Relatório preparo e padronização de solução padrão HCL

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UNIVERSIDADE DE FORTALEZA
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
Curso de Farmácia
Solução padrão de HCl
Thaís Maria de Sousa Mororó Menezes
01 de abr de 2022
Sumário
Introdução 2
Desenvolvimento teórico 2
Objetivos 4
Objetivo principal 4
Metodologia 5
Parte 1 5
Reagentes 5
Vidrarias 5
Equipamentos 5
Parte 2 6
Reagentes 6
Vidrarias 6
Equipamentos 6
Resultado e discussão 7
Parte 1 7
Parte 2 9
Considerações finais 11
Parte 1 11
Parte 2 11
Bibliografia 12
1
Introdução
Desenvolvimento teórico
Na química analítica é primordial que se conheça a maior parte dos erros, a fim de minimizá-los e
levá-los em contas nos resultados. Para isso, os reagentes utilizados nas práticas precisam ser
consideradas padrão. Uma substância padrão apresenta um grau de pureza em torno de 100% e
apresenta um erro de até 0,05%. Como nem todas as substâncias se comportam da mesma forma
elas são divididas em padrão primário e padrão secundário.
Para um substância ser considerada padrão primário ela precisa ser sólida, de fácil obtenção,
purificação, dessecação e conservação, suas impurezas devem ser facilmente identificáveis em
ensaios qualitativos e seu teor de impureza não deve ser superior a 0,01% - 0,03% e seja
higroscópica, não absorva umidade do ambiente, e eflorescente. Essas substâncias têm as vantagens
de serem mais estáveis e podem ser pesadas e usadas diretamentes. As substâncias de padrão
secundário têm suas concentrações obtidas por análise química a partir de soluções de padrão
primário e apresentam concentrações próximas dos desejados.
Com as substâncias padrões se desenvolvem soluções padrões que são soluções de concentrações
exatamente conhecidas e indispensáveis para realizar análises volumétricas, pois é ela que servirá de
comparação das concentrações. Por conta dessa necessidade de precisão, as soluções padrões
passam por um por um processo chamado de padronização, no qual é descoberto sua real
concentração.
O processo de padronização é feito por meio de uma titulação. Titulação pode ser definida como a
adição de uma solução padrão, ou de referência a uma solução que contém o soluto que se deseja
realizar, sendo que uma dessas soluções é ácida enquanto a outra é básica. Com a mistura das
soluções acontece uma reação de neutralização,e é a partir do conhecimento desta que se consegue
calcular as concentrações.
Na prática realizada foram preparadas e padronizadas 2 soluções de ácido clorídrico(HCl). Primeiro
foi necessário estimar o quanto de soluto deveria ser usado e por ser uma solução para descobrir é
necessário partir do conhecimento da sua molaridade, pois será preciso fazer uma diluição . Para
isso utiliza a fórmula da densidade(fórmula 1), pois sabe-se que a densidade da solução de HCl é 1,17
g/mL, e descobriu-se então a massa da solução em 1L. A massa da solução corresponde ao soluto e
ao solvente juntos, mas é preciso descobrir somente a massa de HCl, dessa forma é sabendo que o
percentual massa massa da solução é 37%, se faz uma regra de 3 descobrindo a massa de HCl para 1L
de solução. A partir dos cálculos anteriores se tem todos os dados para calcular a
molaridade(fórmula 2 )da solução. Logo, só é preciso aplicar a fórmula da diluição(fórmula 3) para
encontrar o volume a ser utilizado para a molaridade desejada.
d = m / V fórmula 1
2
M = n/V fórmula 2
C1.V1. = C2. V2 fórmula 3
Com as soluções prontas, foram encontradas as verdadeiras concentrações das soluções. Para isso foi
realizada uma titulação com, a base forte, hidróxido de sódio (NaOH). Quando 1 mol da base reagir
com o 1 mol do ácido a solução seria neutralizada com a formação de um sal e o meio daquela
solução terá um pH neutro, ou seja igual a 7, pois a reação acontece entre um ácido forte e uma base
forte. É explorando esse ponto do pH que se sabe que chegou ao final da reação.
É adicionado a solução ácida, antes da titulação, o indicador vermelho de metila, logo quando o pH
do meio se torna neutro a uma alteração visível de cor e é nesse momento em que se chega ao
ponto final da reação. Para calcular, utiliza-se o pensamento citado anteriormente, o qual para
neutralizar 1 mol do ácido se precisa de 1 mol (fórmula 4) da base (equação 1), sendo que o número
de mols de uma solução pode ser determinada a parte da molaridade(fórmula 2) pode-se dizer que a
molaridade da base multiplicado volume da base titulado é igual a molaridade do ácido multiplicado
pelo o volume do ácido titulado (equação 2).
n = m/MM fórmula 4
nbase = nácido equação 1
Mácido. Vác. Tit. = Mbase. Vbase tit. equação 2
Isolando a variável desejada, a molaridade do ácido , então tem se a equação final (equação 3) como
a molaridade do ácido é igual a molaridade da base adicionado ao volume titulado da base dividido
pelo volume titulado do ácido
Mácido = Mbase. Vbase tit. /Vác. Tit equação 3
.
