7 Soluções Preparo Esteqiometria

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Soluções
Unidades de Concentração
Cálculos estequiométricos com soluções
Definições
• Uma solução é uma mistura ou dispersão homogênea
de duas ou mais substâncias (soluto e solvente) cuja
proporção pode variar dentro de certos limites.
• Solução verdadeira – dispersões que apresentam
diâmetro das partículas dispersas inferior a 10
Angstroms (10 Å).
• Soluções coloidais- diâmetro das partículas dispersas
situa-se entre 10 e 1000 Å.
• As soluções podem ser de vários tipos: líquido em
líquido (l/l), sólidos em líquidos (s/l), sendo estas duas
bastante comuns, mas há ainda gás em líquido (g/l),
gás em gás (g/g) e soluções de sólidos em sólidos (s/s).
Unidades de Concentração
• Para preparar uma solução concentrada
ou diluída é muito importante definir a
concentração da solução desejada.
• A concentração é a relação entre a
quantidade (massa, volume, quantidade
de matéria) de soluto e da quantidade
de solvente ou quantidade de solução.
Unidades de Concentração
• São exemplos de algumas unidades de
concentrações mais usuais em química:
• Concentração em gramas por litro (g/L) 
• Concentração em mol por litro (mol/L) 
• Composição percentual (% m/m, % m/V, 
% V/V) 
Concentração em mol por litro 
(mol/L)
• Antes de começarmos, vale lembrar que a
unidade de contagem de átomos, íons e
moléculas de uma amostra de tamanho normal
é o mol.
• Um mol de uma espécie (átomos, íons,
moléculas, etc.) é a quantidade de matéria que
tem 6,0221421 x 1023 (constante de Avogadro)
dessas espécies.
• A massa em gramas de um mol de uma espécie
corresponde à sua massa molar.
Massa Molar
A massa molar (em g/mol) de uma substância é 
sempre numericamente igual à sua massa 
molecular (em u).
Concentração em mol por litro 
(mol/L)
• Cálculos para o preparo de 100 mL de solução 
de CuSO4.5H2O com concentração 0,2 mol/L
Determinar a massa molar (mm) do sal
hidratado: 249,69 g/mol
Calcular a quantidade de matéria de sal na
solução a preparar:
M =
n
VL
n = VL.M
n = 0,20 mol. L
-1
 . 0,100 L = 0,020 mol
Concentração em mol por litro 
(mol/L)
Cálculo da massa de CuSO4.5H2O: 
massa de CuSO4.5H2O = 249,69 g mol
-1
. 0,020 mol
 m = 4,994 g
Etapas da preparação de uma solução de sulfato de cobre (II): (a)
pesagem do sal; (b) transferência quantitativa do material pesado para o
balão volumétrico; (c) dissolver o sólido por acréscimo de solvente,
girando o balão; (d) completar o volume da solução até atingir a marca
de calibração ou aferição, tampar e agitar para garantir mistura completa.
Exercício
• Fazer os cálculos para a preparação de 250 mL 
de uma solução 0,02 mol/L de NaCl.
Determinar a massa molar do sal : 58,44 g/mol.
Calcular a quantidade de matéria de sal na 
solução a preparar: M =
n
VL
n = VL.M
n = 0,020 mol. L
-1
 . 0,250 L = 0,005 mol
Exercício
Cálculo da massa de NaCl
massa de NaCl = 58,44 g mol
-1
. 0,005 mol
 m = 0,2922 g
Composição Percentual
• Ácidos comuns de laboratório são
comercializados em soluções concentradas
com concentração expressa em
composição percentual em peso.
• Ácido clorídrico, por exemplo, pode ser
obtido comercialmente em soluções
aquosas cuja concentração é 37% (m/m),
com densidade 1,19 g/mL.
Cálculos com Composição 
Percentual 
Preparo de 100 mL de solução de HCl 1,0 mol/L a
partir de uma solução estoque do ácido
clorídrico tem concentração 20% (m/m) e
densidade 1,09 g/mL.
Para preparar a solução diluída de ácido
clorídrico (HCl), é importante consultar o rótulo
do frasco que contém a solução concentrada
(estoque) para se obter a densidade (m/V) e a
percentagem (m/m) do ácido na solução
concentrada.
Cálculos com Composição 
Percentual 
• Calcule a massa de HCl necessária para 
preparar 100 mL de solução 1,0 mol/L :
Massa molar HCl = 36,46 g mol
-1
Quantidade de matéria de HCl na solução:
1,0 mol L
-1
. 0,100L = 0,10 mol
Massa de HCl 
0,10 mol . 36,46 g mol
-1 
= 3,646 g
Cálculos com Composição 
Percentual 
Utilizando a densidade da solução 
concentrada, determine o volume dessa 
solução que contém a massa de HCl
calculada. 
Cálculos de Diluição
• A quantidade do soluto é a mesma antes e
depois da diluição, já que em uma diluição
apenas solvente é adicionado.
• A relação entre a quantidade de soluto e
solvente, entretanto, sofre alteração.
• Se estamos diluindo uma solução cuja
concentração é expressa em mol/L, então:
ninicial = nfinal
• A quantidade de matéria (n) antes da diluição é
igual a quantidade de matéria após a diluição.
Cálculos de Diluição
• Preparo de 10 mL de solução de CuSO4.5H2O
0,10 mol/L a partir de uma solução estoque
de concentração 0,20 mol/L. Cálculo do
volume de solução estoque necessário.
