Descreva como preparar as seguintes soluções:
250 mL de
a partir do
250 mL de
Passo 1
O enunciado pede para preparar
de solução de
com concentração
usando ácido concentrado com as seguintes características:
- concentração em massa:
(ou seja, em fração massa/massa), - densidade:
.
Informações relevantes (retiradas do enunciado):
- Volume final desejado:
. - Concentração desejada:
. - Ácido concentrado:
m/m e .
O que é pedido: determinar quanto (volume) do ácido concentrado deve ser pesado/medido e descrever passo a passo como preparar a solução (procedimento experimental e precauções).
Passo 2
Como transformar os dados do ácido concentrado (percentual em massa e densidade) em molaridade (mol L^{-1}) — fórmula e explicação didática.
Ideia: a molaridade
(mol L^{-1}) de uma solução concentrada pode ser obtida a partir da fração em massa
(por exemplo
para
) e da densidade
(em
ou
), usando:
Explicação: em
de solução há
gramas de solução; a massa do soluto (ácido) nessa 1 L é
. Dividindo essa massa pelo peso molar obtemos os mols por litro, que é a molaridade.
Primeiro vamos calcular o peso molar (massa molar) do
:
Converter a densidade dada para unidades compatíveis (gramas por litro):
Massa de
por litro de solução concentrada:
Moles de
por litro (ou seja, molaridade da solução concentrada):
Arredondando razoavelmente para uso prático, a solução concentrada tem aproximadamente
.
Passo 3
Calcular quantos mols de
são necessários para preparar
de
.
A relação básica da molaridade é:
onde
são os mols,
é a concentração (mol L^{-1}) e
é o volume em litros.
Mols necessários:
Passo 4
Converter os mols necessários em volume de ácido concentrado a ser usado.
Se a solução concentrada tem
mol L^{-1}, o volume
(em L) necessário é:
Cálculo numérico:
Arredondamento prático:
. Para medidas de laboratório é comum arredondar ao dígito que pode ser medido com precisão (por exemplo, usar
se o instrumento tiver incerteza maior, ou preferir medir precisamente
com micropipeta/bureta).
Passo 5
Interpretação prática e escolha do equipamento de medição.
- O volume calculado é pequeno (
), portanto recomenda-se usar um instrumento que meça volumes pequenos com boa precisão: micropipeta calibrada (ex.: micropipeta ajustável 0{,}1–10{,}0 ), pipeta volumétrica apropriada (se disponível na escala) ou bureta de vidro fina. Evitar copos graduados grosseiros, que têm precisão insuficiente. - Se só houver uma pipeta de
, pode-se pipetar e completar com usando uma seringa graduada de vidro/plástico resistente ao ácido; mas a melhor prática é usar uma micropipeta calibrada para todo o volume.
Passo 6
Procedimento experimental passo a passo (segurança e técnica), escrito de forma prática — siga exatamente nesta ordem:
- Equipamento de proteção obrigatório: óculos de segurança, luvas resistentes a ácidos (neoprene ou nitrilo espesso), jaleco, proteção facial opcional. Trabalhar em capela/exaustor sempre que possível.
- Tenha à mão água destilada ou deionizada, um balão volumétrico de
(preferível), um pequeno béquer para pré-diluição (100–150 ), e a micropipeta/bureta limpa e calibrada. - Colocar no balão volumétrico cerca de
de água destilada (não encher até o volume final). - Medir cuidadosamente
de ácido sulfúrico concentrado com a micropipeta ou bureta. Se usar micropipeta, preenche-la com cuidado e usar ponta apropriada; descarte a ponta após uso. - Adicionar lentamente o ácido medido ao béquer com água (ou diretamente ao balão se for seguro), sempre despejando o ácido sobre a água e agitando lentamente. Lembrete importante: “sempre ácido na água, nunca água sobre o ácido” — isso evita respingos e liberação violenta de calor.
- Após mistura inicial (a solução pode aquecer — deixar esfriar se houver aquecimento perceptível), transferir essa solução ao balão volumétrico de
(se a adição foi feita em béquer) e enxaguar as paredes do béquer/pipeta com pequenas porções de água para garantir transferência completa. - Completar o balão volumétrico com água destilada até a marca de
quando a solução estiver fria e a mistura homogênea. Homogeneizar invertendo cuidadosamente ou usando bastão de vidro, evitando respingos. - Rotular o frasco com: solução
, data de preparo, concentração, e advertência de risco.
Passo 7
Verificações, tolerâncias e observações didáticas finais (o que considerar na prova ou no laboratório):
- O cálculo usa a massa molar e a densidade fornecida; se a densidade ou a pureza efetiva do ácido forem diferentes na prática, o volume requerido muda. Em questões de prova use os números dados.
- A quantidade de ácido é pequena, logo pequenos erros relativos no volume transferido causam erro relativo maior na concentração final; por isso é importante usar instrumentos precisos.
- Sempre considerar o fator de segurança: se não houver micropipeta adequada, pode-se preparar um volume maior de solução (por exemplo
) para reduzir erro relativo e depois fracionar, recalculando proporcionalmente o volume de ácido concentrado. - Explicar sucintamente por que não se adiciona água ao ácido: a mistura é fortemente exotérmica e a adição de água sobre ácido concentrado pode causar efervescência, respingos e projecção do ácido.
Resposta
Adicionar
de
concentrado (98% m/m,
) a aproximadamente
de água, agitar, deixar esfriar se necessário e completar com água até
(sempre adicionar ácido à água; usar EPI adequado).