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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO – UFMA CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIAS – CCET PROFESSOR: MEUBLES BORGES JÚNIOR DISCIPLINA: QUÍMICA ANALÍTIICA CURSO: ENGENHARIA QUÍMICA EDUARDO SANTOS FIGUEIREDO ENDRE WANE COELHO MORAES MARISTELLA DOS SANTOS MONTELES NATHÁLIA KETTLLEY SOARES DIAS RENATA QUARESMA DE SOUSA LOPES RELATÓRIO I PREPARO E PADRONIZAÇÃO DE SOLUÇÕES SÃO LUÍS - MA 03/2023 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................ 2 2. OBJETIVOS .................................................................................................... 4 3. MATERIAIS E MÉTODOS .............................................................................. 5 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................................... 6 5. CONCLUSÃO ................................................................................................. 8 6. QUESTIONÁRIO ............................................................................................. 8 7. REFERÊNCIAS ............................................................................................... 9 2 1. INTRODUÇÃO A análise quantitativa compreende uma série de técnicas e métodos para determinação das quantidades dos componentes na amostra. Métodos volumétricos são um grupo de procedimentos quantitativos baseados na determinação da concentração de um constituinte de uma mostra a partir de uma reação, em solução, deste com um reagente de concentração conhecida, chamada de solução padrão (HARRIS, 1999). De modo geral, a concentração de uma espécie de interesse em uma amostra é determinada a partir do volume (ou massa) de uma solução com concentração exatamente conhecida (solução padrão) necessária para reagir quantitativamente com o analito em estudo, da amostra em solução, também conhecida como solução problema (SKOOG et al., 2006). Logo, é necessário se preparar cuidadosamente as soluções padrões considerando que devem apresentar concentração exatamente conhecida. As soluções padrão, em volumetria, podem ser classificadas como padrão primário ou padrão secundário. Um padrão primário deve apresentar determinadas características como por exemplo elevada pureza química, a substância deve ser sólida e possuir elevado Kps (alta solubilidade no meio), não deve ser higroscópica, entre outras característica. Caso a substância não apresente as características necessárias sua pureza deverá ser determinada por uma comparação com um padrão primário tornando-se um padrão secundário. Dessa forma, a pureza de um padrão secundário é conhecida com exatidão podendo, portanto, também ser utilizado na determinação volumétrica. O hidróxido de sódio (NaOH) apesar de apresentar alta pureza (sigma- aldrich 98%), possuir elevado Kps e ser sólido é higroscópico, além de conter como contaminante o carbonato de sódio (NaCO3) o que o incapacita de ser um padrão primário, portanto, deve ser padronizado com um padrão primário. Uma vez padronizado, poderá ser utilizado na determinação da acidez do vinagre. Os principais requisitos para uma reação volumétrica são que ela tenha uma grande constante de equilíbrio e que prossiga rapidamente, ou seja, cada incremento de titulante será consumido completamente e rapidamente pelo titulado 3 até que se esgote. As titulações mais comuns são baseadas em reações ácido- base, redox, formação de complexos e precipitação (DEQUI, 2016). O ponto de equivalência em qualquer titulação é o ponto em que a quantidade adicionada da solução de titulação é quimicamente igual à quantidade de substância a ser titulada. Logo, o ponto em que o indicador mudar de cor é chamado de ponto final da titulação, como mostrado na figura 2 a seguir (DEQUI, 2016). Figura 2- Ponto em que o indicador muda de cor. Fonte: http://professor.ufop.br Este processo é muito comum no laboratório quando se tenta entender a concentração exata de uma solução preparada a partir de componentes voláteis, higroscópicos, ou não naturais ou sintéticos (solutos) em alta pureza (DEQUI, 2016). Como na titulação ocorre uma neutralização (igualdade entre o número de mol do ácido e o da base), pode-se utilizar a seguinte fórmula para determinar a concentração molar da solução desconhecida: na = nb → Ma.Va = Mb.Vb (DIAS, s.d.). 4 2. OBJETIVOS 2.1 Geral Preparar uma solução padrão e realizar uma padronização secundária de uma solução de NaOH para utilizá-la como solução padrão na determinação volumétrica da acidez do vinagre 2.2 Específicos - Preparar uma solução padrão primário de bifitalato de potássio; - Preparar uma solução secundário de NaOH; - Padronizar a solução de NaOH com bifitalato de potássio 5 3. MATERIAIS E MÉTODOS Preparação da solução de NaOH e padronização com bifitalato de potássio Foram utilizados os seguintes materiais e substâncias: - Béquer de 200/250 mL - Balão volumétrico de 250 mL - Funil de vidro - Bastão de vidro - Bureta - Erlenmeyer de 250 mL e/ou 200 mL - Garrafa de 250 mL para guardar a solução preparada de NaOH - Pisseta com água destilada - Espátula colher para pesagem - Solução alcoólica de fenolftaleína - Balança analítica - Hidróxido de sódio para análise (NaOH p.a.) - Bifitalato de potássio para análise (KHC8H4O4 p.a.) 3.1 Preparo da solução de hidróxido de sódio (NaOH) 0,1 mol/L: Pesou-se 1,0340 g de NaOH p.a. e dissolveu-se em ± 100mL de água destilada fria, previamente fervida, em um béquer com o auxílio de um bastão de vidro. Em seguida, transferiu-se para um balão volumétrico de 250 mL com o auxílio de um funil de vidro e completou-se o volume com água destilada fervida e fria. Posteriormente, homogeneizou-se a solução com um bastão de vidro. Logo após isso, foi feito a ambientalização de uma garrafa de água mineral para que a solução seja guardada em frasco plástico limpo em pequenas porções da solução preparada. Por fim, rotulou-se a garrafa utilizada. 