Descreva como você prepararia 100 mL da solução do aminoácido lisina, na concentração de 0,1 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}.

Passo 1

O que o enunciado dá e o que eu assumo (peguei estes números do enunciado e fiz uma suposição necessária):
  • Volume final desejado: 100\\ \mathrm{mL} (ou seja, 0,100\\ \mathrm{L}).
  • Concentração desejada: 0,1\\ \mathrm{mol/L}.
  • Soluto: lisina (vou assumir que é a lisina livre, L-lisina, não o sal cloridrato). Para a L-lisina livre uso a massa molar \;M=146{,}19\\ \mathrm{g/mol} (valor padrão obtido somando massas atômicas).
  • O objetivo: descrever passo a passo como preparar essa solução no laboratório.
Observação importante (sem perguntar nada): se a amostra for lisina monoidrocloridrato (L-lysine·HCl) a massa molar difere e o procedimento numérico muda — eu mostro essa alternativa mais adiante.

Passo 2

Entendendo o conceito que usamos (aula rápida e direta): o que é concentração molar?
  • Definição: a concentração molar (molaridade) C é o número de mols de soluto por litro de solução.
C=\frac{n}{V}
onde
  • C é a concentração em \mathrm{mol/L},
  • n é a quantidade de matéria em mols,
  • V é o volume da solução em litros.
Para preparar a solução queremos encontrar quantos mols de lisina precisamos e depois converter isso em massa.

Passo 3

Calcular o número de mols necessários:
  • Usamos \;n = C \cdot V.
n = 0{,}1\\ \mathrm{mol/L}\times 0{,}100\\ \mathrm{L}=0{,}010\\ \mathrm{mol}.
Explicação: multiplicou-se a concentração pelo volume (em litros). Resultado é 0{,}01 mol — é uma quantidade pequena, ótima.

Passo 4

Converter mols em massa usando a massa molar (aula prática sobre massa molar):
  • Fórmula:
m = n \cdot M
onde
  • m é a massa em gramas,
  • n é o número de mols (que já calculamos),
  • M é a massa molar em \mathrm{g/mol}.
Aplicando:
m = 0{,}010\\ \mathrm{mol}\times 146{,}19\\ \mathrm{g/mol} = 1{,}4619\\ \mathrm{g}.
Arredondamento prático: pesa-se com precisão compatível com a balança; aqui eu dou m\approx 1{,}462\\ \mathrm{g} (arredondado a 1{,}462\\ \mathrm{g}), que é suficiente para preparar a solução com a concentração pedida. Comentário sobre algarismos significativos: a concentração foi dada como 0{,}1\\ \mathrm{mol/L} (duas cifras), mas em preparação prática é normal dar a massa com 3-4 dígitos significativos se a balança permitir.
Alternativa caso a amostra seja L-lysine·HCl (sal): massa molar típica M_{\mathrm{HCl}} \approx 182{,}65\\ \mathrm{g/mol}. Nesse caso:
m_{\mathrm{HCl}} = 0{,}010\\ \mathrm{mol}\times 182{,}65\\ \mathrm{g/mol} = 1{,}8265\\ \mathrm{g}\approx 1{,}827\\ \mathrm{g}.
Por isso é importante saber qual forma você tem no frasco; eu supus a lisina livre.

