Preparação de solução de nitrato de chumbo e sulfato de sódio

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS

FUNDAÇÃO DE ENSINO SUPERIOR DE PASSOS

ENGENHARIA AMBIENTAl – 2°PERIODO

Preparação de Solução Tampão

De pH=6,86

Data da experiência: 10/11/2009 Amanda Francieli de Almeida

Data de entrega: 17/11/09 Fernanda de Oliveira

Márcia de Souza

Lucas Romeu Luz

Pollyana Pereira

Isabel Garcia Aguila

INTRODUÇÃO

Embora também existam soluções sólidas, as soluções mais comuns envolvem um solvente líquido. Todos os dias dissolvemos substâncias em água, por exemplo, tal como o sal de cozinha ou o açúcar.

Para cada conjunto de condições existe uma quantidade limite de uma dada substância que se consegue dissolver num determinado solvente, e que se designa por solubilidade dessa substância nesse solvente. Por exemplo, à temperatura de 25 C, conseguem-se dissolver cerca de 36 gramas de cloreto de sódio (o sal de cozinha) em 100 ml de água, sendo, portanto de 36 g/100 ml a solubilidade do cloreto de sódio em água. Se adicionar mais sólido à solução este não se irá dissolver, permanecendo o soluto dissolvido em equilíbrio com o respectivo sólido que está em contato com a solução.

Tendo em conta a quantidade de soluto dissolvido num determinado solvente e a solubilidade deste, as soluções podem apresentar-se:

• Insaturadas: quando a quantidade de soluto na solução é inferior à sua solubilidade

• Saturadas: se a quantidade de soluto em solução for igual à solubilidade desse soluto

• Supersaturadas: soluções em que a concentração de soluto em solução é superior à sua solubilidade

Quando um soluto se dissolve num solvente, as moléculas do solvente formam estruturas em torno das moléculas de soluto, num processo designado por solvatação.

No caso de substâncias iónicas que se dissolvem em solventes como a água, o processo de dissolução implica a separação dos respectivos ions constituintes, os quais irão ser solvatados pela água. Nestes casos, o equilíbrio que se estabelece entre o sólido e o composto dissolvido depende das concentrações em solução de todos os ions que constituem o sal.

Para o caso do sulfato de alumínio sólido (Al2(SO4)3) em contato com uma solução saturada de sulfato de alumínio (Al2(SO4)3 (dissociado em ions Al3+ e SO42-), o equilíbrio é traduzido por

Al(SO4)3(s) 2Al3+(aq) + 3SO42-(aq)

A constante que se associa a este equilíbrio denomina-se Produto de solubilidade (Kps) e é expressa, no caso deste sal, pelo produto das concentrações molares de equilíbrio dos iões cada qual elevada aos respectivos coeficientes estequiométricos:

Kps=[Al3+]eq2.[SO42-]eq3

Quando se misturam duas soluções podem, ou não, formarem-se precipitados. De forma a prever a formação, ou não, destes, recorre-se ao cálculo de um quociente, denominado Quociente de Reação(Q), que envolve o produto das concentrações dos ions envolvidos elevados aos respectivos coeficientes estequiométricos, de forma semelhante à que se utiliza para calcular o Produto de Solubilidade (note-se que o Produto de Solubilidade corresponde ao Quociente de Reação quando a solução está saturada, ou seja quando as concentrações dos ions correspondem às suas concentrações de equilíbrio); compara-se o valor de Q com o do Kps. Assim, podem ocorrer três casos distintos:

• Se Q<Kps não haverá precipitação

• Se Q=Kps a solução está saturada, não havendo precipitação

• Se Q>Kps há precipitação.

OBJETIVOS

Preparar e misturar soluções de nitrato de chumbo e sulfato de sódio, e verificar se houve formação de precipitado.

MATERIAIS E REAGENTES

Pipeta volumétrica

Pipeta Graduada

Balão volumétrico

Bureta

Balança semi-analítica

Água destilada

Nitrato de chumbo

Sulfato de Sódio

PROCEDIMENTOS

1 – Preparar 100 mL de solução de nitrato de chumbo ( Pb(NO3)2 ) com concentração de 8,0 x 10-3 mol/L e 100 mL de solução de sulfato de sódio ( Na2SO4 )com concentração de 5,0 x 10-3 mol/L.

2 – Preparar 100 mL de solução de Na2SO4 com concentração de 5,0 x 10-5 mol/L a partir da solução feita no item 1.

3 – Misturar 10 mL da solução de Pb(NO3)2 , 8,0 x 10-3 mol/L, com 40 mL de Na2SO4, 5,0 x 10-3, preparada no item 1.

4 – Misturar 10 mL da solução de Pb(NO3)2 , 8,0 x 10-3 mol/L, com 40 mL da solução de Na2SO4 com concentração de 5,0 x 10-5 mol/L, preparada no item 2.

Calcular o quociente de reação para verificar se haverá formação de precipitado.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Para a preparação das soluções, calculamos as massas necessárias dos sais que diluídas em água resultariam nas concentrações pedidas no procedimento.

A massa de Nitrato de chumbo utilizada foi:

M = m >>>> 8,0x10-3 = m >>>> m = 0,265g

MM x V 331,2