Relatório 10-Lab Quí

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS-UFAL
CENTRO DE TECNOLOGIA-CTEC
ENGENHARIA QUÍMICA
ELETROQUÍMICA
Titulação Potenciométrica e Eletrodeposição de Cobre
CARLOS EDUARDO NUNES DE OLIVEIRA
NORRANE FERREIRA GABRIEL
PEDRO VINICIUS CORREIA DA COSTA
 
MACEIÓ- AL
 FEVEREIRO DE 2022
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS-UFAL
CENTRO DE TECNOLOGIA-CTEC
ENGENHARIA QUÍMICA
ELETROQUÍMICA
Titulação Potenciométrica e Eletrodeposição de Cobre
 Relatório do experimento eletroquímica, realizado sob orientação da professora Carmem Lúcia Zanta, como requisito avaliativo da disciplina química experimental II.
MACEIÓ-AL
FEVEREIRO DE 2022
Sumário
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA	3
OBJETIVOS	4
MATERIAIS	5
PROCEDIMENTOS UTILIZADOS	6
RESULTADOS E DISCUSSÕES	7
CONCLUSÃO	8
REFERÊNCIAS	9
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A eletroquímica é um ramo da química que estuda todos os processos químicos que envolvem reações de óxido-redução entre substâncias, logo, a transformação de energia química em energia elétrica. Quando um processo químico ocorre espontaneamente produzindo corrente elétrica ou produzindo diferença de potencial entre dois polos, é chamado de pilha ou bateria. Analogamente, quando o processo químico ocorre de forma não espontânea, este é induzido por uma corrente elétrica de uma fonte externa, tal processo é denominado eletrólise. 
A principal condição em uma reação de óxido-redução é a transferência de elétrons do agente redutor para a oxidante. Assim, estabeleceram-se potenciais relativos de oxidação e redução para os elementos, tomando como padrão o eletrodo padrão de hidrogênio. 
Um eletrodo padrão, é aquele no qual as concentrações das substâncias em solução são iguais a 1 mol/L e a temperatura é de 25°C. No caso se um gás participar do eletrodo, sua pressão deve ser igual a 1 atm. Desta forma, foi atribuído, arbitrariamente, o potencial de zero volt (V) para o eletrodo padrão de hidrogênio.
Os eletrodos que perdem elétrons mais facilmente que o hidrogênio foi atribuído potenciais positivos e aqueles que ganham elétrons facilmente, potenciais negativos.
Potenciometria ou método potenciométrico de análise química são métodos que se baseiam na medida da diferença de potencial de uma célula eletroquímica na ausência de corrente. É um método utilizado para detectar o ponto final de titulações especificas, ou para a determinação direta de um determinado constituinte em uma amostra, através da medida do potencial de um eletrodo íon-seletivo, aquele que é sensível exatamente ao íon em análise. 
Eletrodeposição é um processo comumente utilizado, pois se consegue revestimento muito fino e relativamente livre de poros. É economicamente importante porque se consegue proteção adequada com uma camada bem fina, evitando-se excesso do metal eletrodepositado, que pode ser caro. Utiliza-se geralmente a eletrodeposição para revestimento com ouro, prata, cobre, estanho, níquel, cadmio, cromo e zinco. Nesse processo, o material a ser protegido é colocado como catodo de uma cuba eletrolítica, onde o eletrólito contem sal do metal a ser usado no revestimento podendo o anodo ser também do metal a ser depositado.
OBJETIVOS
Determinar a percentagem de ácido acético no vinagre através da titulação potenciómetrica e mostrar uma das possíveis aplicações da eletrolise, identificando as reações envolvidas. 
MATERIAIS
· Agitador magnético;
· Água destilada;
· Amostra de vinagre;
· Balança analítica;
· Barra magnética;
· Béqueres de 50mL, 100mL e 250mL;
· Bureta de 25mL;
· Cronometro;
· Fio de cobre;
· Fonte de alimentação;
· Hidróxido de sódio 0,2 mol/L;
· Moeda;
· Paquímetro;
· pHmetro;
· Pipeta volumétrica de 5mL;
· Proveta de 50mL;
· Solução eletrolítica 4:1 de CuSO4.5H2O com H2SO4 concentrado.
PROCEDIMENTOS UTILIZADOS
I. Parte 1 – Titulação Potenciométrica
· Para um béquer, foram transferidos 5mL de vinagre e adicionou-se 40mL de água destilada;
· O béquer foi colocado sobre um agitador magnético;
· O eletrodo de pH foi devidamente calibrado e fixado dentro da solução com agitação;
· Em seguida o pH desta solução foi aferido e anotado;
· Uma bureta foi preenchida com 25mL de NaOH à 0,2 mol/L;
· Adicionou-se 1mL à solução analito;
· O pH foi deixado estabilizar e anotado;
· O procedimento prosseguiu adicionando alíquotas de 1mL de NaOH e anotando o pH até que ocorresse uma mudança brusca do pH, ou até a quantidade de NaOH de toda bureta ter acabado.
II. Parte 2 – Eletrodeposição de Cobre
· Verteu-se 50mL da solução de eletrólito para um béquer; 
· Mediu-se as dimensões da moeda com um paquímetro e determinou-se a sua área. 
· Pesou-se a moeda. 
· Enrolou-se firmemente a uma extremidade do fio de cobre à volta da moeda, deixando 5-6 cm de fio livre. 
· Mergulhou-se os eletrodos na solução e ligo-os aos eletrodos na fonte de alimentação 
· Regulou-se a intensidade da corrente para 1 A. 
· Deixou-se a célula eletrolítica atuar por 30 min cronometrados
· Retirou-se a moeda do banho, seco-a, com devida precaução para não perder nenhum do cobre electro depositado, e mediu-se a massa registrando-a. 
RESULTADOS E DISCUSSÕES
I) Parte 1 – Titulação Potenciométrica
Fazendo a titulação do ácido acético com titulante hidróxido de sódio 0,2 mol/L, é possível anotar os seguintes pontos de volume e pH.
Tabela 1 – Valores de pH e seus respectivos volumes referentes a titulação do ácido acético com hidróxido de sódio.
	pH
	VNaOH(0,2mol/L)
	pH
	VNaOH(0,2mol/L)
	2,82 
	0 
	5,01 
	15 
	3,35 
	1 
	5,13 
	16 
	3,64 
	2 
	5,25 
	17 
	3,84 
	3 
	5,40 
	18 
	3,98 
	4 
	5,59 
	19 
	4,10 
	5 
	5,86 
	20 
	4,20 
	6 
	6,32 
	21 
	4,30 
	7 
	9,49 
	22 
	4,40 
	8 
	10,97 
	23 
	4,48 
	9 
	11,55 
	24 
	4,57 
	10 
	11,81 
	25 
	4,65 
	11 
	11,98 
	26 
	4,74 
	12 
	12,10 
	27 
	4,82 
	13 
	12,19 
	28 
	4,92 
	14 
	
