Relatorio 6 - UFTM

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIÂNGULO MINEIRO INSTITUTO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS E EXATAS
Experimento 06
Padronização e Titulação Ácido-Base
Brayan Fraga Braga - 201911504
Guilherme Henrique Silva Jorge - 202010646
 Jullia Basilio Ferreira Pires - 201911021
Disciplina: Laboratório de Química
Professora: Tatiana Cristina Mac Leod Furtado
Uberaba - MG
Junho - 2021
1. Objetivos
Esta aula tem como objetivo padronizar uma solução diluída de NaOH e uma solução diluída de HNO3 através da titulação. Tomar volumes pré-determinados de líquidos usando uma pipeta volumétrica. Medir volume de líquidos usando uma bureta. Utilizar reações químicas (reações de neutralização) para determinar a concentração de soluções de ácidos e bases fortes. Utilizar indicadores ácido-base para identificar o ponto de equivalência na titulação. 
2. Introdução
A titulação é uma das técnicas de laboratório mais utilizadas quando se quer determinar a concentração de uma solução. Isso é feito por meio da reação dessa solução com outra de concentração conhecida. O volume de ambas é determinado experimentalmente.
A reação que ocorre entre um ácido e uma base é denominada neutralização, pois o pH costuma ficar neutro ou próximo disso, o que equivale a um pH igual a 7. Quando um ácido reage com uma base, água e um sal são formados.
Com a adição de um indicador ácido-base, observa-se quando a reação se completa, atingindo o ponto de equivalência ou ponto de viragem. É possível saber quando isso ocorre e parar a reação, porque a cor da solução sofre uma mudança brusca na presença de um indicador ácido-base, em virtude da variação do pH.
No entanto, embora o ponto de equivalência indique o térmico da titulação, nem sempre os volumes das soluções que são utilizadas resultam em uma solução final neutra, com pH igual a 7. 
A solução-problema, isto é, a solução que queremos descobrir a concentração, é chamada de titulado, e a solução que reage com ela e cuja concentração é conhecida é denominada titulante.
2.1. Padrão primário
Os requisitos mais importantes que uma substância deve cumprir para ser utilizada como padrão primário são os seguintes:
i) Deve ter sua pureza perfeitamente conhecidas
ii) Deve ser estável nas temperaturas necessárias para secá-la em estufa.
iii) Deve permanecer inalterada em contato com o ar durante a pesagem, isto é, não deve ser higroscópica, não reagir com o oxigênio ou com o dióxido de carbono à temperatura ambiente.
iv) Deve reagir com a substância a ser padronizada de forma rápida, completa e estequiométrica.
v) Deve, preferencialmente, ter uma massa molar elevada, o que permitirá que eventuais erros de pesagem sejam sempre inferiores aos erros de leitura de escalas de buretas. O atendimento a esses requisitos garantirá que se possa realizar padronização de soluções com boa exatidão.
Para o caso de padronização de soluções de ácidos e bases, existem padrões primários ácidos e padrões primários alcalinos (básicos). Os padrões primários básicos servem para padronizar soluções de ácidos e os padrões primários ácidos, para padronizar soluções de bases.
Normalmente, o pH no ponto final de titulação pode ser previsto. Dessa forma, o problema se resume em escolher um indicador em conforme apresentado na Tabela 1.
