Concentração de soluções - edsonnossol.files.wordpress.com · •Molaridade significa mols do...
Transcript of Concentração de soluções - edsonnossol.files.wordpress.com · •Molaridade significa mols do...
Concentração de soluções
Prof. Edson Nossol
Uberlândia, 02/09/2016
Química Geral
Solução: mistura homogênea, em nível molecular, de duas ou mais substâncias
O solvente é o meio em que uma outra substância, o soluto, está dissolvida
Concentração de uma solução: quantidade de soluto presente em dada quantidade de solvente ou solução
Molaridade , ou concentração molar, é a quantidade de soluto, em mols, por litro de solução
mols do soluto Molaridadde = –––––––––––––– litros de solução
• Uma solução 0,35 mol L-1 (e não 0,35 M) de sacarose contém 0,35 mol de sacarose em cada litro de solução
• Molaridade significa mols do soluto por litro de solução, e não por litro do solvente!
Preparando uma solução 0,01 mol L-1 de KMnO4
Pesar 0,01 mol (1,580 g) KMnO4.
Adicionar mais água até a marca
de 1 L.
Dissolver em água. Qual o volume? O importante é não
ultrapassar um litro
• Calcule a massa de NiSO4 presente em 200 mL de uma solução 6% de NiSO4. A densidade da solução é 1,06 g mL-1 a 25 °C.
• Quantos gramas de dicromato de potássio (K2Cr2O7) são necessários para preparar 250 mL de uma solução cuja concentração é 2,16 mol L-1?
• Exercício: Calcule a molaridade de uma amostra comercial de ácido sulfúrico 96,4%. Densidade H2SO4: 1,84 g mL-1. Massa molar H2SO4: 98,1 g mol-1
Diluição de soluções: preparação de soluções menos concentradas por meio de outras mais concentradas
Começamos e terminamos com
mesma quantidade de soluto
Adição de mais solvente
diminuiu a concentração
0,005 mol I2
0,10 L solução
= 0,050 mol L-1 I2
0,005 mol I2
0,50 L solução
= 0,010 mol L-1 I2
Diluição sucessiva de soluções: preparação de soluções menos concentradas por meio de outras mais
concentradas
Concentração (mol L-1)
Diluição
H2O H2O H2O H2O 1 mol L-1
0,1 0,01 0,001 0,0001
Cálculo da diluição
• Mols do soluto não mudam no processo de diluição
• Mols do soluto = M × V
• Dessa maneira …
Mconc × Vconc = Mdil × Vdil
mols de soluto antes da diluição
mols de soluto após a diluição
• Descreva como você prepararia 500 mL de uma solução 1,75 mol L-1 de H2SO4, a partir de uma solução estoque 8,61 mol L-1 de H2SO4.
Exercício: A concentração do ácido clorídrico comercial é 12,0 mol L-1. Qual o volume de ácido é necessário para preparar 4,50 L de uma solução 2,25 mol L-1 de ácido?
Cálculos envolvendo estequiometria de soluções com concentração
Exemplo: Encontre o volume de uma solução 0,505 mol L-1 de NaOH é necessário para reagir com 40,0 mL de H2SO4 0,505 mol L-1 de acordo com a reação abaixo:
H2SO4(aq) + NaOH(aq) → Na2SO4(s) + H2O(l)
Exercício: O zinco metálico reage com o HCl aquoso de acordo com a reação:
Zn(s) + HCl(aq) → ZnCl2(s) + H2(g)
Qual o volume de HCl 2,50 mol L-1 é necessário para converter completamente 11,8 g de Zn aos produtos? Zn: 65,39 g mol-1
Cálculos envolvendo estequiometria de soluções com concentração
Tarefa: A cisplatina, Pt(NH3)2Cl2, uma droga utilizada em quimioterapia no tratamento do câncer, pode ser preparada por meio da reação de (NH4)2PtCl4 com amônia em solução aquosa. Além da cisplatina, outro produto é NH4Cl.
(a)Escreva a equação balanceada para essa reação.
