Relatório de química 04 Preparação e padronização

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
FÍSICA
Preparação e padronização de soluções ácida e alcalina 
Prof. Débora Piai
06\2016
1.Introdução
 Soluções são sistemas homogêneos formados pela mistura de duas ou mais substâncias. As soluções são constituídas de dois componentes: o soluto, que é o que se dissolve e se encontra em menor quantidade, e o solvente, que é o componente em maior quantidade e que atua dissolvendo o soluto. A principal característica das soluções é serem homogêneas, pois isso significa que o soluto está dissolvido de modo uniforme por toda a sua extensão.[2] Isso é importante porque mostra que as soluções possuem propriedades iguais em todos os seus pontos. Se um técnico colher várias amostras de determinada solução, todas terão as mesmas propriedades, pontos de fusão e ebulição, densidade e composição. Além disso, concentração é a relação entre soluto e solvente (ou a solução). Essas relações podem ser expressas de diferentes maneiras:
relação massa do soluto\volume de solução em porcentagem m\v. (unidade, %):
 = x100
relação volume\volume em porcentagem v\v, entre dois líquidos. (unidade, %):
= x100
relação quantidade de matéria mol\volume de solução. (unidade, mol\L):
 = =; 
relação quantidade de matéria mol\massa do solvente. (unidade, mol\kg):
 = =; 
 Após a solução estar pronta, pode-se trabalhar com a sua padronização. Em química, padronizar uma solução significa torná-la solução padrão. A análise da quantidade um constituinte de interesse é determinada através das reações desta espécie química com outra substância em solução, chamada solução padrão, cuja concentração é exatamente conhecida. Sabendo-se qual a quantidade de solução padrão necessária para reagir totalmente com a amostra e a reação química que ocorre entre as duas espécies, se tem condições para calcular a concentração da outra substância analisada. Este processo de padronização deve preencher os seguintes requisitos: 
Ser uma reação imediata. Após cada adição de titulante a reação deve novamente atingir o equilíbrio rapidamente, pois em caso contrário o processo de titulação seria lento e a detecção do seu ponto final seria extremamente difícil.
Ser completa no ponto de equivalência do sistema químico.
Possuir uma equação química bem definida e que descreve o fenômeno ocorrido.
Permitir o uso de meios satisfatórios para a detecção do ponto final do processo, como os indicadores. 
A solução padrão deve ser pura e o seu grau de pureza deve ser conhecido.
A solução padrão deve ser totalmente solúvel; 
A solução padrão deve ser estável, ou seja, não volatilizar, se decompor ou absorver água do meio externo.
Este experimento tem como objetivo preparar soluções ácidas e básicas de concentração aproximadamente 0,10 mol\L, além de determinar a concentração real das soluções de ácido clorídrico (HCl) e hidróxido de sódio (NaOH). [1]
 
