Relatório Química Geral Experimental - Titulação Ácido-Base

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO - CAMPUS SÃO JOSÉ DOS CAMPOS
COMPARAÇÃO CONCENTRAÇÃO ÁCIDO ACÉTICO
SÃO JOSÉ DOS CAMPOS - SP
NOVEMBRO - 2022
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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO 02
2 OBJETIVO 03
3 MATERIAIS 03
4 METODOLOGIA 04
4.1 Neutralização do NaOH 04
4.2 Concentração de ácido acético no vinagre: 04
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES 07
6 CONCLUSÃO 08
REFERÊNCIAS 09
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1 INTRODUÇÃO
O termo “titulação” é utilizado para designar a adição de um reagente a uma solução
de outro reagente, de modo a observar as concentrações de equilíbrio das soluções analisadas.
A necessidade de realizar a titulação surgiu a partir do desconhecimento da concentração de
um dos reagentes ou da constante de equilíbrio da reação, ambas questões que podem ser
determinadas por meio do método discutido. Quando se diz sobre titulação ácido-base, há
uma solução com concentração desconhecida de base a qual é adicionada lentamente a um
ácido, ou o contrário. Durante esse processo, indicadores ácido-base tais como a
Fenolftaleína, o Alaranjado de metila, o Azul de Bromotimol e o papel de Tornassol podem
ser utilizados para indicar o ponto de equivalência da titulação, isso é, a medida na qual as
quantidades estequiometricamente equivalentes de ácido e base foram conciliadas [1].
Já ao se pensar em história, a palavra titulação tem sua origem a partir do termo
“titre”, utilizado em 1802 no trabalho “Les Administrateurs: Généraux des Poudres et
Salpêtres”, para se referir ao nível de pureza de amostras de compostos que contenham
potássio. Nos dias atuais, no entanto, “titre”, em francês, denomina a relação entre a massa ou
volume de uma substância e a massa ou volume do solvente/solução, definindo uma unidade
de concentração. A partir desses conhecimentos, a primeira notícia do emprego prático dessa
expressão se deu em 1832 por Gay-Lussac, quando precisou determinar a prata por meio de
uma reação com NaCl em solução [2].
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2 OBJETIVO
Determinar a concentração de ácido acético existente em um tipo específico de vinagre
comercial e comparar com o que é determinado no rótulo, a partir da titulação ácido-base,
usando como base uma solução criada de NaOH.
3 MATERIAIS
- 1 béquer de 250 mL (para cada grupo descartar seu resíduo);
- 2 balões volumétricos de 100 mL;
- 1 bureta de 100 ou 50 mL;
- 1 pipeta graduada de 10 mL;
- 1 pipeta volumétrica de 25 mL;
- 1 pipeta Pasteur de 3 mL;
- 3 erlenmeyers 250 mL;
- bastão de vidro;
- frasco lavador;
- pêra;
- suporte universal;
- espátula e garras;
- balança;
- 100 mL de solução ácido oxálico (HOOC-COOH) 0,05 M;
- água destilada (H2O);
- fenolftaleína (indicador);
- hidróxido de sódio (NaOH);
- vinagre;
- funil;
- Fita indicadora universal;
- béquer de 500 mL para resíduo.
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4 METODOLOGIA
4.1 Neutralização do NaOH
Primeiramente, foi pesado um béquer vazio, obtendo-se Xg. Em seguida, foi-se
adicionado 0,75 g de NaOH no béquer, pesando-o novamente. 40 ml de água destilada foram
adicionados ao soluto, criando-se uma solução que deveria ser transferida para um balão
volumétrico de 100 ml, e ter seu volume completado com água até a marca do volume total.
Após realizada essa etapa, foi necessário montar uma bureta no suporte universal, e
limpá-la com a solução de NaOH. Então, preencher a bureta com a solução preparada,
garantindo que não houvesse a presença de bolhas. Assim, separou-se 3 erlenmeyer,
preenchendo-os com 25 ml de ácido oxálico e colocando 3 gotas de fenolftaleína em cada,
para servir como indicador da titulação. Dessa forma, iniciou-se a titulação, gotejando a base
NaOH em cada um dos erlenmeyer separadamente, até que a solução final se tornasse
permanentemente da cor rosa bebê (isso indicaria o fim do processo). Anota-se o volume
gasto da solução de NaOH para que cada uma das 3 titulações fossem realizadas.
