Química · 7.ª–12.ª classe
Como usar uma balança analítica?
Resposta curta
Para usar uma balança analítica, nivele-a, ligue-a e deixe-a estabilizar, feche as portas, tare o recipiente, adicione a substância com a espátula, feche as portas e só então leia a massa. Nunca toque no prato com as mãos e nunca pese objetos quentes. O valor lido, por exemplo 1,4625 g, tem de ser registado com todas as casas decimais.
Quando se aplica
A balança analítica usa-se sempre que a massa precisa de muitas casas decimais: preparar soluções de concentração rigorosa, fazer uma titulação, determinar o rendimento de uma reação ou calcular a massa molar a partir de dados experimentais. Uma balança analítica escolar típica lê até 0,0001 g (0,1 mg), mas existem modelos diferentes: confirme no manual do seu equipamento a capacidade máxima e a resolução.
Para massas que não exigem tanto rigor (por exemplo, 5 g de areia para uma separação de misturas), basta uma balança comum, com leitura até 0,01 g ou 0,1 g. Usar a analítica nesses casos é perder tempo e arriscar o equipamento.
Pré-requisitos
- Saber que a massa se mede em gramas (g) e que 1 g = 1 000 mg.
- Saber o que é tarar: pôr o visor a zero com o recipiente em cima do prato, para que a leitura seguinte seja só a massa da substância.
- Conhecer as partes da balança: prato, câmara de proteção com portas (protege das correntes de ar), pés niveladores, nível de bolha e visor.
Método passo a passo
- Verifique o local. A balança deve estar numa bancada firme, longe de janelas abertas, ventoinhas, ar condicionado e de pessoas a passar. A vibração e o ar em movimento alteram a leitura.
- Nivele a balança. A bolha do nível tem de ficar no centro do círculo; se não estiver, rode os pés niveladores.
- Ligue e aguarde. Deixe a balança ligada o tempo que o manual indicar até estabilizar. Verifique se o prato está limpo e se o visor marca zero com as portas fechadas.
- Prepare o recipiente. Use um recipiente limpo e seco (barquinha de pesagem, vidro de relógio ou frasco). Manuseie-o com uma pinça ou com papel limpo, porque a gordura dos dedos tem massa mensurável.
- Coloque o recipiente e feche as portas. Espere que o valor estabilize (o símbolo de estabilidade acende ou o último dígito pára de mudar).
- Tare. Prima a tecla de tara: o visor passa a 0,0000 g.
- Adicione a substância com a espátula, devagar, com as portas abertas só o necessário. Se cair substância no prato, limpe-a de imediato com um pincel.
- Feche as portas e espere pela estabilidade. Só então leia e registe todos os algarismos do visor, com a unidade.
- Retire o recipiente, limpe o prato, feche as portas e desligue ou deixe em espera conforme as regras do laboratório.
Atenção
Nunca deite reagente diretamente no prato. Nunca coloque no prato um recipiente quente ou frio: a convecção do ar à sua volta faz a leitura derivar. Deixe-o arrefecer num exsicador ou à temperatura ambiente.
Pesagem por diferença
Quando se quer transferir uma quantidade de sólido sem perder partículas, pesa-se o frasco com a substância antes e depois de retirar uma porção. A massa transferida é a diferença: m = mantes − mdepois.
Exemplos resolvidos
Exemplo 1 — Pesar com tara (nível básico)
Enunciado: Um estudante coloca uma barquinha na balança analítica e lê 12,3456 g. Adiciona cloreto de sódio até o visor marcar 13,1456 g. Qual é a massa de sal?
Resolução:
- Sem usar a tara, a massa da substância é a diferença entre as duas leituras.
- m = 13,1456 g − 12,3456 g = 0,8000 g.
- Se tivesse tarado a barquinha, o visor teria mostrado diretamente 0,8000 g.
Resposta: 0,8000 g de sal. Verificação: 12,3456 + 0,8000 = 13,1456 g.
Exemplo 2 — Pesagem por diferença
Enunciado: Um frasco com carbonato de sódio pesa 25,4210 g. Depois de verter uma porção para um balão, o frasco pesa 24,9870 g. Que massa de sólido foi transferida?
Resolução:
- mtransferida = mantes − mdepois.
- m = 25,4210 g − 24,9870 g = 0,4340 g.
Resposta: 0,4340 g. Verificação: 24,9870 + 0,4340 = 25,4210 g.
Exemplo 3 — Nível de exame: preparar uma solução
Enunciado: Pretende-se preparar 250 mL de solução de NaCl com concentração 0,100 mol/L. (M(NaCl) = 58,5 g/mol.) a) Que massa deve pesar? b) O estudante pesou 1,4631 g. Qual é a concentração real?
Resolução:
- Volume: 250 mL = 0,250 L.
- Quantidade de substância: n = c × V = 0,100 × 0,250 = 0,0250 mol.
- Massa: m = n × M = 0,0250 × 58,5 = 1,4625 g.
- Com 1,4631 g: n = 1,4631 ÷ 58,5 ≈ 0,025010 mol.
