2º Aula Química, Professora Camila, 2E, Noturno

Aula 29/04/2020

Professora: Camila Soares Silva – 19 992840084

Turma: 2º E - Noturno 

Escola: EE Prof. João Pessoa Maschietto

Conteúdo será colocado a disposição pelo blog assim como enviado diretamente no grupo de WhatsApp, peço se possível que participe do grupo para conversarmos e tirarmos todas as duvidas estou a disposição a qualquer horário. 

Diluição de Soluções

Uma solução é uma mistura homogênea de duas ou mais substâncias. Como, por exemplo, uma solução de sal (soluto) dissolvida em água (solvente).

                             

Principalmente em laboratórios químicos e em indústrias, esse processo é muito importante, porque o químico precisa preparar soluções com concentrações conhecidas. Além disso, em atividades experimentais são utilizadas soluções com concentrações bem baixas, assim, uma amostra da solução concentrada é diluída até a concentração desejada.

No dia a dia, várias vezes, até sem perceber, realizamos o processo de diluição de soluções. Por exemplo, a embalagem de produtos de limpeza e higiene doméstica, como desinfetantes, orienta que eles sejam diluídos antes de sua utilização. Alguns fabricantes sugerem nos rótulos do produto que ele seja diluído em água na proporção de 1 para 3, ou seja, para cada parte do produto, devem-se acrescentar 3 partes de água. Isso é feito, pois o produto é muito concentrado e forte, podendo danificar o local onde será aplicado se não for diluído da maneira certa. Por outro lado, se diluir mais do que deveria, pode-se perder dinheiro, porque o produto não atingirá o resultado desejado.

Outro exemplo é ao fazermos sucos. Os rótulos de muitos sucos concentrados indicam que um copo desse suco deve ser diluído ou misturado a 5 copos de água. Assim, o suco fica “mais fraco”, isto é, menos concentrado.

Imagine que se diluiu um suco desses em 3 L de água. Se a concentração inicial do suco era de 40g/L, significa que tinha uma massa de 40 g para cada litro do solvente. Mas como teremos 3 L, a massa será dividida por 3 e a concentração será então de aproximadamente 13, 33 g/L, ou 13 gramas para cada litro de solução. Porém, na solução inteira ainda permanece a massa do soluto de 40g.                       

O cálculo dessa nova concentração pode ser feito da seguinte maneira:     

     

     

Onde os índices i e f representam, respectivamente, os valores iniciais e finais. Como o valor de m1 não mudou, podemos igualar as equações:

  

                           

Substituindo os valores que temos, de acordo com o exemplo anterior, observe:

Solução inicial: C_i: 40g/L                       Solução final: C_f: ?
                          m1: 40g                                                m1: 40g
                            v_i: 1L                                                     v_f: 3L

                                        

                                                 Ci.Vi = Cf.Vf                                        

                                 (40 g/L) . (1 L) = C_f . 3L
                                                C_f = 40 g /L
                                                           3

                                            C_f = 13,333 g/L

Mistura de soluções sem reações químicas

Quando se misturam duas soluções, sejam elas diferentes ou não, é necessário analisar primeiramente se ocorre reação ou não entre elas. Por exemplo, se misturarmos uma solução de água com açúcar (solução aquosa de sacarose) com uma solução de água com sal (salmoura), obteremos uma mistura de soluções sem reações químicas.

O mesmo ocorre se misturarmos duas soluções de cloreto de sódio (NaCl), com concentrações diferentes. Nesse caso também não ocorrerá reação. Podemos, então, definir esse exemplo como uma mistura de soluções de mesmo soluto, sem ocorrência de reação química, em que o primeiro exemplo é uma mistura de soluções de solutos diferentes, sem ocorrência de reação química.

Em ambos os casos, a constituição química dos componentes das soluções não mudará, no entanto, alguns aspectos quantitativos terão que ser recalculados.

Para entender como poderíamos determinar a concentração molar (Molaridade) e a concentração comum de uma mistura de soluções sem ocorrência de reação, vejamos a resolução dos dois casos citados:

1º) Mistura de soluções de mesmo soluto, sem ocorrência de reação química:

Imagine que misturamos duas soluções de cloreto de sódio, uma com a concentração de 2,0 g/L em 60,0 mL de solução e a outra com 2,5 g/L em 80 mL de volume de solução.

Visto que não ocorre reação nenhuma, tanto a massa quanto o volume são apenas a soma das massas e volumes iniciais:

m (solução) = m₁ (NaCl)   +    m₂ (NaCl)

m₁ (NaCl) = v . C                      m₂ (NaCl) = v . C
m₁ (NaCl) = 0,06L . 2,0g/L       m₂ (NaCl) = 0,08L . 2,5 g/L
m₁ (NaCl) =0,1 g                       m₂ (NaCl) =0,2 g

 

                m (solução) = 0,1 g + 0,2 g

                          m(solução) = 0,3g

   

v (solução) = v₁ (NaCl) + v₂ (NaCl)
v (solução) = (60 + 80) mL

v (solução) = 140 ml = 0,14 L

A concentração pode então ser obtida por meio desses dados:

C(solução) = m(solução)
                       v(solução)

C(solução)= 0,3 g
                      0,14L

C (solução) ≈ 2,14 g/L

2º) Mistura de soluções de solutos diferentes, sem ocorrência de reação química:

Tomemos por exemplo a mistura entre 500 mL de uma solução aquosa de sacarose (C₁₂H₂₂O₁₁) que tinha inicialmente a concentração de 18,0 g/L, com 1 L da solução de água com sal (solução aquosa de cloreto de sódio – NaCl) com 100,0 g/L de concentração.