4.2 Concentração de ácido acético no vinagre
A princípio, foi necessário criar uma solução, colocando 10ml de vinagre num balão
volumétrico de 100 ml, completando com água destilada até a marca de seu volume final.
Mais uma vez, foram separados 3 erlenmeyer, adicionando 25 ml da solução previamente
criada, e colocando 3 gotas de fenolftaleína em cada um. Por fim, iniciou-se a titulação, com
NaOH, dos 3 erlenmeyer com a solução de vinagre, até que a solução final possuísse a
coloração de rosa bebê.
5 RESULTADOS
O experimento realizado teve três etapas: preparo da solução de NaOH, padronização
da solução de NaOH e determinação da concentração de ácido acético no vinagre por meio
do processo de titulação ácido-base, vale a pena ressaltar para esse experimento e para os
seguintes cálculos que o AcOH é um ácido fraco e, portanto, não se ionizam totalmente.
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O grau de ionização dos ácidos α= (nº de moléculas ionizadas/nº de moléculas
dissolvidas)*100 é determinado a partir da medida da condutibilidade elétrica de suas
soluções iônicas. Neste caso conclui-se que ácidos mais ionizados permitem maior passagem
de corrente elétrica em comparação aos ácidos menos ionizados, sendo esta a diferença que
permite sua classificação. O grau de ionização determina algumas propriedades dos ácidos,
principalmente aquelas que estão ligadas ao número de hidrogênios ionizáveis (H +), como é
o caso do pH (potencial hidrogeniônico).
Figura 2 - Grau de ionização de ácidos
Fonte: Livro Princípios da Química (Peter Atkins) [3]
Na primeira etapa foi pesado o béquer anteriormente (mbéquer = 33,29g) e em
seguida adicionado 0,75 g de NaOH no recipiente limpo e seco. Ao adicionarmos 40 ml de
água destilada obtivemos uma solução de concentração molar teórica de 0,469 M. Contudo,
ao passar a solução para o balão volumétrico de capacidade de 100ml foi adicionado H20 até
seu limite, portanto, a concentração molar teórica final foi de 0,188M. No volume final não
necessita precisão uma vez que o soluto contém impurezas e, por isso, o experimento têm as
etapas seguintes para descobrir ao certo a quantidade de NaOH, tendo em vista que a
molaridade teórica não corresponde à realidade.
Figura 3 - Fórmulas para o cálculo da molaridade da solução preparada
Fonte: Livro Princípios da Química (Peter Atkins) [3]
Na segunda etapa, após prepararmos a bureta para o processo de titulação, lavando o
instrumento internamente com a solução que será utilizada e ajustando o volume de forma
que menisco na marca zero, foi inicializada a padronização da solução primária. Essa parte
https://www.infoescola.com/quimica/ionizacao/
https://www.infoescola.com/quimica/acido/
https://www.infoescola.com/quimica/solucoes/
https://www.infoescola.com/fisica/corrente-eletrica/
https://www.infoescola.com/elementos-quimicos/hidrogenio/
https://www.infoescola.com/quimica/escala-de-ph/
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consiste em separar três erlenmeyer e depositar em cada um 25 ml de da solução padrão de
ácido oxálico com molaridade 0,05M, posteriormente acrescentar 3 gotas de fenolftaleína.
Figura 4 - Rótulo do ácido oxálico utilizado no experimento
Fonte: Dos autores
Vale ressaltar que fenolftaleína é um composto orgânico frequentemente usado como
indicador de pH. A C20H14O4 fica rosa em pH superior a 8,3 e incolor em soluções ácidas,
além de ser solúvel em água e, por isso, utilizada em situações onde a solução será básica,
visto que sua alteração de cor só ocorre nesse meio.
Após os procedimentos anteriores foi realizada a titulação para cada erlenmeyer
gotejando NaOH, sob agitação, até o aparecimento da cor suavemente rosa. Ao aparecer a cor
desejada, a ação foi finalizada e anotou-se o volume gasto da solução básica no experimento.
