Volumetria de Neutralização

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Volumetria de Neutralização
Maceió / AL – 2012
Titulação de Ácidos Fracos
(Ácido Acético e Tartárico)
Trabalho apresentado à disciplina de química analítica 
2
 aos alunos do curso de técnico em química do Instituto Federal De Alagoas ministrado pelo 
Profº
. 
Drº
. Antonio Albuquerque.
 
. 
	
Integrantes:
David Oliveira
Eligleise Leandro
Schandler Farias
	
Turma: 17732-A
Turno: Noturno
Nível: Subsequente
	
Data de realização do experimento: 09 / 10 / 12
Data de entrega do relatório: 23 / 10 /12
Introdução
 A volumetria de neutralização baseia-se na reação de combinação dos íons hidrogênio e hidróxido com a formação de água. Com soluções padrões ácidas podem ser titulados substâncias de caráter alcalino, com soluções padrões alcalinas são tituladas substâncias de caráter ácido. O reagente titulante é sempre um ácido forte ou uma base forte. A volumetria de neutralização também inclui as chamadas titulações de deslocamento, em que o ânion de um ácido fraco é deslocado de seu sal mediante titulação com ácido forte ou, então, o cátion de uma base fraca é deslocado de seu sal mediante titulação com uma base forte. Comumente, o ponto final da neutralização é identificado com o auxílio de indicadores de pH. Estes são substâncias orgânicas fracamente ácidas ou básicas, que mudam gradualmente de coloração dentro de uma faixa de pH relativamente estreita, chamada zona de transição. Na análise titulométrica, chama-se curva de titulação uma representação gráfica que mostra como varia o logaritmo de uma concentração crítica com a quantidade de solução titulante adicionada. A curva de titulação pode ser traçada com dados práticos ou teóricos. A forma da curva varia consideravelmente com a concentração dos reagentes e o grau com que se completam as reações.
* Processo
 Depois de adicionar um indicador na amostra em análise, misturam-se, com essa, uma solução padrão utilizando as vidrarias necessárias. Se a solução problema for um ácido, usa-se uma solução padrão básica e vice-versa.
- Equação do processo: X(OH)a + HbY --> XbYa + H2O
 Quando houver a viragem cromática, para-se a mistura e anota-se o volume da solução padrão consumido, e o volume de solução-problema que consumiu.
* Determinando a Concentração
 No momento da viragem é possível descobrir a concentração da solução problema, pois o titulante e o titulado tornam-se equimolares, ou seja:
n(titulante) = n(titulado), onde n = Número de Mol.
 Como n = Concentração x Volume, temos que:
M(titulante) x V(titulante) = M(titulado) x V(titulado)
 Onde: M(titulante) = Concentração em mol / L da solução padronizada;
 V(titulante) = Volume gasto na amostra;
 M(titulado) = Concentração em mol / L da amostra.
 V(titulado) = Volume da amostra.
	
Materiais:
- Suporte;
- Garras;
- Bureta de 50,00 mL;
- Béquer de 100 e 250 mL
- Erlenmeryer de 250 mL;
- Proveta de 10 mL;
- Balão volumétrico de 250 mL;
- Pipetas volumétricas de 10 e 25 mL.
	
