Prática 1 Determinando o Teor de Sacarose em...

Disciplina:

Laboratório de Transformações Químicas

Universidade Federal do ABC

Prática 1 – Determinando o Teor de Sacarose

em Bebidas

Hueder Paulo M. de Oliveira

Santo André - SP

2018.1

Algumas dicas

• 1.1. Os alunos devem trazer um refrigerante por grupo (pode ser uma lata pequena, daquelas de 220 mL).

• 1.2. Dividir entre os grupos quais soluções cada grupo irá preparar.

• 1.3. Pode usar um béquer para o preparo das soluções pq o roteiro e o gráfico pede para fazer em % (massa sacarose / massa solução). O uso da balança será intenso.

• 1.4. Para minimizar o uso da balança, pode preparar em g/mL (gramas de sacarose / volume de solução). Mas cuidado com o gráfico (veja item 1.7).

• 1.5. Orientação sobre o uso da balança (procurar usar a mesma balança, janelinha aberta, limpeza, etc...)

• 1.6. Pode haver um agitador + peixinho ou banho ultrassônico por bancada (ou por lab) para degaseificar o refrigerante

• 1.7. A preparação das soluções em % (m/m) é mais desafiadora pois tem que converter título (%) em concentração (g/L) para comparar com o valor do rótulo

• 1.8. Sugestão: no dia do experimento desenhe a tabela grande na lousa para facilitar a coleta dos dados.

SOLUÇÕES

ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS

SOLUÇÕES

A relação das quantidades de soluto,

solvente numa solução estabelece

relações matemáticas, denominadas

concentrações das soluções.

Definição: As dispersões são misturas nas quais uma

substância está disseminada na forma de partículas no interior de uma outra substância.

Vejamos alguns exemplos:

Ao agitar a mistura, a sacarose (disperso) se dissemina na água

(dispersante) sob a forma de pequenas partículas, as quais se

distribuem uniformemente na água.

Quando agitada, a gelatina (disperso) se dissemina na água

(dispersante) sob a forma de pequenas partículas, as quais se

distribuem uniformemente na água.

Ao agitarmos a mistura por um dado momento, o enxofre se

dissemina na água, sob a forma de partículas que se distribuem

uniformemente na água. Pouco tempo depois o enxofre sedimenta-

se, e o sistema deixa de ser uma dispersão

Classificação das disperções O tamanho médio das partículas do disperso é um critério para classificar as

dispersões (1nm = 10-9m).

SOLUÇÃO- As partículas da fase dispersa:

• Não se sedimentam sob ação da gravidade, nem de centrífugas;

• Não são retidos por filtros;

• Não são visíveis ao microscópio.

COLÓIDES- As partículas da fase dispersa:

• Não se sedimentam sob ação da gravidade, nem de centrífugas comuns, mas sedimentam-se com uso de ultracentrífugas;

• Não são retidos por filtros comum, apenas por ultrafiltros;

• Não são visíveis ao microscópio comum e são visíveis no ultramicroscópio.

SUSPENSÃO- As partículas da fase dispersa:

• Sedimentam sob ação da gravidade;

• São retidos por filtros comuns;

• São visíveis ao microscópio comum.

Classificação dos colóides:

SOL

Colóide constituído por:

Disperso = sólido

Dispersante = líquido

Exemplos: gelatina em água; goma

arábica em água; vernizes e

tintas.

GEL


Disperso = líquido

Dispersante = sólido

Exemplos: geléias; manteiga; queijo.

EMULSÃO


Disperso = líquido


Exemplos: maionese; leite.

ESPUMA


Disperso = gás


Exemplos: ar na espuma de sabão; ar no

chantilly; no colarinho do chope.

AEROSSOL


Disperso = sólido

Dispersante = gás (o ar)

Exemplos: fumaças.

SOLUÇÕES são misturas homogêneas de

duas ou mais substâncias.

SOLUÇÃO = SOLUTO + SOLVENTE

menor proporção

em geral H2O

Exemplos:

açúcar em água, ar, ligas metálicas,...

Estudo das soluções

Como se forma uma solução ?

A disseminação do soluto no solvente ocorre de forma

espontânea !

substância A substância B mistura A + B (solução)

O O O O O O O O O

O O O O O O O O O

O O O O O O O O

parede de separação removendo a parede

Classificação das soluções:

1º Critério:

De acordo com o estado físico.

• Sólida: Liga metálica formada por 75% de ouro e 25% de cobre, ligas metálicas, medicamento na forma de comprimidos,...

• Líquida: Solução aquosa de sacaroseágua mineral (sem gás), soro fisiológico, bebidas,...

• Gasosa: Ar atmosférico isento de partículas sólidas.

2º Critério:

De acordo com a natureza do soluto.

• Solução molecular: As partículas do soluto são moléculas;

C6H

12O

6(sólido ) C

6H

12O

6(aquoso)

• Solução iônica: As partículas do soluto são íons.