Tabela 1. Tipos de indicadores ácido-base, com zona de viragem e coloração 
	Indicador
	Zona de transição
	Mudança de cor
	Alaranjado de metila
	3,1-4,4
	Vermelho para alaranjado
	Vermelho de metila
	4,4-6,2
	Vermelho para amarelo
	Verde de bromocresol
	3,8-5,4
	Amarelo para azul
	Fenolftaleína
	8,0-10,0
	Incolor para vermelho
3. Parte Experimental 
3.1. Reagentes, vidrarias e equipamentos
- Bureta de 25 mL 					-Suporte universal
- Garra para bureta (tipo borboleta)			-Pisseta com água destilada 
- Fenolftaleína em solução alcoólica 1%		- Erlenmeyer de 125 mL
- Verde de bromocresol em solução alcoólica 1%. 	-NaOH
-HNO3							-Carbonato de sódio
-Hidrogenoftalato de potássio				-Vinagre
3.2 Procedimento experimental
3.2.1. Padronização da solução de HNO3
A princípio no experimento houve a necessidade de padronizar a solução de HNO3. Primeiramente nesta padronização foi pesado em uma balança analítica 0,08g de Carbonato de Sódio , após a pesagem o elemento foi inserido em um Erlenmeyer e então foi adicionado 25 ml de água destilada para fazer a dissolução do carbonato de sódio. Então foi adicionado ao Erlenmeyer 3 gotas de indicador verde de bromocresol para mostrar visualmente ponto de equivalência na reação ácido-base.
Para o processo de titulação foi montado uma estrutura com um suporte universal, um Erlenmeyer de 125 mL, uma Bureta de 25 ml e uma garra tipo borboleta para segurar a bureta. No Erlenmeyer foi colocado a solução preparada de água destilada e bromocresol , e na bureta o HNO3, que é o padrão primário. Em seguida, a solução foi titulada até a mudança de coloração, que significa o ponto de equivalência. Então foi anotado o volume gasto de HNO3, este processo com o preparado da solução de carbonato de sódio e água destilada e a titulação com o HNO3 foi repetido 3 vezes , sendo anotado o volume gasto de HNO3 em todos e calculado a média, para assim ser obtido a concentração exata do HNO3.
3.2.2. Titulação da solução de NaOH
A seguir, foi utilizado como padrão secundário a solução de ácido clorídrico que acabou de ser padronizada, fazendo a padronização da solução de NaOH. Foi transferido 10 mL de solução de NaOH para um erlenmeyer de 125 mL. Adicionou-se, três gotas de indicador verde de bromocresol. Foi titulada essa solução com a solução de ácido clorídrico padronizada anteriormente. Completou-se a bureta com solução de HCl e procedeu a titulação do mesmo modo. Repetiu-se a titulação da solução de NaOH, com HCl, por duas ou três vezes. Calculou-se a concentração exata da solução de NaOH.
3.2.3. Padronização da solução de NaOH
Foi pesado cerca de 0,300g de hidrogenoftalato de potássio em uma balança analítica e foi anotado o valor da massa. Após isso foi transferido o sólido para um erlenmeyer de 125 mL e logo após foi dissolvida a amostra com cerca de 25 mL de água destilada. Foi adicionado duas gotas de indicador de fenolftaleína ao erlenmeyer. Após isso foi titulada a solução de NaOH preparada anteriormente e foi anotado o volume da solução de NaOH utilizada. Depois foi repetido a padronização do NaOH com hidrogenoftalato de potássio, por mais uma vez e foi calculado a concentração exata da solução de NaOH.
3.2.4. Titulação da solução de HNO3
Foi utilizado como padrão secundário a solução de hidróxido de sódio que acabou de ser padronizada, fazendo a padronização da solução de HNO3. Para isto, foi transferido 10 mL de solução de HNO3 para um erlenmeyer de 125 mL. Adicionou-se duas gotas de indicador fenolftaleína. Após isso foi titulada essa solução com a solução de NaOH padronizada anteriormente. Foi completada a bureta com solução de NaOH e procedeu a titulação do mesmo modo. Depois foi repetida a titulação da solução de HNO3, com solução padronizada de NaOH, por mais uma vez e após isso foi calculada a concentração exata da solução de HNO3.