Reagentes:
- Solução de NaOH padronizada (0,0956 mol / L);
- Vinagre (4% de acidez volátil);
- Vinho branco;
- Fenolftaleina.
* Análise do Vinagre
 Objetivo: determinar o percentual (m/v) de ácido acético (CH3COOH) no vinagre
1 - Conhecendo a substância
 Vinagre é solução diluída de ácido acético (CH3COOH), elaborada por dois processos: fermentação alcoólica, quando o açúcar é convertido em etanol; e oxidação fermentativa, transformando álcool em ácido acético.
 O ácido acético, componente mais importante do vinagre, vem da família dos ácidos carboxílicos e possui dois carbonos na sua estrutura. Podendo assim ser chamado também de ácido etanóico. Nós o encontramos no dia a dia mais comumente na sua forma impura, chamada de vinagre. Quando ele está completamente livre de água é conhecido como ácido acético glacial. Possui essa nomenclatura já que o frasco fica com um aspecto esbranquiçado, como se estivesse congelado.
 Aplicado em diversos ramos da industrial como na produção de acetato de celulose (conhecido como simplesmente acetato), na produção de PET (politereftalato de etileno, um polímero impermeável a gases e por isso é utilizado na fabricação de garrafas para refrigerantes) e também utilizado para limpeza e desinfecção.
 O ácido acético pode ser excretado por uma série de bactérias e é assim que o vinagre que consumimos é produzido. O vinagre comercial possui de 4 a 8% de ácido acético em sua composição (corresponde a acidez volátil). A maneira de produção e o valor dele depende da matéria prima do mosto utilizado para a proliferação das bactérias e da técnica aplicada na produção. O vinagre balsâmico, por exemplo, é o mais caro que existe, produzido dentro de barris de carvalho cheios de maravalha e demoram muito tempo para ficarem prontos.
 Estamos tão acostumados a encarar o ácido acético todo dia na forma de vinagre, que esquecemos nos riscos que esse ácido pode apresentar na sua forma mais pura. Seus vapores são inflamáveis, por isso precisam ser mantidos longe de chamas ou outros materiais inflamáveis. Podem causar queimadura, vermelhidão e bolhas na pele em caso de contato. Deve ser armazenado longe de peróxido de sódio, ácido nítrico e nitratos, permanganato de potássio entre outros oxidantes fortes já que reage explosivamente com eles. Seus vapores podem causar dor na garganta, dificuldade respiratória, diminuição da função pulmonar, faringite e bronquite catarral crônica, bronquite asmática e erosão dos dentes quando inalados. Por esses motivos é sempre bom usar equipamentos de segurança adequados e tomar cuidado quando for manuseá-lo.
 
2 – Determinação da acidez (Procedimento experimental)
 Após transferir um pouco do vinagre para um béquer, pipetou-se uma alíquota de 25 mL (0,025 L) da amostra para um balão volumétrico de 250 mL (0,25 L). Completou-se com água destilada até a marca no balão, onde o conteúdo foi homogeneizado. Como esse processo foi uma diluição, a concentração do vinagre diminuiu.
 Comprovamos isso aplicando a fórmula da diluição:
	
M1 x V1 = M2 x V2
 Onde: M1 = Concentração inicial; V1 = Volume inicial;
 M2 = Concentração final; V2 = Volume final.
 Substituindo os valores, temos: M1 x 0,025 = M2 x 0,25
 M1 = M2 x 0,25 / 0,025
 M1 = M2 x 10 => M2 = M1 / 10
 Logo, a concentração do vinagre no balão ficou 10 vezes menor.
 Continuando a análise, foi transferido para um béquer um pouco da solução preparada e esta serviu para ambientar a pipeta, posteriormente, a solução utilizada foi rejeitada. Pipetou-se cerca de 10 mL da solução preparada para 3 erlenmeyers de 250mL, identificando com os números 1, 2 e 3. Em seguida, com a ajuda de uma proveta, foram adicionados 30 mL de água destilada em cada erlenmeyer enumerado. Para auxiliar a identificar o ponto de viragem no momento da titulação, adicionamos, nos 3 erlenmeyers, 3 gotas de fenolftaleína. Por fim, zeramos uma bureta de 50 mL com uma solução de NaOH padronizada (0,0956 mol / L).
- Cálculo da concentração do ácido acético
 Ao adicionar NaOH numa solução de vinagre, ocorre a seguinte reação em relação ao ácido acético presente:
CH3COOH (aq) + NaOH (aq) CH3COONa (aq) + H2O (l)
 Visto que a reação é de 1 mol de CH3COOH para 1 mol de NaOH, temos que no ponto de equivalência:
n(NaOH) = n(CH3COOH)
M(NaOH) x V(NaOH) = M(CH3COOH) x V(CH3OOH)
 Como a concentração do vinagre está 10 vezes menor, devido à diluição ocorrida na amostra do balão, a concentração do ácido presente também está menor nessa mesma proporção tanto no balão quanto em cada erlenmeyer, logo:
M(NaOH) x V(NaOH) = (M(CH3COOH) / 10) x V(CH3OOH)
1º; 2º e 3º Erlenmeyer
 Nos 3 recipientes foram gastos a mesma quantidade de NaOH, portanto, só foi precisocalcular a concentração desejada em um deles: 
M(NaOH) = 0,0956 mol / L; V(NaOH) = 8,6 mL (0,0086L)
M(CH3COOH) = ?; V(CH3OOH) = 10mL (0,01 L)
 Substituindo os valores na fórmula determinada:
0,0956 x 0,0086 = (M(CH3COOH) / 10) x 0,01
(M(CH3COOH) / 10) x 0,01 = 0,00082
(M(CH3COOH) / 10) = 0,00082 / 0,01
(M(CH3COOH) / 10) = 0,082
M(CH3COOH) = 0,082 x 10
M(CH3COOH) = 0,82 mol / L
Relação 1 (g / mol) : 
	