NaCl(sólido) Na+(aquoso) + Cl-(aquoso)

3º Critério:

De acordo com a solubilidade do soluto.

A solubilidade de um soluto é a quantidade máxima do soluto que pode ser dissolvida em uma determinada quantidade de solvente a uma dada temperatura e pressão.

Exemplo:

A solubilidade do KCl em água a 20oC é de 34g do sal em 100g de água.

Representação:

34g de KCl/100g de água.

Interpretação:

34g é a quantidade máxima de KCl que pode ser dissolvida em 100g de água a 20oC.

COEFICIENTE E CURVA DE SOLUBILIDADE

Coeficiente de solubilidade :

Na prática para

que serve?

"Solutos diferentes apresentam solubilidades diferentes“

- Solução diluída - quantidade grande de solvente em relação ao

soluto. Quando a quantidade de soluto dissolvida for inferior à

especificada pela solubilidade.

Ex: 2 g de NaCl em 100 mL de H2O a 18ºC

- Solução concentrada - quantidade grande de soluto em relação ao

solvente

Ex: 30g de NaCl em 100 mL de H2O a 18ºC

- Solução saturada - contém a máxima quantidade de sal que se

dissolve em 100 mL de H2O a uma determinada temperatura.

Quando a quantidade de soluto dissolvida for igual à especificada

pela solubilidade.

Ex: 36g de NaCl em 100 mL de H2O a 18 ºC

-Solução supersaturada - apresenta uma maior quantidade de

soluto do que o solvente consegue dissolver. Essa solução

apresenta corpo de chão, corpo de fundo ou precipitado.

Ex: 40 g de NaCl em 100 mL de H2O a 18ºC

SOLUÇÕES

A concentração pode ser expressa como:

Concentração física: é aquela que não

depende da massa molar do soluto

dissolvido.

Concentração química: é aquela que

depende da massa molar do soluto

dissolvido.

Os conceitos de solução, solvente e soluto

Solução: mistura homogênea (soluto + solvente)

Soluto: dissolvido pelo solvente

Solvente: substância utilizada para dissolver outra

Grande parte das soluções é líquida, mas, como vemos aqui, existem soluções sólidas, como o ouro, e gasosas, como o ar atmosférico.

HIG

HRES P

RESS S

TO

CK/C

ID

CID

SOLUÇÕES

Expressões de concentrações físicas:

•

•Os refrigerantes

Concentração comum

Relação entre massa de soluto e volume de sua solução

A solução preparada contém 80 g de soluto dissolvidos em 1,0 L de solução.

TH

E N

EXT/C

ID

NaOH (aq)

C = 80 g/L

SOLUÇÕES

Densidade de solução versus concentração comum

Concentração comum:

inclui apenas a massa do soluto.

Densidade:

inclui a massa

da solução.

O que significa metro cúbico (m3)?

1 m

O metro cúbico (símbolo m³) é uma

unidade de medida para volumes,

padrão no Sistema Internacional de

Unidades. É derivada do metro,

sendo equivalente a um cubo

(sólido) com arestas de 1 metro.

Volume = 1m x 1m x 1m = 1m3

Qual o volume da caixa abaixo em metros

cúbicos (m3)?

6 m

Em 1 m3 cabem quantos quilos?

Conceito de densidade

Densidade é a relação entre a massa e o volume de um corpo. A

densidade é uma propriedade específica para cada matéria na natureza.

Na caixa abaixo cabem 24.000 Kg de água.

Qual a densidade da água?

6 m

Qual é a densidades de cada objeto?

Por quê a bolinha verde afunda e a branca

flutua?

EXPLIQUE por que o líquido I

está embaixo do líquido II. Líquido

I

Líquido

II

Densidade e o processamento do petróleo.

Fonte: http://www.notapositiva.com/trab_estudantes/trab_estudantes/fisico_quimica/fisico_quimica_trabalhos/processosseparmisturas09.jpg

BRIA

N S

YTN

YK/

MASTERFIL

E/O

TH

ER

-IM

AG

ES

Concentração em quantidade de matéria e outras

expressões de concentração

Concentração em quantidade de matéria

Concentração em quantidade de matéria e outras expressões de concentração

TH

E N

EXT/C

ID

TH

E N

EXT/C

ID

TH

E N

EXT/C

ID

Relembrando...

Mol

É a quantidade de uma espécie química que contém 6,02

x 1023 partículas (átomos, moléculas, íons, elétrons, etc).

Massa Molar (M ou MM)

A massa em g de 1 mol da espécie química.

Massa molar atômica Peso atômico

Ex: 1 mol de H = 1,0079 g de H,

1 mol de Fe = 55,847g de Fe

Massa molar molecular

Ex: 1 mol de CO2 = 44,01 g de CO2

1 mol de H2O = 18,0158 g de H2O

)).Volume(L1MM(g.mol

massa(g)Molaridade

Concentração da solução

Concentração Molar (Molaridade)

Concentração da solução expressa em quantidade de

matéria do soluto por litros do solvente.

