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Universidade Federal De Juiz De Fora Departamento De Farmácia Química Analítica Quantitativa Experimental DANIELLE CRISTINA GOMES AULA PRÁTICA 03 PADRONIZAÇÃO DE SOLUÇÃO DE ÁCIDO CLORÍDRICO (HCL) 0,1 M COM PADRÃO PRIMÁRIO PROF. DR. JEFERSON GOMES DA SILVA Governador Valadares 2021 1. INTRODUÇÃO A titulação envolve a adição de uma solução titulante colocada em uma bureta, a uma solução que contém a amostra chamada de analito, colocada em um Erlenmeyer. É uma técnica de rápida e simples de ser executada, sendo de baixo custo e confiável. Consiste em determinar a concentração de alguma substância por meio de medidas volumétricas, reagindo com a solução de concentração conhecida ou um padrão para que seja determinada, é necessário ser possível reconhecer exatamente o volume da solução que foi utilizado. Quando envolve a adição de um ácido forte como Ácido Clorídrico (HCL) e uma base fraca como Carbonato de Sódio (Na2CO3), haverá a formação de ácido + sal demostrada na reação abaixo: Na2CO3 + HCL ⇌ H2CO3 + NaCl Reação balanceada: Na2CO3 + 2HCL ⇌ 2H2CO3 + 2NaCL O HCl é considerado um líquido aquoso, sem cloração, com odor, faz mistura com água, produz vapores, não é inflamável e tóxico. É obtido como subproduto da cloração do benzeno ou de outros hidrocarbonetos. É um ácido segundo a teoria de Arrhenius no qual demostra que um ácido é toda a substância que em solução aquosa forma o cátion hidrônio (H3O+). O Na2CO3 é um composto químico alcalino que pode ser refinado do minério trona, encontrado em depósitos naturais ou fabricados a partir de um de diversos processos químicos. É um sal branco e translúcido que se encontra no estado sólido, á temperatura ambiente, sendo o seu ponto de fusão e ebulição bastantes elevados. É produzido para o uso de vidros em janelas, iluminação, vidros de laboratórios, televisores, entre outros. Utilizado também para padronizar uma solução de HCl. O indicador vermelho de metila é frequentemente escolhido para ser usado em titulações por causa de sua clara mudança na coloração. Devido a sua mudança de coloração na faixa de pH ácido, é normalmente usado em titulações de ácidos, diferentemente de um indicador universa que não tem um espectro largo na mudança de cores, mas há um ponto final definido. Com a adição do 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, pois a coloração da solução sofre mudanças bruscas na presença de um indicador ácido-base em virtude desta variação de pH. 2. OBJETIVO Padronizar uma solução de HCl de concentração aproximadamente conhecida, através de um padrão primário e realizar a titulação de uma solução de Na2CO3 aa 1 M. 3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Inicialmente ambientou-se as vidrarias utilizadas no experimento. O carbonato de sódio foi previamente pesado com o auxílio de uma balança analítica onde mediu-se exatamente 0,1016g de carbonato de sódio em um vidro de relógio e transferiu-se para um Erlenmeyer juntamente com 25 mL de água destilada medida em uma proveta de 50 mL quantidade suficiente para dissolução do sal. Após a dissolução, pingou-se duas gotas de vermelho de metila (substância indicadora) para auxiliar na visualização do ponto final da titulação procedente onde a coloração fica amarela. Utilizou-se a bureta de 25 mL ambientada para a titulação para considerar o possível erro da concentração de HCl onde fez-se necessário completar o volume. Em seguida adicionou-se a solução de HCL ao Erlenmeyer contendo o Carbonato de sódio, agitando- se