Relatório 4 Analítica instrumental

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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA
INSTITUTO FEDERAL DO NORTE DE MINAS GERAIS
CAMPUS MONTES CLAROS-MG
	
CONDUTIVÍMETRO
Relatório Técnico da prática experimental Nº 4, apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina Laboratório de química analítica instrumental do Curso Técnico em Química Integrado ao Ensino médio do IFNMG - Campus Montes Claros. 
Profa. Ma: Junai Carvalho de Souza Lopes.
Turma: 3º ano do Curso Técnico em Química Integrado ao Ensino médio.
Alunos: Edjânio Soares;
 Eugênio Guedes;
 Felipe Félix;
 Frederico Almeida.
Montes Claros
 20/06/2016
CONDUTIVÍMETRO
1- OBJETIVOS: 
Medir a condutividade de eletrólitos (Ke) fracos e fortes e determinar suas condutividades molares (Λm) e suas condutividades à diluição infinita (Λ∞). No caso de eletrólitos fracos determinar a constante de dissociação ácida (Ka).
2 – INTRODUÇÃO
Através das medidas de condutância elétrica é possível diferenciar eletrodos fracos (lei de diluição de Ostwald) e fortes (lei de Kohlrausch). Essa medida pode ocorrer de duas formas, sendo estas através de uma única medição de condutância da solução ou através da medida relativa (através de titulações condutométricas). (UFJR, 2011)
Eletrólito é toda a substância que, dissociada ou ionizada, origina íons positivos (cátions) e íons negativos (ânions), pela adição de um solvente ou aquecimento (ex. AB A+ + B- ). Desta forma torna-se um condutor de eletricidade. (PILLING, 2015)
Existem dois tipos de condutores os de primeira classe, ou seja metais, ligas metálicas e condutores e os de segunda classe (utilizados na aula prática) que são soluções iônicas onde a condução se dá pelos movimentos realizados pelos íons presentes em solução. (UFJR, 2011)
Os condutivímetros são equipamentos utilizados para se realizar a medição de condutância de uma solução determinada através de um sensor que é colocado na amostra. Encontra-se no mercado três tipos deste equipamento, sendo estes o condutivímetro de bolso, condutivímetro portátil, ou o condutivímetro de bancada. (UNION, 2015)
4- MATERIAIS, EQUIPAMENTOS E REAGENTES:
4.1- Materiais utilizados:
● Bastão de vidro;
● Béqueres;
● Provetas;
●Balões volumétricos; 
● Pequenos copos de plástico;
4.2- Reagentes utilizados:
● Solução de KCl 1M;
● Solução de Ácido Acético 1M;
4.3- Equipamentos utilizados:
● Condutivímetro.
5- PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:
Parte 1: Condutância do KCl
Para realização da prática utilizou-se uma solução 1M de KCl previamente preparada.
Pipetou-se 25 mL da Solução 1M para um balão volumétrico de 50 mL e completou-se com água deionizada para se obter a solução 0,5M de KCl.
Pipetou-se 5 mL da Solução 1M para um balão volumétrico de 50 mL e completou-se com água deionizada afim de se obter a solução 0,1M.
Com o objetivo de se obter a solução 0,05M pipetou-se 2,5 mL da solução 1M para um balão volumétrico de 50 mL e completou-se com água deionizada.
Para se obter a solução 0,01M pipetou-se 5 mL da solução 0,1M para um balão volumétrico de 50 mL e completou-se com água deionizada.
Pipetou-se 2,5 mL da Solução 0,1M para um balão volumétrico de 50 mL e completou-se com água deionizada afim de se obter a solução 0,005M.
Por último realizou-se a pipetagem de 5 mL da solução 0,01M para um balão volumétrico de 50 mL e completou-se com água deionizada para se obter uma solução 0,001M.
Em posse dessas soluções colocou-se cada uma delas em pequenos copos de plástico previamente identificados. De posse de um condutivímetro mediu-se a condutividade de cada uma, a partir da solução mais diluída até a menos diluída e anotou-se os seus valores.
Parte 2: Condutância do Ácido Acético
A partir de uma solução de ácido acético 1M realizou-se as seguintes diluições:
Pipetou-se 25 mL da Solução 1M para um balão volumétrico de 50 mL e completou-se com água deionizada para se obter a solução 0,5M de KCl.
Pipetou-se 5 mL da Solução 1M para um balão volumétrico de 50 mL e completou-se com água deionizada afim de se obter a solução 0,1M.
Com o objetivo de se obter a solução 0,05M pipetou-se 5 mL da solução 0,5M para um balão volumétrico de 50 mL e completou-se com água deionizada.
Para se obter a solução 0,01M pipetou-se 5 mL da solução 0,1M para um balão volumétrico de 50 mL e completou-se com água deionizada.
Pipetou-se 10 mL da Solução 0,1M para um balão volumétrico de 100 mL e completou-se com água deionizada afim de se obter a solução 0,005M.
Por último realizou-se a pipetagem de 10 mL da solução 0,01M para um balão volumétrico de 100 mL e completou-se com água deionizada para se obter uma solução 0,001M.
Em posse dessas soluções colocou-se cada uma delas em pequenos copos de plástico previamente identificados. De posse de um condutivímetro mediu-se a condutividade de cada uma e estas foram anotadas.
6- RESULTADOS E DISCUSSÃO:
Parte 1:
Os resultados obtidos serão descritos através tabelas, uma para cada parte:
Podemos observar na primeira tabela que com o aumento da concentração houve um aumento da condutância da solução, assim como a condutividade do eletrodo. Já quando consideramos a condutividade molar percebemos uma grande variância quando se aumenta a concentração, onde em alguns pontos houve um aumento e em outros um decréscimo.
Esses resultados podem ser justificados por uma má preparação das soluções o por uma má calibração dos equipamentos que não são de grande precisão.
Como não realizamos a medição da condutividade da água levamos em consideração valores obtidos por outra equipe. O valor utilizado como base para a condutividade da água é igual a 1,87 µS/cm.
	Nº da solução de KCl
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	Concentração molar
(mol/L)
	0,001
	0,005
	0,01
	0,05
	0,1
	0,5
	1,0
	Condutividade da solução
Ksolução (µS/cm)
	107,6 µS/cm
	651,6 µS/cm
	958,0 µS/cm
	5510,0 µS/cm
	11490,0 µS/cm
	58120,0 µS/cm
	88220,0 µS/cm
	Concentração C
(mol/cm3)
	
