Preparação de soluções: como fazer, exemplos, exercícios - Ciência - 2023

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o preparação de soluções É uma das atividades mais desenvolvidas dentro e fora da ciência experimental, principalmente no que diz respeito à química, biologia, bioanálise, medicina e farmácia. Na esfera comercial, muitos dos produtos que compramos, sejam alimentos ou para banheiros, são soluções aquosas.

Uma solução em termos simples é uma mistura homogênea formada por um solvente, geralmente líquido, e um soluto. Está associado a uma concentração, cujas unidades variam em função dos fins para os quais foi preparado, bem como da precisão com que a sua concentração é expressa.

O princípio de todas as preparações de solução é essencialmente o mesmo: dissolver o soluto em um solvente apropriado ou, partindo de uma solução concentrada (estoque), pegue alíquotas para preparar outras mais diluídas. O objetivo final é que haja alta homogeneidade e que a solução tenha as características desejadas.

No dia a dia as soluções são preparadas seguindo os critérios do paladar, ou seja, quão intenso deve ser o gosto de uma bebida. Laboratórios ou indústrias, no entanto, exigem um parâmetro menos subjetivo: uma concentração predeterminada, que é atendida seguindo uma série de regras e geralmente cálculos matemáticos simples.

Como você prepara uma solução?

Etapas anteriores

Antes de preparar uma solução, deve-se determinar que concentração terá seu soluto, ou cada um deles, e qual solvente será utilizado. Você quer que seja 1% m / v? Ou 30% m / v? Ele será preparado em uma concentração de 0,2 M ou 0,006 M? Da mesma forma, deve-se saber para quais fins serão utilizados: analíticos, reagentes, meios, indicadores, etc.

Este último ponto determina se será ou não necessário o uso de frascos ou balões volumétricos. Se a resposta for negativa, as soluções podem ser preparadas diretamente em um béquer, e portanto o preparo será mais simples e menos meticuloso.

Dissolução de soluto

Independentemente da concentração, ou se você quiser que seja o mais exata possível, o primeiro passo no preparo de uma solução é pesar o soluto e dissolvê-lo no solvente apropriado. Às vezes, mesmo quando o soluto é solúvel no solvente escolhido, é necessário aquecê-lo em uma placa ou ter um agitador magnético.

Na verdade, o soluto é o fator que faz uma diferença marcante no método pelo qual as diferentes soluções são preparadas. Por outro lado, se o solvente for um líquido volátil, a solução será preparada dentro de uma capela.

Todo o processo de dissolução do soluto é realizado em um béquer.Uma vez dissolvido, e com o auxílio de um suporte e funil, seu conteúdo é transferido para o frasco volumétrico ou balão do volume desejado.

Se um agitador foi usado, ele deve ser lavado adequadamente para garantir que nenhum traço de soluto permaneça aderido à sua superfície; e também deve-se ter cuidado ao transferir, caso contrário, o agitador cairá no balão volumétrico. Para isso é conveniente e muito útil servir-se de um ímã. Por outro lado, uma vareta de vidro também pode ser usada no lugar do agitador.

Encha o frasco volumétrico ou balão

Ao dissolver o soluto dessa maneira, garantimos que não haja sólidos suspensos no frasco volumétrico, que serão difíceis de dissolver e afetarão a qualidade analítica da solução final.

Feito isso, o volume do balão é nivelado ou completado com o solvente, até que a superfície do líquido coincida com a marca indicada na vidraria.

Finalmente, o balão ou frasco fechado com suas respectivas tampas é agitado algumas vezes, deixando a solução pronta.

Exemplos de soluções

Em um laboratório é comum preparar soluções de ácidos ou bases. Estes devem primeiro ser adicionados a um volume considerável de solvente; por exemplo, água. Nunca deve ser feito ao contrário: adicionar água a ácidos ou bases, mas sim a um volume de água. A razão é que as suas hidratações são muito exotérmicas, havendo até o risco de o copo rebentar.

Ácido sulfúrico

Suponha que você queira preparar uma solução diluída de ácido sulfúrico. Tendo claro qual será a alíquota a ser retirada do estoque ou solução concentrada, esta será transferida para o balão volumétrico, que já terá um volume de água.

Mesmo assim, o calor será liberado, e deve ser feito até a marca com água bem devagar, esperando o balão esfriar ou não esquentar muito.

De hidróxido de sódio

Por outro lado, uma solução de hidróxido de sódio é preparada pesando as drageias de NaOH em um copo com água. Uma vez dissolvido o NaOH, com ou sem agitador magnético, a água alcalina é transferida para o respectivo balão volumétrico e completada até à marca com água ou etanol.

Exercícios

Exercício 1

Você deseja preparar um litro de solução de cloreto de sódio a 35% m / v em água. Quanto sal deve ser pesado e como proceder?

A concentração de 35% m / v significa que temos 35 g de NaCl para cada 100 mL de água. Como nos pedem um litro de solução, dez vezes essa quantidade, pesaremos 350 g de sal que tentaremos dissolver num volume de um litro.

Assim, 350 g de NaCl são pesados em um copo grande. Posteriormente, uma quantidade suficiente de água (menos de um litro) é adicionada para dissolver o sal usando uma vareta de vidro. Como o sal é muito solúvel em água, o uso de um agitador magnético não é obrigatório.

Dissolvidos esses 350 g de NaCl, a água salgada é transferida para um balão volumétrico de um litro e completada até a marca com água; ou simplesmente encher o litro de água no mesmo copo e continuar mexendo para garantir a homogeneidade do sal. O último se aplica quando a solução não precisa ter uma concentração exata, mas sim aproximada.

Exercício 2

Você deseja preparar 250 mL de vinagre (ácido acético 5% v / v) a partir de uma garrafa de ácido acético glacial (100% puro). Qual volume deste frasco deve ser tomado?

Não importa o volume de ácido acético glacial medido, ele terá uma concentração de 100%; uma gota, 2 mL, 10 mL, etc. Se dividirmos 100/5, teremos 20, que indica nosso fator de diluição; ou seja, o volume que medimos na garrafa vamos diluir 20 vezes. Portanto, 250 mL de vinagre devem corresponder a esse volume 20 vezes maior.

Portanto, 250/20 nos dá 12,5, o que significa que do frasco de ácido acético glacial pegaremos 12,5 mL e o diluiremos em 237,5 mL de água (250-12,5).

Para isso, será utilizada uma pipeta graduada e esterilizada, ou um pequeno volume de ácido acético glacial será transferido para um béquer limpo do qual será retirada a alíquota de 12,5 mL, que será adicionada a um balão volumétrico de 250 mL com uma quantidade prévia e suficiente de água. Assim, adicionaremos o ácido à água, e não a água ao ácido.

Referências

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning.
Joshua Halpern, Scott Sinex e Scott Johnson. (5 de junho de 2019). Preparando soluções. Chemistry LibreTexts. Recuperado de: chem.libretexts.org
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (16 de setembro de 2019). Como preparar uma solução. Recuperado de: Thoughtco.com
ChemPages Netorials. (s.f.). Módulo de Estequiometria: Soluções. Recuperado de: chem.wisc.edu
The Science Company. (2020). Preparando Soluções Químicas. Recuperado de: sciencecompany.com