aula 3 e 4 - Preparo de soluções

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Cálculos em soluções PROFA. RAQUELL CHAVES

Concentração

O preparo de uma solução aquosa em laboratório

O soluto é transferido para o frasco e, em seguida, adicionase 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 1.000 mL.

Solução aquosa de NaOH

Massa do soluto = 80 g Volume da solução = 1 L

Concentração comum Relação entre massa de soluto e volume de sua solução

NaOH (aq) C = 80 g/L

A solução preparada contém 80 g de soluto dissolvidos em 1,0 L de solução.

Unidades: g/L à Representa a massa de soluto expressa em gramas por volume da solução expresso em litro. Mol/L à É o número de moles de uma substância por litro de solução.

Concentração Partes por milhão (ppm) à gramas de substâncias por 1 milhão de gramas da solução ou mistura total. (1ppm=1μg.g-1) Partes por bilhão (ppb) à gramas de substâncias por 1 bilhão de gramas de solução ou mistura total. (1ppb=1ng.g-1) Composição percentual à a porcentagem de um componente em uma mistura ou solução é usualmente expressa como percentual massa/massa (%m/m) ou peso/peso (%p/p).

THE NEXT/CID

Concentração em quantidade de matéria

Concentração Mol •

É a quantidade de uma espécie química que contém 6,02 x 1023 partículas (átomos, moléculas, íons, elétrons, etc).

Massa Molar (M ou MM) • •

A massa em g de 1 mol da espécie química. Massa molar atômica à 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 CO2 = 44,01 g de CO2 1 mol de H2O = 18,0158 g de H2O

Concentração Concentração Molar (Molaridade) •

Concentração da solução expressa em moles 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

massa(g) Molaridade = MM(g.mol- 1).Volume(L) massa(g) n= MM(g.mol - 1)

Densidade

Concentração Densidade •

Densidade = massa da substância / volume

•

Unidades: (g/mL) ou (g/cm3) ou (kg/L)

Porcentagem Quando o título em massa é expresso em porcentagem, tem-se a porcentagem em massa do soluto na solução.

Densidade de solução versus concentração comum Densidade: inclui a massa da solução.

Concentração comum: inclui apenas a massa do soluto.

Diluição de soluções Adição de solvente a uma solução

I

II

O pó dissolvido em água.

Muito concentrado

Diluição de pó em solvente água

Acrescenta-se mais água: diluição.

Menos concentrado ou mais diluído

Diluição de soluções (nível microscópico)

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Solução concentrada de CuCl2 (aq) diluída pela adição de solvente resulta em nova solução com o mesmo número de íons Cu2+ e Cl–.

Diluições • Soluções diluídas podem ser preparadas a partir de soluções

concentradas.

• Um volume ou massa desejado de uma solução concentrada é transferido para um balão volumétrico e diluído para um volume ou massa final pretendido.

O princípio básico da diluição é que o número de mol do soluto é o mesmo na alíquota da solução concentrada e solução diluída.

FOTOS: THE NEXT/CID

Diluição de soluções (nível macroscópico)

M = 2,0 mol /L V= 5,0 mL (alíquota)

V= 5,0 mL (alíquota) Trasferida para balão de 50 mL

M=? V = 50 mL

Cálculos envolvendo diluição A quantidade de soluto permanece a mesma.

Concentração • Qual a massa de etanol em 125g de uma solução 95% (m/m)?

• Qual a massa de ácido acético em 500mL de vinagre com teor de 4,0% (m/v)?

• Qual a concentração molar de uma solução resultante da adição de uma quantia de 105mL de água diretamente em 25mL de uma solução 0,20M de cloreto de sódio (NaCl)?

Exercícios 1. Calcular a massa em gramas em 1 mol de CaSO4.7H2O (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 Na2CO3. (Na = 22,990; C = 12,011) R: 0,0047 mol ou 4,7 x 10 mol -3

3. Quantos miligramas estão contidos em 0,250 mmol de Fe2O3? (Fe = 55,847) R: 39,923 mg

Exercícios 4. Calcule a concentração , em g/L da solução obtida ao dissolver 4 g de cloreto de sódio em 50 cm3 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

Ácido clorídrico 0,1 M

Rótulo de HCl 37%

Ácido clorídrico 0,1M Cálculo • Parte 1: Molaridade 36,49 g --------à 1mol X -----------à 0,1 mol X= 3,649 g 3,649g de HCl para preparar 1 litro de solução a 0,1 mol/L.