- c = n ÷ V = 0,025010 ÷ 0,250 ≈ 0,1000 mol/L.
Resposta: a) 1,4625 g; b) cerca de 0,1000 mol/L. Verificação: 0,0250 mol × 58,5 g/mol = 1,4625 g. Não é preciso acertar exatamente em 1,4625 g: é mais rigoroso registar a massa realmente pesada e calcular a concentração a partir dela.
Erros frequentes
- Não fechar as portas antes de ler. Uma corrente de ar muda o último dígito. Feche sempre e espere pela estabilidade.
- Pesar um objeto quente. O ar quente sobe e o valor parece diminuir. Deixe arrefecer primeiro.
- Tocar no recipiente com os dedos. Suor e gordura acrescentam massa e sujam o prato. Use pinça ou papel.
- Esquecer a tara e atribuir à substância a massa do recipiente.
- Arredondar a leitura (escrever 1,46 g quando o visor marca 1,4625 g). Registe todos os dígitos e arredonde só nos cálculos finais, respeitando os algarismos significativos.
- Pesar substâncias que absorvem água (como o hidróxido de sódio) devagar, com o frasco aberto: a massa vai aumentando. Pese depressa e com o frasco tapado entre pesagens.
- Deixar a balança desnivelada ou colocar o frasco ao lado do centro do prato.
Exercícios propostos
1Exercício 1
Uma barquinha vazia marca 2,1034 g. Com açúcar, marca 3,6034 g. Qual é a massa de açúcar?
Ver solução
m = 3,6034 − 2,1034 = 1,5000 g.
2Exercício 2
Um frasco com sulfato de cobre marca 18,7525 g antes de retirar uma porção e 18,2310 g depois. Que massa foi retirada?
Ver solução
m = 18,7525 − 18,2310 = 0,5215 g.
3Exercício 3
Explique por que razão as portas da câmara de proteção têm de estar fechadas durante a leitura, e por que razão não se pesa um objeto acabado de sair da estufa.
Ver dica
Pense no que o ar em movimento faz a uma medição de 0,1 mg.
Ver solução
Numa balança que lê décimas de miligrama, uma corrente de ar exerce uma força suficiente para mudar o valor; as portas fechadas isolam o prato. Um objeto quente aquece o ar à sua volta, que sobe (convecção) e exerce uma força para cima sobre o prato; a leitura aparece menor e deriva até o objeto arrefecer.
4Exercício 4
Que massa de hidróxido de sódio (M = 40,0 g/mol) é necessária para preparar 100 mL de solução 0,200 mol/L? Porque é que a pesagem deve ser rápida?
Ver solução
n = 0,200 × 0,100 = 0,0200 mol; m = 0,0200 × 40,0 = 0,800 g. O NaOH absorve água e dióxido de carbono do ar, por isso a massa aumenta durante a pesagem e o valor deixa de corresponder só a NaOH; pesa-se depressa e tapa-se o frasco.
5Exercício 5
Que massa de carbonato de sódio, Na2CO3, é necessária para obter 0,0100 mol? (M: Na = 23,0; C = 12,0; O = 16,0 g/mol.) Indique a leitura esperada com resolução de 0,0001 g.
Ver solução
M(Na2CO3) = 2 × 23,0 + 12,0 + 3 × 16,0 = 46,0 + 12,0 + 48,0 = 106,0 g/mol. m = 0,0100 × 106,0 = 1,060 g, isto é, a leitura esperada é cerca de 1,0600 g.
Perguntas frequentes
Qual é a diferença entre balança analítica e balança comum?
A analítica tem resolução de 0,0001 g (0,1 mg) e câmara de proteção contra o ar; a balança comum de laboratório lê tipicamente até 0,01 g ou 0,1 g e não tem portas. Escolha a que corresponde ao rigor pedido no procedimento.
Porque é que o valor não pára de mudar?
As causas mais comuns são correntes de ar, bancada com vibrações, objeto quente ou frio, substância que absorve humidade ou eletricidade estática em recipientes de plástico. Corrija a causa e espere pela estabilização.
É preciso calibrar a balança todas as vezes?
Não necessariamente. A calibração segue o procedimento e a periodicidade do fabricante e do laboratório; confirme no manual do equipamento e com o professor antes de a fazer.
Posso pesar líquidos?
Pode, num recipiente fechado ou tapado (frasco, balão) e tarado, para os vapores não estragarem a balança e a evaporação não alterar a leitura. Nunca deite o líquido diretamente no prato.
Resumo
- A balança analítica lê até 0,0001 g e exige bancada firme, nivelamento e portas fechadas na leitura.
- Tarar o recipiente dá diretamente a massa da substância.
- Não toque no prato nem pese objetos quentes; use pinça ou papel.
- Na pesagem por diferença, m = mantes − mdepois.
- Registe todos os dígitos do visor e calcule a concentração real a partir da massa realmente pesada.
Onde aprofundar
- O manual de Química da sua classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
- O manual de instruções da balança que usa no laboratório, para calibração e limpeza.
- O manual aberto OpenStax Chemistry (em inglês), nos capítulos sobre medições e incerteza.
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