Solução 1 molar = 1 mol da substância / 1L de solução

ou 1 molar = 1 mmol da substância / 1 mL de solução

)1MM (g.mol

massa(g)n

Densidade

Densidade = massa da substância / volume

Unidades: (g/mL) ou (g/cm3) ou (kg/L)

Expressões de resultados analíticos:

Relação m/m

Amostras sólidas

Amostras líquidas

Relação m/v

% analito = massa (g) analito x 100

volume (mL) amostra

Relação v/v

% analito = volume (mL) analito x 100

volume (mL) amostra

% analito = massa (g) analito x 100

massa (g) amostra

Título em massa

Expressa a relação entre a massa de soluto

e a massa de solução.

2 Concentração em quantidade de matéria e outras expressões de concentração

SOLUÇÕES

Sendo: T = título (é um número puro, isto é

não tem unidade).

m1= massa do soluto.

m2= massa do solvente.

m = massa da solução (m1 + m2)

Título em volume

Expressa a relação entre o volume de soluto

e o volume de solução.


Porcentagem em massa e em volume

Quando o título em massa é expresso em porcentagem,

tem-se a porcentagem em massa do soluto na solução.


Porcentagem em volume

Quando o título em volume é expresso

em porcentagem,

tem-se a porcentagem em volume

do soluto na solução.


SOLUÇÕES

Título em massa T= m1/ (m1 + m2)

Título em volume T= v1/ (v1 + v2)

A concentração calculada pelo Título

pode ser determinada por massa ou por

volume, onde:

SOLUÇÕES

SOLUÇÕES

Partes por milhão (ppm)

Em soluções diluídas é comum utilizar a concentração em partes por

milhão (ppm), que mostra o número de partes do soluto que há em 1

milhão de partes da solução.

Partes por bilhão (ppb)

Em soluções intensamente diluídas podemos utilizar a concentração em

partes por bilhão (ppb) que mostra o número de partes do soluto que há

em 1 bilhão de partes da solução.

SOLUÇÕES

A concentração em ppm ou ppb são

utilizadas, principalmente, para indicar

poluentes no ar, água e do solo.

Em soluções líquidas intensamente

diluídas, a densidade da solução é

praticamente igual a densidade da

água.

SOLUÇÕES

Expressão de concentração química :

SOLUÇÕES

Relação entre Concentração, Título, densidade e

Molaridade:

C = m1/V T = m1/m d = m/V M = n1/V,

Então:

C = d.T = M. MM1

Relações entre C, T e M

V

m C 1

mm

m

m

m T

21

11

Vn1M

como n1 = m1 / M1 m1 = massa do soluto M1 = massa

molar do soluto

M = Md1000T

MC

MVm

Vn

111

11..

.

Propriedades coligativas:

propriedades do solvente que dependem

somente do número de espécies de soluto

e não da natureza do soluto

“ depending of the collection”

Solução diluídas

• Temperatura de ebulição

• Temperatura de fusão

• Pressão de vapor

• Pressão osmótica

Propriedades:

Elevação do Ponto de Ebulição

2

vap

2

e xH

RTT o

“A adição de um soluto não volátil ao solvente

produz uma elevação da sua temperatura de

ebulição Te, que só depende da fração molar do

soluto e não de sua natureza”

A elevação da temperatura de ebulição é

uma propriedade coligativa

mKT ee

A elevação do ponto de ebulição de um solvente,

provocada pela adição de um soluto não volátil é

proporcional à molalidade do soluto

Ke : Cte Ebulioscópica do solvente

m : molalidade da solução

Abaixamento do Ponto de congelamento

2

fus

P

1

RT

H

T

)xln(

2

fus

2

f xH

RTT o

“A adição de um soluto não solúvel no solvente

sólido produz um abaixamento da sua temperatura

de congelamento Tf, que só depende da fração

molar do soluto e não de sua natureza”

O abaixamento da temperatura de

congelamento é uma propriedade

coligativa

mKT ff

O abaixamento do ponto de congelamento de um

solvente, provocada pela adição de um soluto não

solúvel no solvente sólido é proporcional à

molalidade do soluto

Kf : Cte Crioscópica do solvente

m : molalidade da solução H1000

MRTK

f

1

2

0f

Abaixamento da Pressão de Vapor

o

1P 1P

Solução diluída

Solvente segue a Lei de Raoult

o

111 PxP

como x1 < 1 P1 < Po1

1

o

1 PPP o

1

o

1 1PxPP

o

11 P)x1(P o

12PxP

o

12PxP

“ O abaixamento da pressão de vapor do

solvente, produzida pela adição de um

soluto não volátil, é proporcional à fração

molar do soluto, numa dada Temperatura”

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