Ácido clorídrico 0,1M Cálculo • Parte 2: Volume (considerar densidade 1,18 g/ml)

+ *= )

3,649 1,18 = ) 3,649 )= 1,18 ) = 3,09 ml

Ácido clorídrico 0,1M Cálculo • Parte 3: Pureza 3,09 %& −−−−−→ 37% + −−−−−−−→ 100%

x = 8,35 ml Logo, deve-se pipetar uma alíquota de 8,35 ml de ácido clorídrico 37% para preparar 1 litro de solução a 0,1 mol/L.

Ácido sulfúrico 1:1 1:1

Refere-se a proporção de solvente Refere-se a proporção de soluto

Logo, deve-se adicionar a mesma quantidade de soluto e solvente na mistura. Quando o solvente não for especificado, interpreta-se que seja a água (solvente universal) Parte 1: preparo

1à 1 50ml de H2SO4 à 50ml de H2O Realizou-se a análise de proporção acima para o preparo de 100ml de solução de Ácido sulfúrico 1:1

Hidróxido de sódio 40%

97,00

Rótulo de NaOH em pérolas

Hidróxido de sódio 40% Cálculo • Parte 1: Concentração (porcentagem)

40,0 g --------à 100 ml X -----------à 1000 ml X= 400 g

Hidróxido de sódio 40% Cálculo • Parte 3: Pureza 400# −−−−−→ 97% ) −−−−−−−→ 100%

x = 412,37 g Logo, deve-se pesar 412,37g de hidróxido de sódio e adicionar água destilada quantidade suficiente para 1L de solução.

Arsenito de sódio 0,1M

Rótulo de arsenito de sódio (NaAsO2)

Arsenito de sódio 0,1M Cálculo • Parte 1: Molaridade 129,91 % −−−−−−− − 1 '() * −−−−−−−−−− −à 0,1 '() , = ./, 00 1 ( para 1 litro)

Arsenito de sódio 0,1M Cálculo • Parte 2: Pureza 12,99 % −−−−−→ 98% * −−−−−−−→ 100%

x = 13,26 g/l

Logo, deve-se pesar aproximadamente 13,26g de arsenito de sódio para preparar 1 litro de solução a 0,1 mol/L.

Arsenito de sódio 0,1M Cálculo • Parte 3: Volume 13,26 & −−−−−→ 1000*+ , −−−−−−−→ 500 *+

x = 6,63 g

Fosfato de sódio e amônio 10% Deseja-se preparar uma solução de Fosfato de Sódio e Amônio 10% a partir da diluição dessa solução na concentração de 20%. Cálculo • Diluição – preparar 30 ml de solução

!1 # 1 = !2 # 2 20% . #1 = 10% . 30 *+ #1 = -.% . /.01.,2. % à #1 = 3456

!" =

$%&&% $'(%) (+) -%(ê/01%

$!" =

$%&&% $'(%) ($+) -%(ê/01%

Cálculo de miliequivalentes • Qual a concentração, em miligramas por mililitro, de uma solução contendo 2 mEq de cloreto de potássio (KCl) por mililitro? Dados: K= 39; Cl = 35,5.

R = 149 mg

Cálculo de miliequivalentes Quantos miliequivalentes de potássio tem em 1 ml de solução de cloreto de potássio a 10%?

R = 1,34 mEq

Um farmacêutico do controle de qualidade precisa preparar uma solução de concentração 0,1 mol/L de NaOH em um balão volumétrico de 50 mL

a) Qual a massa molar da base (g/mol)

M = 0,1 mol/L V = 50 mL ou 0,05 L

NaOH

b) Qual a massa a ser pesada da base em gramas e em miligramas para preparar essa solução.

c) Será necessário preparar mais volume de solução (500 mL), quanto de base devo pesar para obter a mesma concentração de 0,1 mol/L

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 (C2H6O2), qual a concentração comum dessa solução? etilenoglicol

n = 5 mol V = 500 mL ou 0,5 L R: 620 g/L

Qual o volume de H3PO4 85% (m/m) necessário para preparar 250 mL de uma solução de H3PO4 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

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

Qual a massa de CuSO4.5H2O (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)? Lembrando.... CuSO4

Cu+2

+

SO4-2

C = 2,0 g/L de Cu+2 V = 500 mL ou 0,5 L

R: 3,929 g ou 3929 mg

Dúvidas? [email protected]

Referência BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. RESOLUÇÃO RDC Nº 17, DE 16 DE ABRIL DE 2010. BRASIL. Farmacopeia Brasileira, Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Brasília: Anvisa, 2010. 546p. GIL, E. S. Controle Físico-Químico de Qualidade de Medicamentos. 3ª Ed. Pharmabooks: São Paulo, 2010.