Os alunos do ensino médio podem ser obrigados a misturar soluções químicas ao encontrar experimentos de laboratório. É importante misturar adequadamente os produtos químicos em uma solução química útil. Algumas soluções são calculadas como porcentagem de peso, p /v, ou porcentagem de volume, v /v. Outros são baseados em molaridade ou moles por litro. O produto químico que é diluído ou dissolvido é chamado de soluto e o meio líquido é o solvente. Compreender os métodos adequados para misturar produtos químicos em solução é importante para os alunos realizarem um experimento de laboratório bem-sucedido.
Soluções baseadas em porcentagem
Determine se a solução percentual é dada em p /v ou v /v . As soluções baseadas em medidas p /v são geralmente um produto químico sólido dissolvido em um solvente líquido, como a água. Soluções baseadas em medições v /v são líquidas diluídas em líquido.
Calcule a diluição v /v apropriada usando a fórmula C1V1 \u003d C2V2 onde C representa a concentração do soluto e V representa o volume em mililitros ou ml. Um exemplo seria combinar 95% de etanol com água para misturar 100 ml de 70% de etanol. O cálculo é 95% X V1 \u003d 70% X 100ml. O volume desconhecido é 73,6 ml de etanol a 95% com 26,4 ml de água para formar 100 ml. Despeje o soluto líquido em um cilindro graduado ou balão volumétrico antes de adicionar solvente. Cilindros graduados e balão volumétrico são usados porque as medições são mais precisas do que com os provetas. Os copos são geralmente usados para volumes aproximados e mistura.
Pesa o produto químico sólido apropriado para misturar uma solução p /v. Uma solução de 10% é igual a 10 gramas de produto químico seco em um volume final de 100 ml. O soluto adiciona volume e é considerado no volume final da solução.
Adicione o soluto sólido ao copo antes de adicionar o solvente. Isso evitará adicionar excesso de solvente à solução. Você deve permitir que o soluto seco se dissolva primeiro no solvente antes de adicionar ao volume total. Despeje a solução em um cilindro graduado ou balão volumétrico e adicione solvente para obter o volume final.
Soluções calculadas usando a molaridade
Determine se o soluto é sólido ou na forma líquida. A molaridade, ou M, de um soluto líquido é geralmente fornecida e pode exigir apenas uma diluição simples. Um soluto sólido exigiria uma medição precisa do peso.
Calcule a diluição do soluto líquido usando a fórmula C1V1 \u003d C2V2. A diluição de cloreto de sódio 5M, NaCl, para produzir 100 ml de solução 1M seria calculada como 5M X V1 \u003d 1M X 100 ml. O valor para V1 é 20 ml com 80 ml de água para um volume final de 100 ml.
Coloque o soluto líquido em um cilindro graduado ou balão volumétrico antes de adicionar solvente. Em seguida, adicione o solvente para atingir o volume desejado.
Determine o peso molecular, MW do soluto seco. O peso molecular será fornecido no recipiente químico e na Ficha de dados de segurança do material, ou MSDS. O peso molecular é igual a 1 mole. O cloreto de sódio tem um peso molecular de 58,4 gramas. Portanto, 58,4 gramas dissolvidos em um volume total de 1 litro é igual a uma solução 1 M.
Calcule o peso em gramas do soluto para fazer 1 litro de solução. Você pode calcular o peso do grama da molaridade especificada da solução usando a fórmula MW X molaridade. Uma solução 2M de cloreto de sódio requer 58,4 gramas X 2M, ou 116,8 gramas em 1 litro.
Determine o volume total necessário para o experimento. O método experimental não requer necessariamente 1 litro de solução. Pode exigir apenas 100 ml ou 0,1 litro. O peso do grama necessário para misturar uma solução de cloreto de sódio 2M em 100 ml é de 0,1 litro X 116,8 grama ou 11,7 gramas de cloreto de sódio.
Adicione o soluto sólido em um copo primeiro antes de adicionar o solvente. Adicione solvente suficiente para permitir a dissolução do sólido. Despeje a solução em um cilindro graduado ou balão volumétrico e adicione solvente para obter o volume final.
Ajustando o pH da solução
Meça o pH da solução final usando o medidor de pH ou o pH papel. Um medidor de pH fornece a medição mais precisa. No entanto, o papel de pH pode ser suficiente se um medidor não estiver disponível. Um exemplo de tampão é o cloreto de sódio, NaCl na água.
Determine se o pH está acima, mais básico ou abaixo, mais ácido do que o pH necessário. O NaCl dissolve-se na água para obter um pH neutro de 7.
Adicione o reagente para alterar o pH para o valor desejado. O reagente usado para alterar o pH deve ser bastante diluído e não alterar a composição química da solução. O ácido clorídrico, 0,1 M HCl, seria usado para baixar o pH e o hidróxido de sódio, 0,1 M NaOH, seria usado para aumentar o pH. A combinação de HCl e NaOH na água produz cloreto de sódio.
Dicas
Os frascos volumétricos são dispositivos precisos para medir o volume final. Cilindros graduados também podem ser usados se frascos volumétricos não estiverem disponíveis. Os copos e os balões Erlenmeyer não são muito precisos para medir o volume, mas geralmente são usados para misturar.
Avisos
Você sempre deve usar equipamento de segurança adequado ao misturar soluções químicas, inclusive proteção para os olhos. Ácidos e bases usados para ajustar o pH podem ser prejudiciais aos olhos. Outros produtos químicos produzem vapores nocivos e podem exigir uma coifa. A MSDS geralmente é fornecida com o produto químico ou está disponível on-line e fornece informações importantes sobre segurança.
