30  Modelo interativo para cálculo de diluição de soluções na química

Dica

O objeto interativo a seguir apresenta o processo de diluição de soluções a partir de um gráfico de barras, comparando a relação entre concentração e volume. A partir da equação \(C \cdot V = C' \cdot V'\), conclui-se que a concentração final diminui quando o volume total aumenta,mantendo conservada a quantidade de soluto. Cada barra do gráfico representa um estado da solução após diluição. O controle deslizante permite variar o volume inicial, fazendo com que seja possível variar diferentes cenários. Essa prática tecnológica facilita o entendimento do conceito de diluição, sendo uma grande ferramenta quando se visa o aprendizado.

30.1 Equação:

\[ C \cdot V = C' \cdot V' \] ou isolando a concentração final: \[ C' = \frac{C \cdot V}{V'} \]

Onde:

  • C (concentração inicial): concentração da solução antes da diluição (ex: mol/L)

  • V (volume inicial): volume da solução antes de adicionar solvente

  • C’ (concentração final): concentração após a diluição

  • V’ (volume final): volume total após adicionar solvente

30.2 Download e Uso:

O gráfico de barras apresenta a variação da concentração final (C’) em função do volume final (V’) durante um processo de diluição, mantendo fixo o volume inicial (V = 6) e a concentração inicial. Observa-se que, à medida que o volume final aumenta, a concentração diminui, evidenciando a relação inversa descrita pela equação da diluição.O controle deslizante indica o valor do volume inicial utilizado no cálculo.
  1. Após inserir o código no editor do JSPlotly, clique em add para gerar o gráfico.
  2. Veja as barras representando a concentração final (C’) para diferentes volumes finais (V’).
  3. Movimente o slider para alterar o volume inicial (V).
  4. Analise as mudanças no gráfico
  • as barras se atualizam automaticamente
  • os valores de concentração mudam
  • um novo cenário é exibido
  1. Repare que:
  • volumes maiores geram menores concentrações
  • a relação segue \(C \cdot V = C' \cdot V'\)
Sugestão:
  1. Após clicar em add, mova o slider para alterar o volume inicial e observe como as barras do gráfico mudam. Compare os valores de concentração final e tente entender como o aumento do volume influência a diminuição da concentração.
  2. Observe o que acontece com a concentração quando o volume final aumenta ou quando o volume inicial é maior. Use o gráfico para confirmar, o comportamento descrito pela equação da diluição, transformando.

30.3 Lógica de código

  1. Definir a concentração inicial (C) e os volumes finais (V’)
  2. Calcular a concentração final usando:
  3. Armazenar os valores em listas
  4. Construir o gráfico de barras
  5. Criar frames para diferentes valores de V
  6. Permitir a interação via slider