3
Objetivos
Objetivo principal
Preparar e padronizar soluções, levando em consideração os cálculos e operações de
laboratórios envolvidos.
Objetivo específico
Compreender a importância das soluções padrões para a análise volumétrica.
4
Metodologia
Parte 1
Materiais utilizados
Reagentes
- H2O ( água destilada).
- Cuidados: não é uma substância perigosa.
- Solução de NaOH a 0,25 M(hidróxido de sódio):
- Cuidados: Lavar as mãos após o manuseio, manter no recipiente original, evitar o
manuseio com metais pois é corrosivo, não ingerir e evitar contato com os olhos pois
pode causar lesões graves.
- Solução de HCl ( ácido clorídrico) a 0,5 M :
- Cuidados: evitar contato com a pele e com os olhos, pois pode causar queimaduras e
lesões graves, respectivamente. Sempre adicionar o ácido concentrado a água,
assim como evitar o manuseio com plástico dado que a solução é corrosiva nestes
materiais.Lavar as mãos após o manuseio.
- Solução de HCl ( ácido clorídrico) a 0,25 M :
- Cuidados: evitar contato com a pele e com os olhos, pois pode causar queimaduras e
lesões graves, respectivamente. Sempre adicionar o ácido concentrado a água,
assim como evitar o manuseio com plástico dado que a solução é corrosiva nestes
materiais.Lavar as mãos após o manuseio.
Vidrarias
- Béquer: Utilizado para diluir sólidos em líquidos, para reações de soluções, para reações de
precipitação, para a pesagem de substâncias.
- Balão volumétrico de 500 ml e de 250 ml: Utilizando para o preparo de soluções;
- Pipeta graduada: Utilizada para transferir líquidos com volumes variados;
- Bureta 50ml: Realiza dosagem exatas de outras soluções em outros recipientes;
- Erlenmeyer: Utilizado para fazer titulação
Equipamentos
- Balança analítica : Marte, modelo AY220;
- Espátula
- Piceta
5
Metodologia
Parte 2
Materiais utilizados
Reagentes
- H2O ( água destilada).
- Cuidados: não é uma substância perigosa.
- NaOH(hidróxido de sódio):
- Cuidados: Lavar as mãos após o manuseio, manter no recipiente original, evitar o
manuseio com metais pois é corrosivo, não ingerir e evitar contato com os olhos pois
pode causar lesões graves.
- Solução de HCl ( ácido clorídrico) a 0,5 M :
- Cuidados: evitar contato com a pele e com os olhos, pois pode causar queimaduras e
lesões graves, respectivamente. Sempre adicionar o ácido concentrado a água,
assim como evitar o manuseio com plástico dado que a solução é corrosiva nestes
materiais.Lavar as mãos após o manuseio.
Vidrarias
- Béquer: Utilizado para diluir sólidos em líquidos, para reações de soluções, para reações de
precipitação, para a pesagem de substâncias.
- Funil: Auxilia na transferência de substâncias de um recipiente para outro e pode ser usado
para separar elementos com o auxílio de um papel de filtro;
- Pipeta volumétrica: Utilizada para transferir líquidos com volumes fixos;
- Bureta 50ml: Realiza dosagem exatas de outras soluções em outros recipientes;
- Erlenmeyer: Utilizado para fazer titulação
Equipamentos
- Balança analítica : Marte, modelo AY220;
- Espátula
- Piceta
6
Resultados e discussão
Parte 1
Preparo das soluções :
A soluçãode HCl é obtida a partir da diluição de uma solução concentrada, portanto é necessário
saber quanto desta solução é preciso diluir. Para isso utiliza-se a fórmula da diluição, descrita abaixo.
C1.V1. = C2. V2
*Onde:
C1 = concentração inicial (solução concentrada)
V1 = volume inicial (quantidade necessária para a diluição)
C2 = concentração final ( a qual se deseja chegar)
V2 = volume final ( volume que se deseja
A concentração e o volume que se deseja é para a solução 1 0,1000 M e 500 ml e para a solução 2
0,2500 M e 250 ml. Necessita-se conhecer a concentração inicial que corresponde à molaridade da
solução concentrada, portanto é preciso calculá-la a partir de 1,0L da solução.