3.2 Padronização da solução de NaOH com bifitalato de potássio (KHC8H4O4) Pesou-se, exatamente, 0,2258 g de bfitalato de potássio previamente seco em estufa a 120 oC durante 30 minutos, transferiu-se para um erlenmeyer de 250mL, dissolveu-se em 25 mL de água destilada e foi adicionado 3 gotas do indicador fenolftaleína. A bureta foi lavada 3 vezes com porções de 5mL da solução de NaOH preparada. Em seguida, encheu-se a bureta até 1 a 2 cm acima do zero e ajustar o volume a 0 mL. A titulação foi feita com a solução de NaOH preparada até viragem do indicador de incolor para rosa. A titulação foi conduzida lentamente, gota a gota, controlando o fluxo do titulante contido na bureta com a mão esquerda. 6 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 4.1 Preparo de solução NaOH (0,1 mol/L) Durante o procedimento de preparo da solução de hidróxido de sódio (NaOH), utilizando os dados iniciais das substâncias: massa molar e a massa aferida em uma balança analítica, calculou-se a concentração aparente de NaOH. Tabela 1 – Massa molar e massa aferida de NaOH Substância Massa Molar (g/mol) Massa (g) NaOH 39,9966 1,0340 Após colocar a solução de hidróxido de sódio em um balão volumétrico de 250mL, completando o volume calibrado com água destilada, aferiu-se a concentração aparente da solução em análise, C = 0,1003mol/L. 4.2 Padronização da solução de NaOH com bifitalato de potássio Pesou-se 0, 2258g de KHC8H4O4, dissolveu-se a substância e adicionou-se a solução em um Erlemeyer juntamente com 3 gotas de fenolftaleína, utilizou-se o indicador ácido-base, que muda a coloração da soluçãode incolor para rosa em meios básicos, pois após o volume de hidróxido de sódio necessário ser consumido, a solução possuiria um pH > 7 (solução básica). Em seguida, realizou-se uma titulação até o ponto de viragem, aferindo 16,3mL de NaOH consumido. Tabela 2 – Massa molar e massa aferida de KHC8H4O4 Substância Massa Molar (g/mol) Massa (g) KHC8H4O4 204,22 0,2258 Por ser uma reação 1:1, o número de mols do bifitalato de potássio é o mesmo de hidróxido de sódio. 𝑛 = 𝑛 7 Por meio de uma regra de três encontrou-se o valor do número de mols do bifitalato de potássio, a concentração real da solução de hidróxido de sódio em análise e o fator de correção. KHC8H4O4 204,22 ---------- 1 mol 0,2258g ----------- n nbiftalato = 0,0011 mol NaOH 0,0011 mol ---- 16,3mL C ----------- 1000mL Creal = 0,0674 mol Fc = Fc = , , = 0,6719 8 5. CONCLUSÃO Diante da prática realizada de preparo e padronização da solução de NaOH (hidróxido de sódio), conclui-se que houve êxito na realização do experimento, uma vez que houve a mudança na coloração (ponto de viragem), o que indica o aumento do pH. A partir dos cálculos da molaridade real de NaOH, constatou que é aproximadamente 32,8% abaixo da concentração real analisada. Visando corrigir a flutuação foi encontrado o fator de correção Fc= 0,6719, a partir desse resultado foi possível encontrar a verdadeira molaridade da reação, uma vez que, o NaOH não é padrão primário, já que é higroscópico (absorve a umidade do ar), sendo necessário a padronização para averiguar sua molaridade real. Nesse viés, o reagente padrão primário, bifitalato de potássio, apresenta um alto grau de pureza e serve como referência numa titulação. Já a substância padrão secundário, hidróxido de sódio, sua concentração é usada como referência em análises volumétricas. 6. QUESTIONÁRIO a) Por que o bifitalato de potássio é um padrão primário? Porque a substância em análise possui estado sólido e alta pureza. b) Uma solução de HCl foi preparada a partir da dissolução de 1mL de uma solução 10 mol/L para balão de 100mL. Em seguida, 25mL dessa solução foi padronizada com uma solução de NaOH 0,1036 mol/L, sendo gastos 25,5mL. Qual a concentração da solução de HCl padronizada? c) Por que a fenolftaleína foi empregada para a visualização do ponto final da titulação entre a solução de NaOH e o bifitalato de potássio? Utilizou-se o indicador ácido-base que muda a coloração da solução de incolor para rosa em meios básicos, pois após o volume de hidróxido de sódio necessário ser consumido, a solução possuiria um pH > 7 (solução básica, após o ponto de viragem). HCl (Caparente) Ci . Vi = Cf . Vf 10 . 0,001 = Cf . 0,1 Cf = 0,1 mol/L CHCl . VHCl = CNaOH . VNaOH CHCl . 0,025 = 0,1036 . 0,0255 Creal = 0,1056 mol/L 9 7. REFERÊNCIAS BACCAN, N.; DE ANDRADE, J. C.; GODINHO, O. E. S.; BARONE, J. S. Química Analítica Quantitativa Elementar. 3 ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2001. DEQUI. Padronização de soluções. [S. l.], 18 jan. 2016. Disponível em: http://professor.ufop.br/sites/default/files/clarissa/files/pratica_07.pdf. Acesso em: 1 jul. 2022. DIAS, Diogo Lopes. "O que é titulação?"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-titulacao.htm. Acesso em: 03 de julho de 2022. HARRIS, D. C. Análise Química Quantitativa, 5ª ed., Livros Técnicos e Científicos Editora S. A.: Rio de Janeiro, 1999. SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Fundamentos de Química Analítica. Tradução da 8a ed. Americana. Ed. Thomson: São Paulo, 2006. 999p.
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