3.2.5. Determinação da acidez do vinagre (Ácido acético - HAc)
Foi pipetado 5 mL de vinagre e diluído para 50 mL em um balão volumétrico. Após isso foi retirado 10 mL dessa solução de vinagre e transferida para um frasco de erlenmeyer de 125 mL. Em seguida, adicionou-se 2 gotas de fenolftaleína e foi titulado com solução de NaOH padronizada. Após isso foi anotado o volume de solução de NaOH utilizado. Foi repetida a titulação da solução de vinagre, com solução padronizada de NaOH, por mais uma vez. Apos isso foi calculado a acidez do vinagre em (% m/v).
4. Resultados e discussões
4.1 Resultados
4.1.1 Resultado da Padronização da solução de HNO3
.Tabela 2. Padronização da solução de HNO3
	Titulação
	Massa (NaCO3) (g)
	Volume (HNO3) (mL)
	1
	0,0810
	15,10
	2
	0,0820
	15,20
Para fazer o cálculo da média foi utilizado a seguinte fórmula:
Fórmula 1. Cálculo de média
Logo temos: Média da massa de NaCO3 = 0,0815 g
Médiado volume de HNO3 = 15,15mL 
A equação da reação de ácido nítrico com carbonato de sódio pode ser dada por :
Na2CO3 + HNO3 = CO2 + H2O + NaNO3
Balanceando temos: 
Na2CO3 + 2HNO3 → CO2 + H2O + 2NaNO3
Para determinar a concentração de HNO3 foi feito os seguintes cálculos:
Na2CO3 = = = 7,69*10-4 mol Na2CO3; Sendo m = massa e M = massa molar
2 mol HNO3 → 1 mol Na2CO2
mol HNO3 → 7,69*10-4 mol Na2CO3
x ≅ 1,54 * 10 -3 mol HNO3
HNO3 = 15,15 mL = 0,01515 L 
HNO3 = ≅ 0,1016 mol/L HNO3
Portanto, a concentração de HNO3 é de 0,1016 mol/L
4.1.2 Resultado da Titulação de NaOH
Tabela 3. Titulação da solução de NaOH
	Titulação
	Volume (NaOH) (mL)
	Volume (HNO3) (mL)
	1
	10,0
	9,70
	2
	10,0
	9,90
Para fazer o cálculo da média utilizamos a Fórmula 1, assim foi obtido os seguintes dados
Média do volume de NaOH = 10,0 mL; Média do volume de HNO3 = 9,8 mL
A equação da reação do hidróxido de sódio com o ácido nítrico pode ser dada por:
HNO3+NaOH → NaNO3 + H2O
Para determinar a concentração de NaOH foi feito os seguintes cálculos:
HNO3 = 0,1016 mol/L * 9,8*10-3 ≅ 9,96*10-4 mol
1 mol de HNO3 → 1 mol de NaOH 
9,96*10-4 mol de HNO3 → 9,96*10-4 mol de NaOH 
NaOH = ≅ 0,0996 mol/L de NaOH
Portanto a concentração de NaOH é de 0,0996 mol/L de NaOH
4.1.3 Determinação da acidez do Vinagre (Ácido acético - HAc)
Tabela 4. Determinação da acidez do vinagre 
	Titulação
	V sol. vinagre (mL)
	Volume (NaOH) (mL)
	1
	10,0
	7,20
	2
	10,0
	7,30
Através da fórmula 1 chegamos as seguintes médias: Média do volume da solução de vinagre = 10mL; Média do volume de NaOH = 7,25mL. E através de relações estequiométricas foi realizado os seguintes cálculos :
CH3COOH + NaOH→ NaOH3 COO + H2O
NaOH = 0,996 mol/L. 7,25*103 L≅ 7,22*10-4 mol
1 mol de CH3COOH → 1 mol de NaOH 
7,22*10-4 mol de CH3COOH →7,22*10-4 mol de NaOH 
CH3COOH = ≅ 0,0722 mol/L
CH3COOH = 0,0722 mol/L * 60g ≅ 4,33 g/L titulado
Utilizando a relação
C1V1 = C2V2
C1* 5,10-3 = 4,33* 5*10-3
C1 = 4,33g/L = 0,0433 g/mL
x= 4,33g → 4,33% de acidez
Assim, a concentração do vinagre foi de 0,0433 g/mL e o teor de ácido acético de 4,33%.