a. Determinando a concentração em molaridade do HCl concentrado:
i. Primeiro foi preciso encontrar a massa da solução em 1,0L (1000 ml)
d = m / V → 1,17 g/mol = m / 1000
m = 1,17 . 1000
m = 1170 g solução (soluto + solvente)
ii. A partir da massa diluição pode-se encontrar a massa do soluto já que na solução
concentrada tem 37% m/m
37 % m/m → 37g de HCl para 100g de solução
Logo: 37g HCl _____ 100g Solução
X HCl _____ 1170 g Solução
X = 432,9 g de HCl
iii. Com a massa de HCl pode se encontrar a molaridade (concentração) em 1,0L da
solução
iv. M = m/ MM .V → M = 432,9 / 36,46 . 1,0
M = 11,87 mol / L
Com a concentração foi descoberto quantos ml precisava para cada solução
a. Diluição:
C1.V1. = C2. V2
11,87 M . V1 = 0,1000 M . 500,00 ml
V1 = 0,1000 M . 500,00 ml / 11,87 M
V1 = 4,21 ml
Em seguida foi transferido com uma pipeta graduada cerca de 4,2 ml de HCl para um balão
volumétrico de 500 ml que já continha um pouco de água destilada e em seguida foi completado o
volume até 500 ml. Obtendo uma solução de HCl 500 ml a 0,1000 M
b. Diluição:
C1.V1. = C2. V2
11,87 M . V1 = 0,500 M . 250,00 ml
V1 = 0,5000 M . 250,00 ml / 11,87 M
V1 = 10,5 ml
7
Em seguida foi transferido com uma pipeta volumétrica 10 ml de HCl para um balão volumétrico de
500 ml que já continha um pouco de água destilada e em seguida foi completado o volume até 250
ml. Obtendo uma solução de HCl 250 ml a 0,500 M
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Resultados e discussão
Parte 2
Para a padronização da solução de HCl a 0,5 M foi retiradas duas alíquotas de 10 ml que foram
tituladas com uma solução de NaOH a 0,2367 M. Durante a titulação foram obtidos 2 volumes (Vtit1 e
Vtit2) de NaOH e estão representados na tabela 2.
Tabela 2 - Volumes de NaOH obtidos na titulação
Volumes Em ml Em L
Vtit1 20,70 0,02070
Vtit2 20,40 0,02040
Com os valores das tabela 2 e sabendo o volume de ácido utilizado, foi possível determinar
exatamente a concentração da solução, através da média das molaridades, e calcular o erros
relacionados à preparação
● Cálculos da molaridade de NaOH:
○ Molaridade 1:
MÁc.1= Mbase1. Vbase tit1. /.VÁc.tit
MÁc.1= 0,2367 .0,02070 / 0,010
MÁc.1= 0,490 mol/L
○ Molaridade 2:
MÁc.2= Mbase2. Vbase tit2. /.VÁc.tit
MÁc.2= 0,2367 .0,02040 / 0,010
MÁc.2= 0,483 mol/L
○ Média(M) da molaridade:
M = ( MÁc.1= + MÁc.2= ) / 2.
M = (0,490 + 0,483) / 2
M = 0,487 mol/L
● Erros:
○ Alíquota 1:
■ Erro absoluto:
Ea= Xreferência- Xmedido
Ea= 0,500 - 0,490
Ea= 0,010 mol/L
■ Erro percentual:
Ea%= (Ea / Xreferência) .100
E%= (0,010 / 0,500) .100
E%= 0,02 .100
E%= 2,0 %
○ Alíquota 2:
■ Erro absoluto:
Ea= Xreferência- Xmedido
9
Ea= 0,500 - 0,483
Ea= 0,017 mol/L
■ Erro percentual:
Ea%= (Ea / Xreferência) .100
E%= (0,017 / 0,500) .100
E%= 0,034 .100
E%= 3,4 %
10
Considerações finais
Parte 1
Ao final foram obtidas duas soluções padrões de HCl e todos os cálculos foram realizados
corretamente cumprido o objetivo principal da prática. Com isso pode-se também cumprir o objetivo
específico entendendo a importância das análises volumétricas. As soluções preparadas ainda
precisam ser padronizadas antes de serem utilizadas para análises.
Parte 2
Em conclusão, foi possível obter uma solução padrão de HCl com uma média de 0,487 mol/L e as
análises apresentaram erros absolutos de 0,010 mol/L e 0,017 mol/L e erros percentuais, respectivos
de, 2% e 3,4%. Foi possível determinar a concentração exata da solução -podendo ser usada para
análises volumétricas- e pode-se concluir que a solução apresenta um bom nível de exatidão, devido
aos percentuais ficarem em níveis de até 5%, e apresentaram boa precisão. Logo, todos os objetivos
da prática foram alcançados com êxito.
11
Bibliografia
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https://www.prolab.com.br/blog/equipamentos-aplicacoes/saiba-o-que-e-e-qual-funcao-da-bureta/ >. Acesso
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12
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