1.10-6
	
5.10-6
	
1.10-5
	
5.10-5
	
1.10-4
	
5.10-4
	
1.10-3
	Condutividade do eletrólito
Ke (µS/cm)
	105,73 µS/cm
	649,26 µS/cm
	956,13 µS/cm
	5508,13 µS/cm
	11488,13 µS/cm
	58118,13 µS/cm
	88218,13 µS/cm
	Condutividade molar m (S.cm2 .mol-1 )
	105730 S.cm2 .mol-1
	129852 S.cm2 .mol-1
	95613 S.cm2 .mol-1
	110162,6 S.cm2 .mol-1
	114881,3 S.cm2 .mol-1
	116236,26 S.cm2 .mol-1
	88218,13 S.cm2 .mol-1
Cálculo de condutividade do eletrodo
Concentração 0,001M
107,6 µS/cm – 1,87 µS/cm = 105,73 µS/cm
Concentração 0,005M
651,6 µS/cm – 1,87 µS/cm = 649,26 µS/cm
Concentração 0,01M
958,0 µS/cm – 1,87 µS/cm = 956,13 µS/cm
Concentração 0,05M
5510,0 µS/cm – 1,87 µS/cm = 5508,13 µS/cm
Concentração 0,1M
11490,0 µS/cm – 1,87 µS/cm = 11488,13 µS/cm
Concentração 0,5M
58120,0 µS/cm – 1,87 µS/cm = 58118,13 µS/cm
Concentração 1M
88220,0 µS/cm – 1,87 µS/cm = 88218,13 µS/cm
Cálculo de condutividade molar
Concentração 0,001M
10-3 x 105,73 / 1.10-6 = 105730
Concentração 0,005M
10-3 x 649,26 / 5.10-6 = 129852
Concentração 0,01M
10-3 x 956,13 / 1.10-5 = 95613
Concentração 0,05M
10-3 x 5508,13 / 5.10-5 = 110162,26
Concentração 0,1M
10-3 x 11488,13 / 1.10-4 = 114881,3
Concentração 0,5M
10-3 x 58118,13 / 5.10-4 = 116236,3
Concentração 1M
10-3 x 88218,13 / 1.10-3 = 88218,13
Parte 2:
Analisando os resultados obtidos na segunda parte do experimento podemos perceber que há um aumento crescente no que se respeito a condutividade da solução assim como a do eletrodo, quando ocorre o aumento da concentração. Já no que se diz respeito a condutividade molar percebe-se um decrescimento quando se aumenta a concentração da solução.
	Nº da solução do Ac. Acético
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	Concentração molar
(mol/L)
	