4.2 Discussão
Neste experimento poderia ser realizada uma titulação de uma solução básica, para isso seria necessário utilizar uma solução padronizada previamente de solução ácida. Neste caso seria necessário realizar o cálculo de estequiometria para se determinar o volume gasto da solução titulante para que se alcançasse o ponto de equivalência da solução titulada. Uma vez sabendo disso, pode-se determinar qual o indicador ácido-base será mais adequado a esta titulação.
A padronização por titulação é um método analítico quantitativo para se determinar a concentração molar de uma determinada substância. No experimento em questão, se fez necessário descobrir a concentração de hidróxido de sódio (NaOH), para isso é necessário realizar a titulação com titulante (padrão primário) e um titulado (solução em que se desconhece sua concentração), onde o hidrogenoftalato de potássio é o titulante e a solução de hidróxido de sódio é o titulado. 
O padrão primário é uma solução em que se deve conhecer com exatidão sua concentração. É a partir dela que será desenvolvido o padrão secundário e onde serão realizadas as padronizações. Para se conhecer sua concentração com essa exatidão deve-se realizar seu preparo com máximo de cuidado para se obter o melhor resultado, utilizando balança analítica.
 Para escolher um bom padrão primário deve-se obedecer alguns requisitos importantes:
• A solução deve apresentar uma pureza elevada e conhecida; 
• Ser estável a temperatura de secagem em estufa; 
• Se manter inalterado em contato com o ar, ou seja, não absorver umidade interferindo na medição da sua massa e nem interagindo com possíveis compostos como dióxido de carbono a temperatura ambiente; 
• Deve-se reagir de forma rápida, completa e estequiométrica com a solução a ser padronizada e é recomendado que o padrão primário tenha uma elevada massa molar para diminuir possíveis erros de pesagem. 
Para realizar uma titulação é necessário se determinar qual indicador será utilizado, isto pois cada indicador apresenta uma faixa de viragem, ou seja, ele muda de cor conforme a mudança de pH. Pensando nisso, é preciso saber qual tipo de titulação será realizada, neutralização, padronização ou complexação. No experimento, foi realizada uma titulação de padronização, por isso deve-se utilizar um indicador ácido-base que tenha faixa de viragem próximo ao ponto estequiométrico. A utilização do indicador é imprescindível para a realização da titulação, uma vez que a única forma de se determinar a olho nu que a solução titulada alcançou o ponto estequiométrico é através da viragem de cor. 
5. Conclusão
O objetivo deste relatório era determinar a concentração de uma solução existente na titulação, tal objetivo foi concluído com sucesso, uma vez que foram tais titulações foram concluídas com sucesso. Ou seja, é de conhecimento que é possível determinar a concentração molar de qualquer solução por meio da titulação, desde que seja realizado com sucesso e tenha conhecimento da molaridade da outra substância. 
6. Referências bibliográficas
Jenifer Rocha Vargas Fogaça. Titulação ácido-base. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/titulacao-acido-base.htm. Acesso em 21/06/2021
Jennifer Rocha Vargas Fogaça. Titulação. Disponível em: https://www.manualdaquimica.com/fisico-quimica/titulacao.htm. Acesso em: 21/06/2021
PFEIFER, A. A. et al. Práticas de laboratório de química. Uberaba: [s.n.], 2021. Apostila elaborada pelos professores Adriene Artiaga Pfeifer, Ana Claudia Granato Malpass, Benecildo Amauri Riguetto, Geoffroy Roger Pointer Malpass, Priscila Pereira Silva, Tatiana Cristina Mac Leod Furtado – Universidade Federal do Triângulo Mineiro – Curso de Engenharia Química. Acesso em: 21 de junho de 2021.