,1N Na = 22,990; O = 15,999; H = 1,008; K= 1 PMsoluto = 39,997g Vsolução = 1,0 L msoluto = ? g N .PM .V m K 15 Ex.: Preparar um litro de solução de Hidróxido de Sódio(NaOH) com concentração de 0,1N. 0,1x39,997 x1 m 3,997 gNaOH 1 16 Padronização de Soluções Solução Padrão: a concentração de soluto é conhecida com acuracidade. A confecção de uma Solução Padrão é feita com um Padrão Primário. Padrão Primário é a substância que possui alto grau de pureza, não degrada facilmente e que tenha sido submetida à secagem em estufa antes do preparo da solução. Padrão Secundário é a solução em que sua padronização foi realizada com um padrão primário. Na padronização de uma solução de Hidróxido de Sódio(NaOH) utilizam-se como padrões primários: Ftalato Ácido(biftalato) de Potássio (C8H5O4) ou Ácido Oxálico (C2H2O4.2H2O). 17 Ex.: Preparar 100mL de solução de Ácido Oxálico (C2H2O4.2H2O) com concentração de 0,1N. N .PM .V m K N = 0,1N C = 12,011; O = 15,999; H = 1,008; K= 2 PMsoluto = 126,064g Vsolução = 0,1 L msoluto = ? g 0,1x126 ,064 x0,1 m 0,63032 gC 2 H 2O4 .2 H 2O 2 18 Cálculo da Concentração da Solução Padronizada N1.V1 N2 .V2 N3.V3 const. 19