	
Fonte: Autores (2022).
Com os dados da tabela 1 é possível formar um gráfico do tipo “pH x Volume”, onde irá gerar uma curva característica e familiar com apenas um ponto de equivalência, pertencente ao hidrogênio liberado pelo ácido monoprótico:
Figura 1 – Curva de titulação do ácido acético com hidróxido de sódio.
Fonte: Autores (2022).
Conforme a figura 1, é possível ver que o ponto de equivalência é dado por pH = 9,5 e o volume de NaOH gasto foi de VNaOH = 21,5mL. Sabendo o ponto de equivalência é possível determinar a concentração exata do ácido acético.
Afim de minimizar a diversidade de erros que podem ter sido ocorridos durante a titulação, utilizou-se as derivadas das curvas. 
A derivada é uma taxa, uma diferença que relaciona a variação entre dois pontos. Para obter os valores dos “deltas” basta subtrair o ponto posterior pela anterior conforme a tabela 2.
Tabela 2 – Média e derivada da curva de titulação.
	pH
	VNaOH(0,2mol/L)
	Média do VNaOH
	Derivada
	pH
	VNaOH(0,2mol/L)
	Média do VNaOH
	Derivada
	2,82 
	0 
	
	
	5,01 
	15 
	14,5
	0,09
	3,35 
	1 
	0,5
	0,53
	5,13 
	16 
	15,5
	0,12
	3,64 
	2 
	1,5
	0,29
	5,25 
	17 
	16,5
	0,12
	3,84 
	3 
	2,5
	0,2
	5,40 
	18 
	17,5
	0,15
	3,98 
	4 
	3,5
	0,14
	5,59 
	19 
	18,5
	0,19
	4,10 
	5 
	4,5
	0,12
	5,86 
	20 
	19,5
	0,27
	4,20 
	6 
	5,5
	0,1
	6,32 
	21 
	20,5
	0,46
	4,30 
	7 
	6,5
	0,1
	9,49 
	22 
	21,5
	3,17
	4,40 
	8 
	7,5
	0,1
	10,97 
	23 
	22,5
	1,48
	4,48 
	9 
	8,5
	0,08
	11,55 
	24 
	23,5
	0,58
	4,57 
	10 
	9,5
	0,09
	11,81 
	25 
	24,5
	0,26
	4,65 
	11 
	10,5
	0,08
	11,98 
	26 
	25,5
	0,17
	4,74 
	12 
	11,5
	0,09
	12,10 
	27 
	26,5
	0,12
	4,82 
	13 
	12,5
	0,08
	12,19 
	28 
	27,5
	0,09
	4,92 
	14 
	13,5
	0,1
	
