EXPERIMENTO 4 DETERMINAÇÃO DE CARBONATO

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EXPERIMENTO 4
DETERMINAÇÃO DE CARBONATO EM SODA CÁUSTICA
Nome: Fernanda Lima
Disciplina: Laboratório de química analítica 2
Data do experimento: 13/04/2016
INTRODUÇÃO
	Este relatório tem por objetivo determinar a alcalinidade total e as concentrações de carbonato e hidróxido em uma amostra de soda cáustica, utilizando como titulante uma solução 0,1 mol L-1 de HCl.
	A soda cáustica é um produto de uso industrial e doméstico produzido a partir da reação do carbonato de sódio com hidróxido de cálcio:
Na2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + NaOH
	Ela é, em condição ambiente, um sólido branco bastante higroscópico e apresenta como substância principal o NaOH. Porém, devido à absorção de umidade e de CO2 do ar, pode conter Na2CO3 como impureza. Daí a necessidade de determinar o teor de NaOH e de Na2CO3 na soda cáustica.
	Para análise de uma mistura de carbonato e hidróxido, o método mais empregado consiste na determinação do álcali total (carbonato + hidróxido) por uso da técnica de titulação acoplada. São necessárias duas titulações, uma que irá determinar a alcalinidade total da amostra através da reação com solução padrão de ácido clorídrico e a outra que irá determinar o teor de íons OH- provenientes da dissociação do hidróxido de sódio, após precipitação do carbonato com cloreto de bário. Por subtração do volume de ácido clorídrico gasto para a determinação da alcalinidade total daquele observado na segunda titulação determina-se o teor de carbonato na amostra.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Parte 1: Padronização da solução de ácido clorídrico com carbonato de sódio.
	Para a padronização foram consumidas as seguintes massas e volumes:
mcarb.1 = 0,0686g			mcarb.2 = 0,0671g	mcarb.3= 0,0693g
VHCl = 12,8mL			vHCl = 11,3mL		vHCl = 11,0mL
Cálculo do número de mols de carbonato em cada amostra:
ncarb.1 = 0,0686 / 105,99 = 6,47x 10-4 mol
ncarb.2 = 0,0671 / 105,99 = 6,33x 10-4 mol
ncarb.3 = 0,0693 / 105,99 = 6,53x 10-4 mol
Cálculo do número de mols de HCl:
Dada a reação do HCl com o Na2CO3
2HCl(aq)+Na2CO3(aq)→2NaCl(aq)+2H2O+CO2
Temos que a reação é 2:1, então o número de mols de HCl é o dobro do número de mols de Na2CO3.
nHCl1= 2 x 6,47x10-4= 1,29x10-3 mol
nHCl2= 2 x 6,33x10-4= 1,27x10-3 mol
nHCl3= 2 x 6,53x10-4= 1,31x10-3 mol
Cálculo da concentração, das replicatas, de HCl:
CHCl1 = 1,29x10-3 mol / 0,0128= 0,1008mol/L
CHCl2 = 1,27x10-3 mol / 0,0113= 0,1124mol/L
CHCl3 = 1,31x10-3 mol / 0,0110 = 0,1191mol/L
Cálculo da concentração de HCl:
(0,1008mol/L + 0,1124mol/L + 0,1191mol/L) / 3 = 0,1108mol/L
Parte 2: Determinação de carbonato na amostra.
2.1. Determinação da alcalinidade total (hidróxido + carbonato)
1ª titulação:
Para 8,8mL de HCl consumido:
0,0088L x 0,1108mol/L = 9,75 x 10 -4 mol de HCl (=mols de OH-)
	No ponto de equivalência da reação, os íons OH- na soda cáustica reagem na proporção 1:1 com os íons H+. 
Cálculo da concentração de OH-:
9,9839mL ---------------------------9,75 x 10 -4 mol
1000mL------------ x mol
x = 0,0976mol.L-1 
2ª titulação:
Para 8,9mL de HCl consumido:
0,0089L x 0,1108mol/L = 9,86 x 10 -4 mol de HCl (=mols de OH-)
Cálculo da concentração de OH-:
9,9839mL ---------------------------9,86 x 10 -4 mol
1000mL------------ x mol
x = 0,0987mol.L-1 
Cálculo da alcalinidade total:
(0,0976mol.L-1+0,0987mol.L-1)/2 = 0,0981mol.L-1
pOH= -log[OH-] = -log[0,0980] = 1,0079
pH = 14 – pOH = 12,99
2.2. Determinação da alcalinidade do hidróxido
1ª titulação:
Para 7,5mL de HCl consumido:
0,0075L x 0,1108mol/L = 8,31x 10 -4 mols de HCl (=mols de OH-)
Cálculo da concentração de OH-:
9,9839mL ---------------------------8,31x 10 -4 mol
1000mL------------ x mol
x = 0,0832mol.L-1 
Para 7,7mL de HCl consumido:
0,0077L x 0,1108mol/L = 8,53x 10 -4 mols de HCl (=mols de OH-)
Cálculo da concentração de OH-:
9,9839mL ---------------------------8,53x 10 -4 mol
1000mL------------ x mol
x = 0,0855mol.L-1 
Cálculo da alcalinidade do hidróxido:
(0,0832mol.L-1+0,0855mol.L-1)/2 = 0,0843mol.L-1
pOH= -log[OH-] = -log[0,0980] = 1,0740
pH = 14 – pOH = 12,92
QUESTÕES PARA O RELATÓRIO
1) Determine a concentração real do ácido clorídrico em mol.L-1 a partir da padronização.
Cálculo das concentrações:
CHCl1 = 1,29x10-3 mol / 0,0128= 0,1008mol/L
CHCl2 = 1,27x10-3 mol / 0,0113= 0,1124mol/L
CHCl3 = 1,31x10-3 mol / 0,0110 = 0,1191mol/L
Cálculo da média:
(0,1008mol/L + 0,1124mol/L + 0,1191mol/L) / 3 = 0,1108mol/L
Cálculo do desvio padrão:
S = 	S = 9,26x10-3
A concentração real de HCl é 0,1108±0,009mol.L-1
2) Calcule o teor de hidróxido e de carbonato em % (m/m) presente na soda cáustica.
Teor de hidróxido
0,0981M ---------------------------100%
0,0843M---------------- x %
x = 85,93%
Teor de carbonato
	alcalinidade total – alcalinidade do hidróxido = carbonato
	0,0981 – 0,0843 = 0,0138
0,0981M ---------------------------100%
0,0138M---------------- x %
x = 14,07%
CONCLUSÃO
	A titulação da soda cáustica foi feita para que fosse possível determinar experimentalmente a alcalinidade total e as concentrações de carbonato e hidróxido em uma amostra de soda cáustica. 
A partir das observações dos volumes de HCl e dos cálculos descritos na apresentação dos resultados foi possível determinar uma porcentagem de 85,93% de hidróxido e 14,07% de Na2CO3 na amostra.
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
[1] SKOOG, D. A; WEST, D.M; HOLLER, F.J; CROUCH, S.R. Fundamentos de Química Analítica. 8 edição, São Paulo: Cengage Learning, 2011.