1 mol (CH3COOH) ------------- 60g
0,82 mol (CH3COOH) --------- X(g)
	
X = 49,2g
Relação 2 (g / 100mL = %):
	
1000mL ------------ 49,2g (CH3COOH) 
100mL ------- Xg (CH3COOH)
	
X = 4,92 g / 100mL = 4,92%
Obs: Os 30mL de água destilada usados nos erlenmeyer foram descartado nos cálculos, pois queríamos encontrar a concentração do ácido acético apenas no vinagre e não na solução (vinagre + água destilada).
* Análise do Vinho (Branco)
 Objetivo: Determinar o percentual (m/v) ácido tartárico (HOOC(CHOH)2COOH.
1 - Conhecendo a substância
 O vinho é, genericamente, uma bebida alcoólica produzida por fermentação do sumo de uva. Na União Europeia o vinho é legalmente definido como o produto obtido exclusivamente por fermentação parcial ou total de uvas frescas, inteiras ou esmagadas ou de mostos. No Brasil é considerado vinho a bebida obtida pela fermentação alcoólica de mosto de uva sã, fresca e madura, sendo proibida a aplicação do termo a produtos obtidos a partir de outras matérias-primas.
 A constituição química das uvas permite que estas fermentem sem que lhes sejam adicionados açúcares, ácidos, enzimas ou outros nutrientes. Apesar de existirem outros frutos como a maçã ou algumas bagas que também podem ser fermentados, os "vinhos" resultantes são geralmente designados em função do fruto a partir do qual são obtidos (por exemplo, o vinho-de-maçã) e são genericamente conhecidos como vinhos de frutas. O termo vinho (ou seus equivalentes em outras línguas) é definido por lei em muitos países. A fermentação das uvas é feita por vários tipos de leveduras que consomem os açúcares presentes nas uvas transformando-os em álcool. Dependendo do tipo de vinho, podem ser utilizadas grandes variedades de uvas e de leveduras.
 
 Dentre os tipos de vinho, existe o branco, que possue uma coloração dourada e aroma frutado. Pode ser obtido através de uvas brancas ou de uvas tintas desde que as cascas dessas uvas não entrem em contato com o mosto e que essas não sejam tintureiras.
 O ácido tartárico é o principal da uva e do vinho. É o mais forte, define o pH e dá maior resistência ao ataque bacteriano. Sua dosagem é alta no começo do processo e deve ser encontrada em faixas menores quando a bebida for para a etapa de engarrafamento.
  Os vinhos branco de mesa têm um valor titulável entre 0,6 e 0,9%, que é o mesmo para padrões comerciais. A concentração do ácido tartárico regride desde a maturação da uva até o envelhecimento do vinho.
2 – Determinação da acidez (Procedimento experimental)
 Foi transferido um pouco do vinho branco para um béquer, parte dessa amostra serviu para ambientar a pipeta e, posteriormente, foi rejeitada. Pipetou-se uma alíquota de 10 mL da amostra para 3 erlenmeyers de 250 mL, cujo foram enumerados 1, 2 e 3. Com a ajuda de uma proveta, foram adicionados 100mL de água destilada em cada erlenmeyer. Adicionamos 3 gotas de fenolftaleína e, por fim, zeramos uma bureta de 50 mL com uma solução de NaOH padronizada (0,0956 mol / L).
3 - Cálculo da concentração do ácido tartárico
 Ao adicionar NaOH na solução de vinho, ocorre a seguinte reação em relação ao ácido tartárico presente:
HOOC(CHOH)2COOH (aq) + 2NaOH (aq) NaOOC(CHOH)2COONa (aq) + 2H2O (l)
 Acidez titulável da amostra de vinho é normalmente expressa em percentual (m/v) de ácido tartárico. Pode ser determinada por:
	