constantemente. A solução com adição de HCl obteve-se a coloração laranja avermelhado devido a solução conter Carbonato de sódio e vermelho de metila no Erlenmeyer. Em seguida, levou-se ao agitador magnético até que a solução começasse ferver onde acontece a eliminação do CO2 agitando-se até que a solução volte a ficar na coloração amarela. Reiniciou-se a adição de HCl até a solução obter a coloração vermelha assim anotou-se o volume da titulação de HCl para os devidos cálculos de concentração. Por fim, realizou-se o procedimento por duas vezes. 4. RESULTADOS Sabendo-se que a estequiometria da reação ocorre na proporção 1:2 e supondo-se que a concentração real de HCl seja de 0,1 M, partiu-se para os cálculos referentes á massa necessária de Carbonato de sódio: Primeiramente pensa-se em concentração molar (C=n/v), mas não havendo o número de mols de HCl foi-se necessário realizar o cálculo n=m/MM. Titulação Massa (Na2CO3) Volume (HCl) 1° 0,1016 g 19,30 mL 2° 0,1054 g 20,10 mL 1° Titulação: 𝑐𝑚 = 𝑛 𝑣 𝑛(𝑁𝑎2𝐶𝑂3) 1 = 𝑛(𝐻𝐶𝑙) 2 𝑛 = 𝑚 𝑀𝑀 𝑛(𝑁𝑎2𝐶𝑂3) = 𝑚 𝑀𝑀 → 0,1016𝑔 105,98𝑔/𝑚𝑜𝑙 → 0,000958671 𝑚𝑜𝑙 x 2 → 𝑛(𝐻𝐶𝑙) = 0,001917342 𝑚𝑜𝑙 𝑐𝑚 = 𝑛(𝐻𝐶𝑙 𝑣(𝐻𝐶𝑙) → 𝑐𝑚(𝐻𝐶𝑙) = 𝟎, 𝟎𝟗𝟗𝟑𝟒𝟒𝟏𝟒𝟓 𝒎𝒐𝒍/𝑳 2° Titulação: 𝑐𝑚 = 𝑛 𝑣 𝑛(𝑁𝑎2𝐶𝑂3) 1 = 𝑛(𝐻𝐶𝑙) 2 𝑛 = 𝑚 𝑀𝑀 𝑛(𝑁𝑎2𝐶𝑂3) = 𝑚 𝑀𝑀 → 0,1054 𝑔 105,98𝑔/𝑚𝑜𝑙 → 0,000994527 𝑚𝑜𝑙 x 2 ➔ 𝑛(𝐻𝐶𝑙) = 0,001989054 𝑚𝑜𝑙 𝑐𝑚 = 𝑛(𝐻𝐶𝑙 𝑣(𝐻𝐶𝑙) → 𝑐𝑚(𝐻𝐶𝑙) = 𝟎, 𝟎𝟗𝟖𝟗𝟓𝟕𝟗𝟑𝟕 𝒎𝒐𝒍/𝑳 O fator de correção foi calculado a partir da média entre as concentrações para se obter a concentração real e multiplicada pela concentração ideal, obtendo então: = 0,09915 → 0,0991 mol/L Fc . Ci = Cr → Fc = 0,991 O erro de concentração do ácido clorídrico foi menor com uma variação de apenas 0,01 M. 5. DISCUSSÃO Através da titulação, obteve-se o volume de 19,30 mL e 20,10 mL nas duas alíquotas e com os cálculos expressos acima, determinou-se a concentração de ácido clorídrico (HCl), que tínhamos na bureta. Com a adição do vermelho de metila ao Erlenmeyer contendo carbonato de sódio e água destilada, pode-se observar a mudança na coloração da solução que indicou a neutralização entre as substâncias. Vale ressaltar que o ponto visto na mudança de cor, é o ponto final da titulação, ou seja, é um parâmetro experimental. Pois, sabe-se que o ponto da viragem do vermelho de metila é de aproximadamente pH menor que 7. No experimento houve erros aparentes associados ao processo de titulação como: • Mal uso do equipamento como: preenchimento de maneira inadequada da bureta, podendo surgir aparecimento de bolhas alterando os níveis de concentração. • Manuseio inadequado da bureta durante a titulação ultrapassando o P.E da solução. 8. CONCLUSÃO Conclui-se que a partir deste experimento é possível calcular a concentração de soluções ácidas e básicas, neste caso soluções de ácido clorídrico (HCl) e carbonato de sódio (na2CO3) utilizando a técnica de titulação. Esse experimento envolve-se o preparo e padronização de soluções, reações ácido-base, reações de neutralização e a própria titulação. Essa série de processos permitem que o objetivo do experimento seja realizado com eficácia, onde determinou-se as concentrações esperadas. Padronizou-se a solução de HCl com padrão primário Na2Co3, através do método volumétrico encontrando-se assim a concentração real de HCl. 9. REFERÊNCIAS OHLWEILER, O.A. Química Analítica Quantitativa, 3ª ed., vol. 2. LTC, Rio de Janeiro, 1981 BACCAN, N.; ANDRADE, J. C.; GODINHO, O. E. S.; BARONE, J. S. Química analítica quantitativa elementar. 3ª ed., São Paulo: Edgard Blucher, 2001
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