Figura 5 - Tabela com os valores do processo de padronização
da solução de NaOH
Frasco V NaOH gasto
(ml)
Molaridade
(M)
1 13,9 0,08
2* 12,5 0,1
3* 12,6 0,09
Fonte: Dos autores
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Com os valores obtidos foi possível calcular a Mmédia da solução de NaOH e
chegou-se a 0,085. Além disso, pode-se calcular o desvio padrão (Dv) das molaridades
encontradas, Dv=0,005.
Figura 6 - Foto evidenciando as cores de cada frasco após o ponto de
viragem doindicador usado
Fonte: Dos autores
Na terceira etapa foi utilizado vinagre (marca comercial: Palhinha) com concentração
de 4% de ácido acético em 750ml, assim, fazendo o cálculo da concentração teórica obteve-se
0,7 mol/L. Colocou-se então 10 ml de líquido em um balão volumétrico e, posteriormente,
completou-se com água até a marca dos 100ml. Após a diluição, realizou-se a titulação com
NaOH da solução ácida com apenas 25ml dela, repetindo esse processo 3 vezes até obter o
ponto de viragem do indicador.
Figura 7 - Tabela com os valores do processo determinação da
concentração de ácido acético no vinagre,
Frasco V NaOH gasto
(ml)
Molaridade
(M)
1* 10,6 1,57
2* 10,6 1,57
3 - -
Fonte: Dos autores
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*Os valores obtidos no fraco 1 e 2 foram retirados de outros alunos presentes no laboratório,
já que a solução preparada não foi suficiente para finalizar o experimento. Porém, no caso do
frasco 3 não obteve análise, tendo em vista o mesmo problema para os demais alunos.
Ao analisar a tabela da figura 5 e seus resultados, tem-se a possibilidade de calcular o
desvio padrão, que no caso foi 0, algo não comum experimentalmente, contudo, os valores
realmente se repetiram com precisão. Ademais, finaliza-se o experimento e chega-se ao seu
propósito final: valor da concentração real de ácido acético na solução do vinagre, por fim,
achou-se 0,67 mol/L.
Importante ressaltar, o procedimento de descarte de líquidos ao final dos
experimentos possui alguns protocolos que devem ser seguidos de acordo com as normas de
segurança [4]:
1. As soluções aquosas podem ser despejadas na pia com bastante água corrente. Na
falta, deixe ao lado da pia com etiqueta, indicando o conteúdo da solução.
2. Descartes de ácidos fortes devem ser diluídos em água antes de serem derramados na
pia, deixando-se escorrer bastante água em seguida.
3. Evite jogar líquidos inflamáveis na pia, se o fizer abra bastante a torneira.
4. Os solventes orgânicos como diclorometano, clorofórmio, éter etílico, acetato de etila,
éter de petróleo, tolueno etc., devem ser recolhidos em frascos próprios para solventes
(à prova de fogo) para serem esvaziados e incinerados em locais apropriados e nunca
despejados na pia.
6 CONCLUSÃO
Diante do experimento, fica evidente, conforme os valores obtidos, que a concentração
do rótulo condiz com os dados experimentais. A observação da quantidade de NaOH gasto e
sua relação com a quantidade de mols permitiu que se chegasse ao valor de 0,67 mol/L, ou
seja, valor muito próximo e experimentalmente aceitável aos 4% vv indicados no rótulo do
produto, que na verdade significa 0,7 mol/L.
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REFERÊNCIAS
[1] BROWN, Theodore L., et al. Química: a ciência central. 13ª edição. São Paulo, Pearson
Prentice Hall, p. 773, 2017.
[2] TERRA, Juliana; ROSSI, Adriana. Sobre o desenvolvimento da análise volumétrica e
algumas aplicações atuais. Campinas, 2004.
[3] ATKINS, P.W; JONES, L.; LAVERMAN, L. Princípios de Química: questionando a
vida moderna e o meio ambiente. Nova York, WH Freeman and Company, v. 7, p.F54-F77,
2018.
[4] Manual de Segurança para o Laboratório de Química - IQ - UNICAMP CIPA/CPI ,
1982