Estudo prático das soluções

ESTUDO PRÁTICO DAS SOLUÇÕES

FRANCISCO XAVIER GOMES PANTOJA JÚNIOR

ALEX BRUNO LOBATO RODRIGUES

RESUMO

A química, em especial o estudo das soluções, é importantíssima para a área da Engenharia Civil e a realização de suas diversas aplicações. Muitos conceitos do estudo das soluções como a densidade, concentração, composição percentual, etc., são indispensáveis na formação de um engenheiro. Para isso, este trabalho foi realizado com o objetivo de colocar em prática o estudo das soluções, exercitar a tabulação e formatação de dados através da produção de relatórios e fazer com que os discentes tenham contato com o espaço do laboratório, vidrarias, equipamentos e regras de segurança. A metodologia utilizada foi a preparação de duas soluções, de ácidos fortes e de bases fortes. O processo ocorreu em seis etapas: coleta de dados, realização dos cálculos necessários, pesagem e medição da quantidade dos materiais utilizados, mistura da solução, identificação da solução e a limpeza e armazenamento dos materiais e vidrarias utilizados. Ao término de todo processo, o resultado foi o seguinte: duas soluções de 250,00 mL e 0,100 mol/L, uma de Ácido Clorídrico (HCl) e outra de Hidróxido de Sódio (NaOH). Por fim, o trabalho visou, principalmente, a preparação dos futuros engenheiros para o mercado de trabalho e, também, o fornecimento de conhecimentos necessários para as próximas disciplinas componentes do ementa do curso de Engenharia Civil da Universidade Federal do Amapá (UNIFAP), que  possuem assuntos direta ou indiretamente ligados ao estudo das soluções, as normas de segurança em laboratório e uso de equipamentos e vidrarias.

Palavras-chave: Teoria das soluções. Aplicações. Formação docente.

1.0 INTRODUÇÃO

Dentro do universo das Ciências Exatas e suas subdivisões, o estudo das soluções, teórico e prático, se tornou essencial para a compreensão e análise de inúmeros fenômenos científicos, naturais ou artificiais, ao longo da história, inclusive na área da Engenharia Civil, que depende intimamente de muitos assuntos da química para realizar suas inúmeras aplicações. É importantíssimo que esse assunto esteja presente na ementa do curso de Engenharia Civil, inclusive com aplicações práticas feitas em laboratórios, para que o aluno se habitue ao local.

A elaboração desse trabalho exigiu dos discentes muitos conhecimentos dos estudos das soluções: as características de uma solução, a sua classificação com relação à quantidade de soluto dissolvido e ao seu estado físico, e algumas expressões da concentração de soluções, como a concentração em gramas por litro e em quantidade de matéria, molalidade e composição percentual. Também, é necessário que se tenha conhecimento da tabela periódica dos elementos químicos e de algumas relações matemáticas simples, as de proporção e unidades de massa e volume, para os cálculos necessários. Além do conhecimento químico, os discentes necessitaram saber manusear, limpar e armazenar as vidrarias e equipamentos  utilizadas nos experimentos e conhecer as normas de segurança em laboratório, que também inclui a utilização dos Equipamentos de Proteção Individual (EPIs).

 

2.0 OBJETIVO

O objetivo do experimento é realizar cálculos envolvendo quantidades de soluto e de solvente necessárias para o preparo de soluções de ácidos e bases fortes e utilizar vidraria apropriada para o preparo de soluções-padrão.

A primeira etapa busca efetuar a coleta dos dados necessários. Posteriormente, realizar os cálculos necessários para encontrar os valores que ainda estão faltando e balancear os dados de acordo com a pureza das substâncias. O terceiro passo foca na realização da pesagem e medição dos elementos que serão utilizados para preparar uma solução. Já o quarto passo objetiva a mistura da solução até que se obtenha a homogeneização completa. O quinto, busca identificar a solução. E, por fim, o sexto passo, é basicamente a limpeza e armazenamento de todos os materiais e vidrarias utilizados.

3.0 PARTE EXPERIMENTAL

Para que o objetivo se cumprisse, foram preparadas duas soluções de 250,00 mL e 0,100 mol/L: uma de Hidróxido de Sódio (NaOH), que é uma base forte, e uma de Ácido Clorídrico, que é um ácido forte.

3.1 MATERIAIS

• Balança analítica;
• Balão de fundo chato (250 ml);
• Bastão de vidro;
• Béquer;
• Capela de exaustão.
• Espátula e colher;
• Funil;
• Pincel de tinta removível;
• Pipeta graduada;
• Pipeta volumétrica;
• Pipetador tipo Pera;
• Pisseta;
• Tabela periódica dos elementos químicos (IUPAC)
• Vidro de relógio;

3.2 REAGENTES

Reagentes e soluções utilizados no primeiro experimento (solução de bases fortes):

• Hidróxido de Sódio NaOH (Pureza: 100% ; Fabricante: Alphatec.)

• Água destilada

Reagentes e soluções utilizados no segundo experimento (solução de ácidos fortes)

• Ácido Clorídrico  HCl    (Pureza: 37% ; Fabricante: Alphatec ; Densidade: 1,18 g/cm³)
• Água destilada.

3.3 METODOLOGIA

• Primeiro experimento: solução de Hidróxido de Sódio (NaOH)

Primeiro, realizou-se a coleta dos dados necessários para o experimento: concentração molar (M), volume em litros da solução (Vs) e a massa molar – calculada com a ajuda da tabela periódica - (MM). Na segunda etapa foram feitos os cálculos necessários para encontrar os valores que ainda estavam faltando, como a massa do soluto (m) que foi encontrada através da relação: m = M*MM*Vs. Também foi necessário verificar qual o grau de pureza dos materiais utilizados e realizar as proporções devidas. No caso, consideramos o reagente NaOH totalmente puro.

Após isso, foi realizada a pesagem da massa (m) de NaOH necessária para a preparação de uma solução com um dado volume (Vs) e concentração em quantidade de matéria (M) utilizando os materiais adequados e de forma correta.

Na mistura da solução, foi utilizado um béquer e um bastão de vidro para misturar a massa (m) de NaOH com um pouco de água destilada. Depois, essa mistura foi transferida com um funil para o balão de fundo chato e então adicionou-se água destilada até completar o volume exato. Após isso, agitou-se o recipiente até a homogeneização completa.