Ácido Tartárico (g / 100mL) = (Vb x M(NaOH) x (150,09 / 2) x 100) / (1000 x Vam)
Onde: Vb = volume em mL da solução padrão de NaOH usada na titulação.
 M(NaOH) = concentração da solução padrão de NaOH.
 Vam = volume em mL da amostra titulada.
1º Erlenmeyer
Vb = 7,4 mL
M(NaOH) = 0,0956 mol/L
Vam = 10 mL 
 Substituindo os valores na fórmula determinada:
Ácido Tartárico (g / 100mL) = (7,4 x 0,0956 x (150,09 / 2) x 100) / (1000 x 10)
Ácido Tartárico (g / 100mL) = 0,53 %
2º Erlenmeyer
Vb = 7,6 mL
M(NaOH) = 0,0956 mol/L
Vam = 10 mL 
Ácido Tartárico (g / 100mL) = (7,6 x 0,0956 x (150,09 / 2) x 100) / (1000 x 10)
Ácido Tartárico (g / 100mL) = 0,54 %
3º Erlenmeyer
 O Vb foi o igual ao do 1º erlenmeyer, logo, a concentração do ácido tartárico (g / 100 mL) também foi 0,53%.
* Resultados: 
- Análise do Vinagre
	
Erlenmeyer
	
Volume de Vinagre (mL)
	
Volume de NaOH (mL)
	
% (m/v)
	
1
	
10
	
8,6
	
4,92
	
2
	
10
	
8,6
	
4,92
	
3
	
10
	
8,6
	
4,92
	
Média: 4,92%
 A tabela acima mostra a acidez percentual (m/v) em ácido acético no vinagre que foi encontrada a partir da neutralização do ácido com a adição do NaOH. 
- Análise do Vinho Branco
	
Erlenmeyer
	
Volume de Vinagre (mL)
	
Volume de NaOH (mL)
	
% (m/v)
	
1
	
10
	
7,4
	
0,53
	
2
	
10
	
7,6
	
0,54
	
3
	
10
	
7,4
	
0,53
	
Média: (0,53 + 0,54 + 0,53) / 3 = 0,53%
 A tabela acima mostra a acidez percentual (m/v) em ácido tartárico no vinho que foi encontrada a partir da neutralização do ácido com a adição do NaOH. 
Conclusão
 Na análise do vinagre, a média dos resultados (4,29% de ácido acético) provou que o mesmo está dentro de seu padrão comercial, que é de 4 a 8% de ácido acético (CH3COOH) em sua composição. Na análise do vinho, apesar do nível de acidez do mesmo ter sido menor que 1% (critério mínimo para essa bebida ser comercializada), o percentual de ácido tartárico (HOOC(CHOH)2COOH) no vinho branco deve ser entre 0,6 e 0,9%, como a média dos resultados foi 0,53% em relação ao devido ácido, podemos dizer que o vinho analisado está fora dos padrões comerciais. 
	
Referências Bibliográficas
	
http://pt.wikipedia.org/wiki/Volumetria_de_neutraliza%C3%A7%C3%A3o
http://www.infoescola.com/quimica/acido-acetico/
http://pt.wikipedia.org/wiki/Vinho#Classifica.C3.A7.C3.A3o_dos_vinhos