(para hoje) A figura a seguir ilustra as etapas da preparação de uma solução
aquosa de sulfato de cobre II (CuSO4) cuja massa molar é de 160 g/mol. Com
base nas informações da figura e em seus conhecimentos, responda: a) Qual a
concentração comum desta solução em g/L? Urgenteee
Respostas
A diluição é feita quando se adiciona certa quantidade de água (solvente) a uma solução inicial, obtendo-se uma nova solução menos concentrada ou mais diluída.
Esse processo é feito no cotidiano, como quando se acrescenta água em sucos muito concentrados ou quando se pega uma pequena porção de desinfetante, diluindo-o com água.
Em laboratórios, essa prática é ainda mais comum, visto que as soluções químicas compradas vêm em concentrações elevadas.
Nem sempre uma diluição pode ser percebida a olho nu, no entanto, em soluções coloridas, como a de sulfato de cobre (que é azul em virtude dos íons cobre (Cu2+), quanto mais intensa estiver a cor, mais concentrada ou menos diluída a solução estará e vice-versa.
A solução de sulfato de cobre é azul em razão dos íons cobre
Essa comparação entre as tonalidades da solução pode ser usada em uma aula experimental com alunos que estão estudando tal conteúdo. Veja como:
Materiais e reagentes:
Proveta de 25 mL;
Solução de sulfato de cobre (II) penta-hidratado a 1 mol/L;
3 tubos de ensaio;
2 béqueres de 100 mL;
Estante de tubos de ensaio;
2 conta-gotas;
2 placas de zinco;
Água destilada.
Procedimento Experimental:
Enumere os três tubos de ensaio;
No tubo 1, coloque 10 mL da solução de sulfato de cobre (II) a 1 mol/L;
Peça aos alunos para observarem bem o aspecto da solução, anotarem no caderno e escreverem qual é a quantidade de matéria em mol que há na solução.
Agora realize uma diluição transferindo 1 mL da solução que está no tubo de ensaio 1 para uma proveta de 25 mL e acrescente água até completar o volume de 10 mL;
Peça aos alunos para colocarem essa solução no tubo de ensaio 2 e, novamente, anotarem qual é o aspecto da solução, qual a mudança que eles observaram e qual é a quantidade de matéria (em mol) que há na solução;
Agora, os alunos deverão pegar 1 mL da solução do tubo 2 e transferir para a proveta, completando o volume com água até atingir 20 mL;
Coloque essa solução obtida no tubo de ensaio 3 e peça para que os alunos anotem as mesmas observações feitas para as soluções anteriores;
Coloque os três tubos na estante para tubos de ensaio e compare-as. Fale para os alunos informarem, apenas pelo que eles podem observar a olho nu, qual solução é mais concentrada e qual é a mais diluída;
Agora fale para eles calcularem qual é a concentração em mol/L das soluções contidas em cada um dos três tubos de ensaio e observarem se acertaram o palpite inicial;
Coloque a solução inicial (a 1 mol/l) em ¼ do volume de um béquer e mergulhe uma placa de zinco nela. Não mergulhe a placa totalmente;
No outro béquer, coloque apenas água e mergulhe a outra placa de zinco;
Compare os aspectos das duas placas que foram mergulhadas na água e na solução de sulfato de cobre (II) a 1 mol/L;
Descarte a água e transfira a solução que está no tubo de ensaio três para o béquer;
Introduza nessa solução a extremidade da placa de zinco que havia sido mergulhada na água anteriormente;
Aguarde cerca de 5 minutos e retire a placa.
O professor pode pedir que os alunos expliquem o seguinte: “Apesar dessa última solução ser incolor, ela possui sulfato de cobre (II)? Como isso foi percebido?”
Resultados e discussões:
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No tubo de ensaio 1, em que havia 10 mL da solução inicial (1 mol/L), havia 0,01 mol de soluto. Para chegar a essa quantidade de matéria bastava os alunos realizarem uma regra de três simples:
1 mol ----- 1 L
n1--------- 0,01 L (10 mL)
n1 (tubo 1) = 0,01 mol
Isso também podia ser feito para se descobrir a quantidade de matéria que havia nos tubos 2 e 3:
0,01 mol ------ 1 L 0,0001 mol ------ 1 L
n1(tubo 2) ------------ 0,01 L (10 mL) n1(tubo 3) ------------ 0,02 L (20 mL)
n1 (tubo 2) = 0,0001 mol n1 (tubo 3) = 0,000002 mol
A solução do tubo 1 é a que apresenta a coloração azul mais intensa, enquanto a do tubo 3 é praticamente incolor. Ao observarem isso, os alunos deveriam dizer que a solução do tubo 1 é a mais concentrada e a do tubo 3 é a mais diluída.
Isso é confirmado pelo cálculo da concentração em mol/L (M) para as soluções em cada tubo. A concentração da solução do tubo 1 já foi dada: 1 mol/L.
Agora, as concentrações das soluções nos tubos 2 e 3 podem ser calculadas por meio da seguinte expressão:
Minicial . vinicial = Mfinal . vfinal
Tubo 2: Tubo 3:
Minicial . vinicial = Mfinal . vfinal Minicial . vinicial = Mfinal . vfinal
1 mol/L . 0,001 L = Mfinal . 0,01 L 0,1 mol/L . 0,001 L = Mfinal . 0,02 L
Mfinal = 0,001 mol Mfinal = 0,0001 mol
0,01 L 0,02 L
Mfinal = 0,1 mol/L Mfinal = 0,005 mol/L
Quando mergulhamos a placa de zinco na solução de sulfato de cobre, que contém cátions cobre II, o zinco oxida, ou seja, doando elétrons para o cobre, que irá reduzir:
Zn0(s) → Zn2+(aq) + 2 elétrons
Cu2+(aq) + 2 elétrons → Cu0(s)
Zn0(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu0(s)