	
	
	
Fonte: Autores (2022).
Através da tabela 2 é possível encontrar a primeira derivada na curva de titulação, conforme estra mostrado na figura 2.
Figura 2 – Primeira derivada do gráfico de titulação.
Fonte: Autores (2022).
Na derivada primeira, o ponto final fica bem destacado e coincidemcom o ponto máximo da relação pH versus média dos volumes, isto é, onde ocorrem as maiores variações é onde o gráfico atinge um pico mais alto.
Analisando a derivada primeira, conclui-se que o volume para o ponto final é 21,5mL.
Da mesma forma que a derivada primeira, a derivada segunda permite encontrar os volumes nos pontos finais de forma estatisticamente mais precisa, onde pega-se os valores referentes e deriva-se de novo.
Figura 3 – Segunda derivada do gráfico de titulação.
Fonte: Autores (2022).
Conforme a figura 3 é possível ver que se traçou uma reta imaginaria ligando o máximo e mínimo do gráfico e que se marcou em vermelho o ponto onde esta reta imaginaria cruza o eixo x. 
Sabendo que o ponto de equivalência foi achada e é igual a 21,5mL, é possível encontrar a concentração do ácido acético com a seguinte equação:
Porém, a solução do ácido acético inicial foi diluída antes do experimento começar, logo vai se utilizar a equação da diluição para encontrar sua concentração inicial.
Achado a concentração inicial, é possível encontrar a massa do ácido acético, assim como sua porcentagem. Logo:
II) Parte 2 – Eletrodeposição de Cobre
CONCLUSÃO
REFERÊNCIAS
Derivada segunda da curva de titulação
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	-0.24000000000000021	-9.0000000000000302E-2	-5.9999999999999609E-2	-2.0000000000000462E-2	-1.999999999999913E-2	-8.8817841970012523E-16	8.8817841970012523E-16	-2.0000000000000462E-2	9.9999999999997868E-3	-9.9999999999997868E-3	9.9999999999997868E-3	-9.9999999999997868E-3	1.9999999999999574E-2	-9.9999999999997868E-3	3.0000000000000249E-2	0	3.0000000000000249E-2	3.9999999999999147E-2	8.0000000000000959E-2	0.1899999999999995	2.71	-1.6899999999999995	-0.90000000000000036	-0.32000000000000028	-8.9999999999999858E-2	-5.0000000000000711E-2	-2.9999999999999361E-2	∆(∆v) de NaOH (mL)
∆(∆pH)
Curva de Titulação do ácido acético
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	2.82	3.35	3.64	3.84	3.98	4.0999999999999996	4.2	4.3	4.4000000000000004	4.4800000000000004	4.57	4.6500000000000004	4.74	4.82	4.92	5.01	5.13	5.25	5.4	5.59	5.86	6.32	9.49	10.97	11.55	11.81	11.98	12.1	12.19	Volume de NaOH (0,2 mol/L)
pH
Derivada da curva de titulação
0.5	1.5	2.5	3.5	4.5	5.5	6.5	7.5	8.5	9.5	10.5	11.5	12.5	13.5	14.5	15.5	16.5	17.5	18.5	19.5	20.5	21.5	22.5	23.5	24.5	25.5	26.5	27.5	0.53000000000000025	0.29000000000000004	0.19999999999999973	0.14000000000000012	0.11999999999999966	0.10000000000000053	9.9999999999999645E-2	0.10000000000000053	8.0000000000000071E-2	8.9999999999999858E-2	8.0000000000000071E-2	8.9999999999999858E-2	8.0000000000000071E-2	9.9999999999999645E-2	8.9999999999999858E-2	0.12000000000000011	0.12000000000000011	0.15000000000000036	0.1899999999999995	0.27000000000000046	0.45999999999999996	3.17	1.4800000000000004	0.58000000000000007	0.25999999999999979	0.16999999999999	993	0.11999999999999922	8.9999999999999858E-2	∆v de NaOH (mL)
∆v pH