(b) Para que você possa obter 12,50 g de cisplatina, que massa de (NH4)2PtCl4 é necessária? Que volume de NH3 0,125 mol L-1 é necessário? Dados: Pt(NH3)2Cl2: 300,1 g mol-1; (NH4)2PtCl4: 373,0 g mol-1
R: 15,53 g e 666 mL
Ácidos e bases
Prof. Edson Nossol
Uberlândia, 02/09/2016
Química Geral
Acidus: azedo / Alkalis: cinzas de planta
Lavoisier (1776): oxigênio está presente em todos os ácidos
Davy (1810): hidrogênio presente
Arrhenius (1887): ácido: dissocia produzindo íons H+ base: dissocia produzindo íon OH-
Condutividade iônica
íons
eletrólito
Limitações da teoria Arrhenius
Água: ótimo solvente → atração eletrostática
HCl(g) → H+(aq) + Cl-(aq)
H2O
Limitações da teoria Arrhenius
Água: ótimo solvente → atração eletrostática
HCl(g) → H+(aq) + Cl-(aq)
H2O
H+ : raio 10-15 m Raio médio de
átomos ou íons: 10-10 m
Limitações da teoria Arrhenius
Água: ótimo solvente → atração eletrostática
HCl(g) → H+(aq) + Cl-(aq)
H3O+
H2O
Limitações da teoria Arrhenius
Água: ótimo solvente → atração eletrostática
HCl(g) → H+(aq) + Cl-(aq)
H2O
H+(H2O)21
Limitações da teoria Arrhenius
Água: ótimo solvente → atração eletrostática
HCl(g) → H+(aq) + Cl-(aq)
H3O+
NH3(g) → neutraliza ácidos Mas onde está o OH-???
Bronsted e Lowry (1923)
Ácido: é um doador de próton
Base: receptor de próton
H2O
Força ácidos de Bronsted
Somente pela concentração?
1 mol L-1 HCl(aq) → 1 mol L-1 H3O+(aq)
ionização total Ácido forte
1 mol L-1 CH3COOH(aq) → CH3COO-aq) + H3O+
(aq)
0,4 % de ionização Ácido fraco
𝑲𝒂 = 𝑯𝟑𝑶
+[𝑪𝑯𝟑𝑪𝑶𝑶
−]
[𝑪𝑯𝟑𝑪𝑶𝑶𝑯]= 𝟏𝟎−𝟓
Força ácidos de Bronsted
HCl → H3O+(aq) + Cl-(aq) 𝑲𝒂 =
𝑯𝟑𝑶+
[𝑪𝒍−
]
[𝑯𝑪𝒍]= 𝟏𝟎𝟔
H2O
ácid
o f
ort
e
ácid
o f
raco
ácid
o m
uit
o
frac
o
dissociação
dissociação
parcial
dissociação ionização
ionização
ionização
Quanto mais forte for a base, mais fraco o seu ácido conjugado
Sorensen → Carlsberg
pH = - log [H3O+) pK = - log K
pKa + pKb= pKw
pKa < 0 ( Ka >> 1 ) = ácido forte
pKa > 0 ( Ka < 1 ) = ácido fraco
Ácido-base Lewis
Carvão mineral: 1,43% (9 usinas que produzem 1.530.304 KW)
SO2(g) → → → H2SO4 (l)
Presença de enxofre
CaO(s) + SO2(g)→ CaSO3(s)
várias reações
3 ton carvão = 1 MW / dia 1 g urânio = 1 MW/ dia
Reações de precipitação
Prof. Edson Nossol
Uberlândia, 02/09/2016
Química Geral
Formação de um produto pouco solúvel precipitado
AX + BY AY + BX
Metástese ou dupla troca
Pb(NO3)2(aq) + 2 KI(aq) -----> 2 KNO3(aq) + PbI2(s)
Formação de um produto pouco solúvel precipitado
Pb(NO3)2(aq) + 2 KI(aq) -----> 2 KNO3(aq) + PbI2(s)
Precipitado se forma: atração eletrostática entre os íons supera a tendência dos íons continuarem solvatados!
Uma solução contendo íons prata e nitrato, quando adiocionada a …
… uma solução contendo íons potássio e iodeto forma …
… um precipitado de iodeto de prata.
Qual a equação para essa reação? (Dica: quais espécies realmente reagiram?)
NO3-
Ag+
K+ I-
AgI
Regras de solubilidade
Regras de solubilidade
CdS PbS Ni(OH)2 Al(OH)3
Equações moleculares e equações iônicas
Pb(NO3)2(aq) + 2 KI(aq) -----> 2 KNO3(aq) + PbI2(s)
molecular
Pb2+(aq) + 2NO3
-(aq) + 2K+
(aq) + 2I-(aq) ---> 2K+
(aq) + 2NO3-(aq) + PbI2(s)
iônica
Pb2+(aq) + 2I-
(aq) ---> PbI2(s)
iônica simplificada
Exercício: Indique quais são os produtos obtidos e escreva as equações moleculares, íônicas e iônicas simplificadas para as seguintes reações em solução aquosa: (a) sulfato de sódio e nitrato de estrôncio (b) fosfato de potássio e nitrato de cálcio (c) perclorato de amônio e brometo de sódio