0,001
	
0,005
	
0,01
	
0,05
	
0,1
	
0,5
	
1,0
	Condutividade da solução
Ksolução (µS/cm)
	
41,48 µS/cm
	
92,22 µS/cm
	
143,2 µS/cm
	
322,5µS/cm
	
454,2 µS/cm
	
963,3 µS/cm
	
1272 µS/cm 
	Concentração C
(mol/cm3)
	
1.10-6
	
5.10-6
	
1.10-5
	
5.10-5
	
1.10-4
	
5.10-4
	
1.10-3
	Condutividade do eletrólito
Ke (µS/cm)
	39,61 µS/cm
	90,35 µS/cm
	141,33 µS/cm
	320,63 µS/cm
	452,33 µS/cm
	961,43 µS/cm
	1270,13 µS/cm
	Condutividade molar m (S.cm2 .mol-1 )
	39610 S.cm2 .mol-1
	18070 S.cm2 .mol-1
	14133 S.cm2 .mol-1
	6412,6 S.cm2 .mol-1
	4523,3 S.cm2 .mol-1
	1922,86 S.cm2 .mol-1
	1270 S.cm2 .mol-1
Cálculo de condutividade do eletrodo
Concentração 0,001M
41,48 µS/cm – 1,87 µS/cm = 39,61 µS/cm
Concentração 0,005M
92,22 µS/cm - 1,87 µS/cm = 90,35 µS/cm
Concentração 0,01M
143,2 µS/cm - 1,87 µS/cm = 141,33 µS/cm
Concentração 0,05M
322,5 µS/cm - 1,87 µS/cm = 320,63 µS/cm
Concentração 0,1M
454,2 µS/cm - 1,87 µS/cm = 452,33 µS/cm
Concentração 0,5M
963,3 µS/cm - 1,87 µS/cm = 961,43 µS/cm
Concentração 1M
1272 µS/cm - 1,87 µS/cm = 1270,13 µS/cm
Cálculo de condutividade molar
Concentração 0,001M
10-3 x 39,61 / 1.10-6 = 39610
Concentração 0,005M
10-3 x 90,35 / 5.10-6 = 18070
Concentração 0,01M
10-3 x 141,33 / 1.10-5 = 14133
Concentração 0,05M
10-3 x 320,63 / 5.10-5 = 6412,6
Concentração 0,1M
10-3 x 452,33 / 1.10-4 = 4523,3
Concentração 0,5M
10-3 x 961,43 / 5.10-4 = 1922,86
Concentração 1M
10-3 x 1270,13 / 1.10-3 = 1270
7- CONCLUSÃO:
Portanto, na execução desta prática foi possível concretizar uma maior conhecimento sobre este método de identificação da condutância em soluções iônicas. Podendo concluir que quanto maior a concentração maior nível de condutância da mesma.
ANEXOS
Questões parte 1:
1) Discuta as leis de Kohlrausch para eletrólitos fortes. 
2) Discutir as dificuldades experimentais e erros envolvidos. 
3) Mostre graficamente a dependência da condutividade elétrica nas soluções de KCl com a concentração. Faça um ajuste linear para caso da solução de KCl e estime o valor da condutividade elétrica de uma solução de KCl 0.08 mol/L. 
3) Que tipo de resíduos químicos foram gerados neste experimento e como foram tratados ou armazenados? Explique.
R1:
As leis de Kohlrausch regem os ácidos fortes e segundo esta lei estes ácidos possuem a condição de uma ionização igual a 100% o que não acontece com os ácidos considerados como fracos.
Esta pode ser expressa pela seguinte fórmula:
 = 0 – A√c
R2
Durante a execução da prática nos deparamos com inúmeras dificuldades que podem ter acarretado em erros. Na seguinte prática tínhamos que realizar a lavagem dos eletrodos para que uma solução não interferisse na outra, e esta lavagem pode não ter sido a feita da maneira correta. Durante a preparação das soluções podem ter ocorridos erros durante a pipetagem que pode ser por causa de falta de atenção, ou até mesmo má calibração do equipamento.
R3:
Como podemos perceber através do gráfico (onde é dado a concentração em mol/L e a condutância em µS/cm), a relação de condutividade/concentração seguiu uma linearidade inicial até a concentração de 0,5M onde houve uma pequena queda seguida por linearidade. Através desta marcação feita no mesmo gráfico podemos concluir que quando a concentração da solução for igual a 0,8M a sua condutividade vai ser de aproximadamente 75107,6 µS/cm.
R3:
Os resíduos gerados neste experimento foram as soluções preparadas estes foram devidamente recolhidos e descartados adequadamente no descarte de resíduos químicos.
Questões parte 2:
1) Calcule o grau de dissociação: 
	Solução de CH3COOH
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	Concentração molar (mol/L)
	0,001
	0,005
	0,01
	0,05
	0,1
	0,5
	1,0
	Grau de Dissociação ɑ
	101,43
	46,274
	36,192
	16,420
	11,583
	4,924
	3,252
 