Cálculos de Diluição Minicial.Vinicial = Mfinal.Vfinal
0,20 mol/L . x L = 0,10 mol/L . 0,010 L
 x = 0,005 L
Preparação de 250 mL de uma solução 0,100 mol/L de CuSO4 por diluição 
de uma solução 1,00 mol/L de CuSO4: (a) pipetar 25 mL da solução 1,00 
mol/L com pipeta volumétrica; (b) transferir a alíquota medida a um balão 
de 250 mL; (c) adicionar água até a marca de calibração, tampar e misturar 
para homogeneizar. 
Estequiometria de Soluções
Cálculo Estequiométrico
• Os coeficientes em uma equação química
balanceada podem ser interpretados tanto
como o número relativo de moléculas (ou
fórmulas unitárias) em uma reação quanto
como a quantidade relativa de matéria
2 H2 + O2 2 H2O
2 moléculas 1 molécula 2 moléculas
 2 mols 1 mol 2 mols
Estequiometria de Soluções
• Ao trabalharmos com soluções de
concentrações conhecidas:
• usaremos a concentração e o volume para
determinar a quantidade de matéria dos
solutos;
• efetuaremos os cálculos estequiométricos a
partir da equação balanceada.
Gramas de A
Gramas de B
Use a 
massa 
molar de A
Use a 
massa 
molar de B
Quantidade
de matéria de A
Quantidade
de matéria de B
Volume ou 
concentração de A
Volume ou 
concentração de B
Unidades 
Laboratoriais
Use 
M= mol/L
Use 
M= mol/L
Unidades 
Químicas
Unidades 
Laboratoriais
Use os coeficientes
estequiométricos de A e B
Esquema de procedimento usado para resolver problemas 
estequiométricos que envolvam unidades de massa medidas 
(laboratório), concentração (em quantidade de matéria) ou volume
Exercício 1
• Quantos gramas de Ca(OH)2 são necessários para
neutralizar 25,0 mL de solução 1,00 mol/L de HNO3?
(Dado : massa molar do Ca(OH)2 = 74,1 g/mol)
• Equação balanceada da reação de neutralização:
2 HNO3 (aq) + Ca(OH)2 (s) Ca(NO3)2 (aq) + 2 H2O (l)
• Quantidade de matéria de HNO3 :
1L da solução de HNO3 .............1,00 mol
0,025 L da sol. de HNO3 .............x mol
x = 2,5 x 10-3 mol de HNO3
Exercício 1
• A relação dos coeficientes da equação balanceada 
estabelece que : 
2 mols de HNO3 ..............1 mol Ca(OH)2:
2,50 x 10-3 mol HNO3 ..............X
X = 1,25 x 10-3 mol Ca(OH)2
• Portanto, a massa de Ca(OH)2 pode ser calculada:
1,25 x 10-3 mol Ca(OH)2 x 74,1 g de Ca(OH)2 = 0,0926 g de Ca(OH)2
1 mol Ca(OH)2 
Titulações
• Para determinar a concentração de um soluto em
uma solução, geralmente se realiza uma titulação ,
que envolve combinar uma amostra da solução
em análise (titulado) com uma solução reagente
de concentração conhecida (titulante), chamada
de solução padrão.
• Titulações podem ser efetuadas usando reações
ácido-base, precipitação ou oxirredução.
Titulação
Ácido-Base
• Suponha que tenhamos uma solução de HCl
de concentração desconhecida e uma solução
de NaOH cuja concentração é 0,100 mol/L.
• Para determinar a concentração dessa
solução de HCl, medimos 20,0 mL da solução
que são transferidos para um erlenmayer.
• A solução do titulante é acondicionada em
uma bureta, e dela gotejada sobre a solução
do ácido até o ponto de equivalência ou
ponto de viragem da titulação.
Titulação Ácido-Base
• Para que a titulação possa ser feita, é necessário
que se encontre algum modo de se perceber que
o ponto de equivalência foi atingido.
• Para identificar o final da reação entre o titulante
e o titulado são utilizadas as substâncias
indicadoras, que apresentam cores distintas antes
e após o término da reação química
• Nessa titulação pode ser usado o indicador
fenolftaleína que tem coloração róseo purpúreo
em meio básico.
Mudança na aparência de uma solução contendo o indicador 
fenolftaleína quando a base é adicionada: (a) antes do ponto 
final a solução é incolor; (b) à medida que o ponto final se 
aproxima, uma coloração rosa-claro se forma onde a base 
goteja; (c) No ponto final a solução fica inteiramente rosa após 
agitação.
Titulação de HCl com NaOH
• A reação do HCl com o NaOH tem relação de 
coeficientes estequiométricos de 1:1
• HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) 
• Assim, ao final da titulação: 
Quantidade de matéria do titulante = Quantidade de matéria do titulado
Equação 1
Titulação de HCl com NaOH
• Lembrando que concentração molar da solução
(M) é igual à quantidade de matéria (n), em mol,
dividida pelo volume (V), em litros, tem-se que:
• Assim, a concentração molar (M) da solução que
está sendo titulada pode ser calculada substituindo-
se a Equação 2 na Equação 1:
Mtitulante . Vtitulante = Mtitulado . Vtitulado
Eguação 2
Titulação de HCl com NaOH
• Na titulação em questão supondo que leu-se
na bureta um volume de 21,5 mL ao final da
titulação, a concentração da solução de HCl
pode ser calculada do seguinte modo:
Referências
• Brown, T. L.; LeMay,Jr., H. E.; Bursten, B. E.
“Química – Ciência Central”, 9ª Edição,
Tradução Robson Mendes Matos, Pearson
Prentice Hall, São Paulo, 2005.
• Química Geral Experimental – Roteiro de
Experimentos 2/2013- Organizada por Gesley
Alex M. Veloso e colaboradores.