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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS
FUNDAÇÃO DE ENSINO SUPERIOR DE PASSOS
ENGENHARIA AMBIENTAl – 2°PERIODO
Preparação de Solução
Tampão
De pH=6,
Data da experiência: 10/11/2009 Amanda Francieli de Almeida Data de entrega: 17/11/09 Fernanda de Oliveira Márcia de Souza Lucas Romeu Luz Pollyana Pereira Isabel Garcia Aguila
INTRODUÇÃO
Embora também existam soluções sólidas, as soluções mais comuns envolvem um solvente líquido. Todos os dias dissolvemos substâncias em água, por exemplo, tal como o sal de cozinha ou o açúcar. Para cada conjunto de condições existe uma quantidade limite de uma dada substância que se consegue dissolver num determinado solvente, e que se designa por solubilidade dessa substância nesse solvente. Por exemplo, à temperatura de 25 C, conseguem-se dissolver cerca de 36 gramas de cloreto de sódio (o sal de cozinha) em 100 ml de água, sendo, portanto de 36 g/100 ml a solubilidade do cloreto de sódio em água. Se adicionar mais sólido à solução este não se irá dissolver, permanecendo o soluto dissolvido em equilíbrio com o respectivo sólido que está em contato com a solução.
Tendo em conta a quantidade de soluto dissolvido num determinado solvente e a solubilidade deste, as soluções podem apresentar-se:
- Insaturadas: quando a quantidade de soluto na solução é inferior à sua solubilidade
- Saturadas : se a quantidade de soluto em solução for igual à solubilidade desse soluto
- Supersaturadas: soluções em que a concentração de soluto em solução é superior à sua solubilidade Quando um soluto se dissolve num solvente, as moléculas do solvente formam estruturas em torno das moléculas de soluto, num processo designado por solvatação. No caso de substâncias iónicas que se dissolvem em solventes como a água, o processo de dissolução implica a separação dos respectivos ions constituintes, os quais irão ser solvatados pela água. Nestes casos, o equilíbrio que se estabelece entre o sólido e o composto dissolvido depende das concentrações em solução de todos os ions que constituem o sal. Para o caso do sulfato de alumínio sólido (Al2(SO (^) 4) (^) 3) em contato com uma solução saturada de sulfato de alumínio (Al2(SO4) 3 (dissociado em ions Al 3+^ e SO 4 2-^ ), o equilíbrio é traduzido por Al(SO4) (^) 3(s) 2Al 3+(aq) + 3SO 4 2-(aq)
A constante que se associa a este equilíbrio denomina-se Produto de solubilidade (Kps) e é expressa, no caso deste sal, pelo produto das concentrações molares de equilíbrio dos iões cada qual elevada aos respectivos coeficientes estequiométricos:
Kps=[Al 3+^ ] (^) eq^2 .[SO 4 2-^ ] (^) eq^3
Quando se misturam duas soluções podem, ou não, formarem-se precipitados. De forma a prever a formação, ou não, destes, recorre-se ao cálculo de um quociente, denominado Quociente de Reação(Q), que envolve o produto das concentrações dos ions envolvidos elevados aos respectivos coeficientes estequiométricos, de forma semelhante à que se utiliza para calcular o Produto de Solubilidade (note-se que o Produto de Solubilidade corresponde ao Quociente de Reação quando a solução está saturada, ou seja quando as concentrações dos ions correspondem às suas concentrações de equilíbrio); compara-se o valor de Q com o do Kps. Assim, podem ocorrer três casos distintos:
- Se Q<Kps não haverá precipitação
- Se Q=Kps a solução está saturada, não havendo precipitação
- Se Q>Kps há precipitação.
OBJETIVOS
Preparar e misturar soluções de nitrato de chumbo e sulfato de sódio, e verificar se houve formação de precipitado.
MATERIAIS E REAGENTES
Pipeta volumétrica
C c Vc = C dV d
Vc = 5,0 x 10 -6^ >>> Vc = 1 mL 5,0 x 10-
Em seguida, misturou 10 mL da solução de Pb(NO3) (^) 2 , 8,0 x 10 -3^ mol/L, com 40 mL de Na (^) 2SO4, 5,0 x 10 -3^ , para verificar se a reação haveria formação de precipitado calculamos o quociente de reação. Para calcular o quociente da reação, precisamos conhecer os valores das concentrações dos íons Pb2+^ e SO 4 2-^.
- O numero de mols presente na concentração de 10 ml de Pb 2+^ é:
n = M x V >>> n = 8,0x10-3^. 0,010 n = 8x10-5^ mol
Como o volume passa a ser 50mL ( 10mL + 40 mL) ao juntar as duas soluções, a concentração do íon na solução final vai ser :
C = 8x10-5 >>>> C = 0,0016 mol/L 0,
- O números de mols presente na concentração de 40mL de SO 4 2-^ é :
n = 5,0x10-3^. 0,04 >>> n = 2x10 -4^ mol
Para os 50ml finais, a concentração de ions SO 4 2-^ na solução final é de:
C = 2x10-4 >>>> C = 0,004 mol/L 0,
Determinando o valor Q, obtem-se :
Q = [0,0016].[0,004] Q = 6,4x10-
Sabendo que o Kps do PbSO 4 é 6,3x10-7^ , vemos que na primeira reação:
Q > Kps Então, haverá formação de precipitado
Na segunda reação foi usado o 10 mL da solução de Pb(NO3) (^) 2 , 8,0 x 10-3^ mol/L, com 40 mL de Na2SO (^) 4, 5,0 x 10-5^ mol/L, para verificar se a reação haveria formação de
precipitado calculamos o quociente de reação.
Já conhecendo a concentração de Pb 2+^ que é 0,0016 mol/L, calculamos somente a concentração SO 4 2-^ , pois é um íon da solução de Na2SO 4 com concentração de 5,0 x 10 -5^ mol/L.
- O números de mols presente na concentração de 40mL de SO 4 2-^ é :
n = 5,0x10-5^. 0,04 >>> n = 2x10 -6mol
Para os 50ml finais, a concentração de ions SO 4 2-^ na solução final é de:
C = 2x10-6^ >>>> C = 4,0x10 -5^ mol/L 0,
Determinando o valor Q, obtem-se :
Q = [0,0016].[4,0x10-5^ ] Q = 6,4x10-
Então, verificamos que na segunda reação:
Q < Kps Não havendo formação de precipitado
CONCLUSÃO
A primeira reação pode ser classificada como supersaturada, que são soluções que contém uma quantidade de soluto superior a solubilidade a uma dada temperatura. A solução supersaturada é instável, e a mínima perturbação do sistema faz com que o excesso de soluto dissolvido precipite.
Já a segunda reação mostra um quociente menor que o Kps, sendo então insaturada, e não haverá precipitação.
BIBLIOGRAFIA
ATKINS, P.; LORETTA, J. Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente. 2ed. Porto Alegre: Bookman, 2001.
http://www.e-escola.pt/topico.asp?id=350&ordem=