Cálculos:
Concentração 0,001M
39610/390,5 = 101,43
Concentração 0,005M
18070/390,5 = 46,274
Concentração 0,01M
14133/390,5 = 36,192
Concentração 0,05M
6412,6/390,5 = 16,420
Concentração 0,1M
4523,3/390,5 = 11,583
Concentração 0,5M
1922,86/390,5 = 4,924
Concentração 1M
1270/390,5 = 3,254
2) Discuta a lei de Ostwald para eletrólitos fracos. 
3) Discutir as dificuldades experimentais e erros envolvidos. 
4) Que tipo de resíduos químicos foram gerados neste experimento e como foram tratados ou armazenados. Explique. 
R2:
As leis de Ostwald que regem os ácidos fracos diz que diferentemente do que ocorre nos ácidos fortes, os fracos não possuem uma ionização igual a 100%, pois há o fator do grau de ionização agindo sobre estes.
R3:
Assim como na parte anterior as dificuldades que podem ter acarretado erros incluem a lavagem dos eletrodos, pipetagem, calibração do equipamento utilizado assim como a própria imprecisão do equipamento.
R4:
Assim como foi realizado na parte anterior, os resíduos obtidos (soluções preparadas durante a aula) para utilização na prática foram descartados em um local adequado (descarte).
Referências bibliográficas:
UFRJ (Brasil). Condutimetria. Rio de Janeiro 2011. Disponível em: <http://www.ufjf.br/nupis/files/2011/07/Condutometria.pdf>. Acesso em: 26 jun. 
UNION (Brasil). Os 3 Tipos de Condutivímetro. São Paulo: Dp, 2016. Disponível em: <http://www.dpunion.com.br/blog/condutivimetro/>. Acesso em: 26 jun. 2016.
PILLING, Sergio. Determinação da condutividade de eletrólitos fortes e fracos e da constante de dissociação de ácidos fracos (ex. ácido acético). São José dos Campos: Univap, 2015. Disponível em: <http://www1.univap.br/spilling/FQE2/FQE2_EXP7_Eletrolitos.pdf>. Acesso em: 26 jun. 2016.