2011 - solucoes e escalas, Slides de Química

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Prof.: Arci Dirceu Wastowski

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA

Curso: Tecnólogo em Alimentos Disciplina: Dpadf 0023 - Química Instrumental 1 o semestre / 2011 Comparação de Soluções e escalas

CONCENTRAÇÃO DE SOLUÇÕES.

1. Solução. Afinal, o que é uma solução? Define-se solução como sendo uma mistura homogênea composta de dois ou mais componentes.

Figura 2. Dissolução do NaCl em água. Figura 1. Dissolução do açúcar em água. No caso de soluções aquosas, esta ligação pode ser do tipo de ligações de hidrogênio ou de hidratação (solvatação)

2. Água como solvente. A distribuição de moléculas em um fluido é controlada pela energia de interação entre as mesmas. A natureza da interação, por sua vez, depende sensivelmente da geometria molecular e distribuição das cargas.

Devido à natureza polar da água, NaCl pode ser separado em seus íons (Na

e Cl

• ) Esta é a maneira como as substâncias sólidas iônicas se dissolvem na água, e este processo é chamado de hidratação. Quando o solvente é outro que não a água, o processo é denominado de solvatação.

Figura 3. Hidratação dos íons Na+ e Cl-.

3 Concentração. A palavra concentração se refere à quantidade de soluto que é dissolvido em um solvente. De um modo geral a concentração é definida como: Quantidade de Componente de Interesse CONCENTRAÇÃO =  Quantidade do Material Total

Quantidade de Soluto CONCENTRAÇÃO DE SOLUÇÃO =  Quantidade de Solução (Soluto + Solvente) Porém, quando estamos trabalhando com soluções, a definição de concentração se resume a: Podemos ter concentração expressa em termos de porcentagem (%) em peso ou em volume (g/100 mL), partes por milhão (ppm), partes por bilhão (ppb)

Unidades Comuns para expressar concentrações traços unidade abrevia tura massa/ massa massa/ volume volume/ volume parte por milhão 1ppm=

• % ppm mg/Kg g/g mg/L g/mL L a /L nL b /mL parte por bilhão 1ppb=

%

ppm ppb g/Kg ng/g g/L ng/mL nL/L pL c /mL % miligrama mg % mg/100 g mg/ mL

a = L - microlitro=

L; b = nL - nanolitro=

L; c = pL - picolitro=

L 1L = 1000 mL; 1mL= 1000 L; 1 L = 1000 nL; 1nL = 1000 pL.

Esquema de cálculo em ppm O ppm (partes por milhão) é uma medida bastante utilizada em casos de substâncias que se apresentam apenas em quantidades-traço. Normalmente é adotado quando se deseja expor, em laudos ou relatórios técnicos, resultados de análises físico-químicas. Um exemplo típico é o das aflatoxinas presentes em amendoim e seus derivados. Usualmente, padronizou-se a unidade ppm como sendo uma parte em um milhão ou, em outras palavras, como se segue: Supondo que, para a água, 1 kg equivale a 1L temos: Portanto, Usualmente, é mais fácil adotar a simplicidade da definição de ppm para iniciar os cálculos, ou seja, parte-se da definição de que 1 ppm = 1 parte por 1 milhão de partes

EXERCÍCIOS

1. Calcule quanto de agente sanitizante (100% puro) deve ser utilizado para elaborar 10 litros de uma solução de cloro a 40 ppm. (Resp.: 0,4 mL)
2. Descreva o modo de preparo da solução do exercício anterior.
3. Elabore 10 litros de solução sanitizante a 40 ppm partindo de cloro a 5% de concentração. (Resp.: 8 mL)
4. Elabore 100 litros de solução sanitizante a 80 ppm. Use como solução-mãe ácido peracético com 12% de concentração. (Resp.: 66,7 mL)
5. Descreva o modo de preparo de 50 litros de solução sanitizante a 30 ppm de concentração partindo de: a) Cloro a 8% de concentração (Resp.: 18,8 mL); b) Hipoclorito de sódio variando entre 2,0 e 2,5% de concentração (Resp.: 66,7 mL); c) Ácido peracético a 10% de concentração (Resp.: 15 mL) e d) Iodo a 33% de concentração (Resp.: 4,5 mL ).
6. 35 quilos de tomates precisam ser higienizados em 2 etapas. Na primeira, usa-se solução a 80 ppm de cloro ativo e na segunda, solução com 30 ppm de cloro ativo. Calcule quanto (no total) de solução-mãe, a 7% de concentração, será utilizado para preparar 70 litros de cada solução. (Resp.: 110 mL)
7. Adotando 100 ppm para pisos, paredes e bancadas; 70 ppm para utensílios e equipamentos e 50 ppm para a matéria-prima: a) Calcule quanto da solução-mãe precisa ser utilizada para preparar, respectivamente, 30 (pisos, paredes e bancadas), 10 (utensílios e equipamentos) e 200 (matéria-prima) litros de solução partindo de ácido peracético a 8% de concentração. (Resp.: 37,5 mL (pisos, paredes e bancadas); 8,8 mL (utensílios e equipamentos); 125 mL (matéria-prima); total: 171,3 mL) b) Descreva o modo de preparo de cada uma das soluções.

1 mol de qualquer substância contém 6,022 x 10 23 moléculas, que é o número de Avogadro. n o de mols de soluto CONCENTRAÇÃO DE SOLUÇÃO =  = M Volume da solução em L ou dm

No laboratório é usado um frasco ou balão volumétrico de volume calibrado para o preparo das soluções, as quais, assim preparadas, passam a ser denominadas de concentração analítica. Figura 4. Balão volumétrico.

Em diluições a quantidade de solvente é que aumenta e a quantidade de soluto permanece sempre constante O número original ou inicial de mols do soluto é igual ao número de mols do soluto no final, ou seja: n o mols inicial = n o mols final A molaridade (M) é expressa como: n o de mols/volume (em dm 3 ou L). Observa-se então que o n o de mols = M x V Portanto: M(inicial) x V(inicial) = M(final) x V(final)