Depois da mistura, qual passou a ser a molaridade, a concentração comum, a massa e o volume da solução resultante da mistura?

Visto que não houve reação química, as massas de C₁₂H₂₂O₁₁ e NaCl permanecem inalteradas. E os valores das massas iniciais podem ser conseguidos por meio de regra de três simples usando as concentrações das reações.

Regra de Três                                                         Regra de Três

18,0 g        ------        1 L                                    100,0 g    ----------     1 L

m (C12H22O11) ---- 0,5L                                  m(NaCL)   --------      1 L

m (C12H22O11) = 18,0g                                   m(NaCL) = 100g

                                0,5L                                                        1,0L

 m (C12H22O11) = 9,0g                                    m(NaCL) =  100,0 g                          

A massa também pode ser conseguida pela fórmula:

m = v . C
m (C₁₂H₂₂O₁₁) = 0,5 L . 18g/L
m (C₁₂H₂₂O₁₁) = 9,0 g

m (NaCl) = 1 L . 100,0 g/L
m (NaCl) = 100,0 g

Assim, a massa total da solução é a soma das duas massas:

m (solução) = m (C₁₂H₂₂O₁₁) + m (NaCl)
m (solução) = 109,0 g

O volume é simplesmente a soma dos volumes iniciais, assim temos:

v (solução final) = v (C₁₂H₂₂O₁₁) + v (NaCl)
v (solução final) = (0,5 + 1)L
v (solução final) = 1,5L

A concentração final é conseguida calculando-se separadamente as concentrações de cada um dos solutos. Visto que eles não reagem entre si e suas massas não mudam, podemos usar a seguinte fórmula da concentração:

C = m
      v

Cinicial = m_inicial                     Cfinal = m_final
             v_inicial                                  v_final

m_inicial = m_final

C (C₁₂H₂₂O₁₁) =?
C_inicial . v_inicial = C_final . v_final
18,0 g/L . 0,5 L = C_final .1,5 L
C (C₁₂H₂₂O₁₁) _final = 6,0 g/L

C (NaCl)=?
C_inicial . v_inicial = C_final . v_final
100,0 g/L . 1 L = Cfinal .1,5 L
C (NaCl)_final = 66,67 g/L

A relação feita para essa fórmula da concentração comum pode ser feita também para calcular a molaridade (M_i . v_i = M_f . v_f) e para a concentração em massa por massa (Título - T_i . v_i = T_f . v_f).

Exercícios

(devem ser respondidos no caderno, e enviado foto deles por completo – NÃO ACEITAREI SOMENTE A RESPOSTA DA ALTERNATIVA - para o meu WhatsApp até a data de 13/05/2020)

1 - (UFPI) Qual será o volume de água que deve ser acrescentado a 300ml de uma solução 1,5 mol/L de ácido clorídrico (HCl) para torná-la 0,3mol/L?

a) 1000mL

b) 1500mL

c) 1200mL

d) 1800mL

e) 500 mL

2 - (VUNESP) Na preparação de 750mL de solução aquosa de H₂SO₄ de concentração igual a 3,00 mol/L a partir de uma solução-estoque de concentração igual a 18,0 mol/L, é necessário utilizar um volume da solução-estoque, expresso, em mL, igual a:

a) 100

b) 125

c) 250

d) 375

e) 500

3 - (Fund. Oswaldo Cruz - SP) Que volume de água devemos adicionar a 10 mL de solução 2M para torná-la 0,25M?

a) 80 mL

b) 70 mL

c) 40 mL

d) 250 mL

e) depende do soluto

4 - Misturou-se 1 L de uma solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl) 0,1 mol/L a 1 L de uma solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl) 0,2 mol/L, obtendo-se uma nova solução aquosa com volume igual a 2 L. A partir desses dados, determine qual alternativa corresponde corretamente à concentração em quantidade de matéria (em mol/L) da nova solução obtida:

a) 1,0 mol/L

b) 2,0 mol/L

c) 0,15 mol/L

d) 0,3 mol/L

e) 0,25 mol/L

5 - Para originar uma solução de concentração igual a 120 g/L, qual é o volume em litros de uma solução de CaCl₂ de concentração 200 g/L que deve ser misturado a 200 mL de uma outra solução aquosa de CaCl₂ de concentração igual a 100 g/L?

a) 0,05 L

b) 50 L

c) 296,25 L

d) 0,296 L

e) 0,3 L 

       
Atenção até o momento alguns alunos estão com pendências no envio do trabalho de água e as respostas dos exercícios da aula do dia 18/03 (referente a primeira aula ead que tivemos, procure a aula aqui no blogger, referente ao trabalho e a qualquer duvida só me chamar no whatsApp 19 992840084).