Passo 5

Procedimento experimental passo a passo (o que você faz na prática — segue como fazer na prova e no laboratório):
  1. Reúna material: balança analítica, cápsula ou papel de pesagem, espátula, balão volumétrico de 100\\ \mathrm{mL} (calibrado), proveta ou Becker para água, funil pequeno, água destilada ou deionizada, marcador para rotular.
  2. Limpeza: verifique se o balão volumétrico está limpo e seco. Se necessário enxágue com água destilada antes de usar.
  3. Pesar a lisina:
    • Ligue a balança, coloque o papel/cápsula e tarar (zerar).
    • Pesar aproximadamente 1{,}462\\ \mathrm{g} de lisina. Anotar a massa real lida m_{\mathrm{lida}} (por exemplo pode dar 1{,}462\\ \mathrm{g}). Se a balança só dá 0,01 g de precisão, ajuste arredondando adequadamente (por exemplo 1{,}46\\ \mathrm{g}).
  4. Transferir para o balão volumétrico:
    • Usar um funil e transferir todo o pó para o balão volumétrico. Enxaguar a cápsula/papel de pesagem com 2-3 porções pequenas de água destilada e juntar essas lavagens no balão (garante que todo o soluto vá para a solução).
  5. Dissolver:
    • Adicionar cerca de 30\text{–}50\\ \mathrm{mL} de água destilada ao balão e agitar (girar/usar bastão de vidro) até dissolver completamente. Lisina é solúvel em água; dissolve-se com facilidade.
  6. Completar o volume:
    • Depois de dissolvido, completar cuidadosamente com água destilada até a marca de 100\\ \mathrm{mL} do balão (olhar ao nível dos olhos para não erro de paralaxe). Se necessário esperar a solução esfriar se aqueceu ao dissolver, porque balões são calibrados a 20^\circ\mathrm{C}.
  7. Homogeneizar:
    • Tampar o balão e inverter algumas vezes para garantir mistura completa e uniformidade.
  8. Rotular e armazenar:
    • Rotular com: nome do soluto (lisina), concentração \,0{,}1\\ \mathrm{mol/L}, volume 100\\ \mathrm{mL}, massa usada, data e suas iniciais.
    • Guardar conforme instruções de segurança (em temperatura ambiente, protegido da luz se for o caso; lisina é estável em água por algum tempo).
Dica prática: sempre adicione água suficiente para dissolver antes de completar até a boca — se você colocasse primeiro água até a marca e depois tentasse dissolver, correria o risco de ultrapassar a marca.

Passo 6

Verificação e ajustes (como checar se deu certo — útil na prova):
  • Cálculo de verificação: se você realmente pesou m_{\mathrm{lida}} g, a concentração real é
C_{\mathrm{real}}=\frac{m_{\mathrm{lida}}/M}{0{,}100\\ \mathrm{L}}=\frac{m_{\mathrm{lida}}}{M\times 0{,}100}.
Exemplo numérico: se m_{\mathrm{lida}}=1{,}462\\ \mathrm{g},
C_{\mathrm{real}}=\frac{1{,}462/146{,}19}{0{,}100}\approx 0{,}1000\\ \mathrm{mol/L},
ou seja, acertou direitinho.
  • Se a massa pesou diferente do esperado, você pode recalcular e aceitar a nova concentração ou preparar novamente.

Passo 7

Notas finais de teoria curtinhas e úteis (para entender propriedades da lisina na solução):
  • A lisina é um aminoácido básico com dois grupos amino (alfa e na cadeia lateral), então em água à temperatura ambiente a forma predominante depende do pH. Valores aproximados de pKa (para referência): \mathrm{pKa}_{\mathrm{COOH}}\approx 2{,}18, \mathrm{pKa}_{\alpha\mathrm{NH}_3^+}\approx 8{,}95, \mathrm{pKa}_{\varepsilon\mathrm{NH}_3^+}\approx 10{,}53. Isso explica que a solução de lisina tende a ser ligeiramente básica se não ajustada.
  • Se for necessário um pH específico na prova ou experiência, é preciso ajustar com ácido ou base e recalcular atividade/ionicidade, mas aqui o pedido foi só concentração molar, então não ajustamos pH.

Resposta

Pesar 1{,}462\\ \mathrm{g} de lisina (massa molar 146{,}19\\ \mathrm{g/mol}), dissolver em água destilada em um balão volumétrico de 100\\ \mathrm{mL}, completar até a marca e homogeneizar — obtém-se 100\\ \mathrm{mL} de solução 0{,}1\\ \mathrm{mol/L} de lisina.

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