2. Procedimentos
2.1 Materiais utilizados
Prática 04: Preparação de soluções ácida e alcalina - Béquer de 100,0 ml, béquer de 50 mL, balão volumétrico de 250,0 mL, funil de haste longa de vidro, bastão de vidro, água destilada, frasco estoque de polietileno, frasco estoque de vidro, balança. 
Prática 05: Padronização de soluções ácida e alcalina - Bureta com torneira de teflon, suporte universal, garra metálica, erlenmeyer, indicador alaranjado de metila, indicador fenolftaleína, água destilada, pipeta volumétrica. 
2.2. Métodos
2.2.1 Prática 04: Preparação de soluções ácida e alcalina
 Experimento 01. Preparação de 250,0 mL de solução de 0,10 mol\L de Hidróxido de sódio (NaOH)
 Calculou-se a massa de reagente necessária para preparar a solução, a partir das informações disponíveis no rótulo do frasco de hidróxido de sódio. Pesou-se a quantidade necessária de reagente em um béquer de 100,0 mL. Adicionou-se ao béquer cerca de 50 mL de água destilada e com o auxílio de um bastão de vidro solubilizou-se o soluto. Esperou-se o estabelecimento do equilíbrio térmico com o ambiente. Transferiu-se a solução, com o auxílio de um funil e um bastão de vidro, para um balão volumétrico de 250,0 mL. Lavou-se repetidas vezes, com água destilada, o béquer, o funil e o bastão de vidro, vertendo as águas de lavagem para o balão volumétrico. Adicionou-se água destilada ao balão volumétrico até que o menisco inferior do líquido tangencie a marca de aferição do mesmo. Tampou-se o balão e inverteu-se o mesmo, de modo a homogeneizar a solução. Transferiu-se a solução do balão para um frasco estoque de polietileno limpo e seco, por fim rotulou-se o frasco. [1]
 Experimento 02. Preparação de 250,0 mL de solução de 0,10 mol\L de Ácido clorídrico (HCl)
 Calculou-se o volume de solução de ácido clorídrico concentrado necessário para preparar a solução a partir das informações disponíveis no rótulo do frasco do ácido concentrado. Adicionou-se cerca de 50 mL de água destilada em um béquer de 100,0 mL. Mediu-se o volume necessário do ácido concentrado, na capela, utilizando uma pipeta graduada de 5,00 mL e um pipetador. Transferiu-se lentamente o ácido para o béquer, agitando a solução com o auxílio de um bastão de vidro. Esperou-se o estabelecimento do equilíbrio térmico com o ambiente, verteu-se sempre o ácido sobre a água. Transferiu-se a solução, com o auxílio de um funil e um bastão de vidro, para um balão volumétrico de 250,0 mL. Lavou-se repetidas vezes, com água destilada, o béquer, o funil e o bastão de vidro, vertendo as águas de lavagem para o balão volumétrico. Adicionou-se água destilada ao balão volumétrico até que o menisco inferior do líquido tangencie a marca de aferição do mesmo. Tampou-se o balão e inverteu-se o mesmo, de modo a homogeneizar a solução. Transferiu-se a solução do balão para um frasco estoque de vidro limpo e seco, por fim rotulou-se o frasco. [1]
2.2.2 Prática 05: Padronização de soluções ácida e alcalina
 Experimento 01. Padronização de solução de ácido clorídrico (HCl)
 Lavou-se a bureta duas ou três vezes com pequenas quantidades de ácido clorídrico, HCl, escoando todo o líquido antes da adição do nosso volume. Fixou-se a bureta de 25,00 mL, com o auxílio de uma garra metálica, a um suporte universal, encheu-se até um ponto acima do zero da escala, com a solução titulante. Abriu-se a torneira para preencher a extremidade inferior da bureta; zerou-se de modo que a base do menisco do líquido na bureta tangencie a marca zero da escala. Observou-se que não houve formação de bolhas abaixo da torneira. Se houve bolhas, eliminou-as. Transferiu-se para um erlenmeyer de 250,0 mL a massa de carbonato de sódio, Na2CO3, contida em um envelope de papel alumínio. Anotou-se a massa do carbonato de sódio. Acrescentou-se ao erlenmeyer cerca de 100 mL de água destilada e duas gotas de indicador alaranjado de metila. Homogeneizou-se a solução. Colocou-se o erlenmeyer sob a bureta e escoou-se a solução titulante, gota a gota, até a mudança de coloração; durante a titulação controlou-se a torneira com a mão esquerda e agitou-se o erlenmeyer continuamente com a mão direita. Leu-se com exatidão o volume de titulante gasto na neutralização. Repetiu-se mais duas vezes o processo, a fim de obter o volume médio gasto na neutralização. Calculou-se a concentração real, em mol\L, da solução de ácido clorídrico (HCl). [1]
 Experimento 02. Padronização de solução de hidróxido de sódio (NaOH)
 Lavou-se a bureta duas ou três vezes com pequenas quantidades de ácido clorídrico, HCl, escoando todo o líquido antes da adição do nosso volume. Fixou-se a bureta de 25,00 mL, com o auxílio de uma garra metálica, a um suporte universal, encheu-se até um ponto acima do zero da escala, com a solução titulante. Abriu-se a torneira para preencher a extremidade inferior da bureta; zerou-se de modo que a base do menisco do líquido na bureta tangencie a marca zero da escala. Transferiu-se, com o auxílio de uma pipeta volumétrica,10,0 mL de solução de hidróxido de sódio (NaOH) de concentração aproximadamente 0,10 mol\L para um erlenmeyer de 250,0 mL. Acrescentou-se ao erlenmeyer cerca de 100 mL de água destilada e seis gotas de indicador fenolftaleína. Homogeneizou-se a solução. Colocou-se o erlenmeyer sob a bureta e escoou-se a solução titulante, gota a gota, até a mudança de coloração; durante a titulação controlou-se a torneira com a mão esquerda e agitou-se o erlenmeyer continuamente com a mão direita. Lesse com exatidão o volume de titulante gasto na neutralização. Repetiu-se mais duas vezes o processo, a fim de obter o volume médio gasto na neutralização. Calculou-se a concentração real, em mol\L, da solução de hidróxido de sódio (NaOH). [1]
3. Resultados
Primeiramente, sobre a titulação da solução de acido clorídrico:
Foram realizadas 3 titulações da solução de HCl, em uma solução de carbonato de sódio.
A tabela abaixo mostra, respectivamente, a quantidade em gramas e em mols de Na2CO3, o volume titulado, mols titulados, a concentração de cada um dos processos e a concentração final. lembrando que a proporção para a neutralização é de 2 HCl : 1 Na2CO3
	Na2CO3(g)
	Na2CO3(mol)
	HCl consumido (mol)
	Volume usado
(mL)
	[HCl]
	[HCl] média 
	0.0562
	5.3x10^-4
	10.2x10^-4
	14
	0.072
	0.082
	0.0536
	5.0x10^-4
	10.0x10^-4
	15
	0.066
	
	0.0643
	6.0x10^-4
	12.0x10^-4
	11
	0.109
	
Tabela1: Dados à respeito da primeira titulação
Sendo assim, a concentração aproximada da solução de HCl preparada é de 0.082 mol/L, tendo um desvio percentual de 18% em relação à concentração esperada.
Segundamente, para a titulação da solução de NaOH usaremos a solução de HCl, comparando agora seu volume usado para neutralizar 10mL de solução com NaOH, nisso foi comparado os mols utilizados e a proporção entre ambos para obter a concentração
Os dados constam na tabela abaixo:
	[HCl]
	Volume titulado HCl
	volume solução NaOH(mL)
	NaOH (mol)
	HCl (mol)
	[NaOH]
	[NaOHl] média
	0.082
	11
	10
	9,02x10^-4
	9,02x10^-4
	0.082
	0.081
	
	11.4
	10
	9,34x10^-4
	9,34x10^-4
	0.081
	
	
	11.3
	10
	9,22x10^-4
	9,22x10^-4
	0.081
	
Tabela 2: Dados à respeito da segunda titulação
Sendo assim a concentração média da solução de NaOH é de 0.081 Mol/L, tendo um erro percentual de 23% em relação ao valor desejado de 0.1 Mol/L
4. Discussões
Primeiramente, algo a se discutir é o erro de magnitude razoável apresentada, este pode ser sido causada por dois fatores principais. Durante o preparo da soluções houve algum erro ao medir o volume marcado no balão, resultando em mais soluto, e portanto reduzindo a concentração esperada. O outro erro ocorreu durante a titulação em si, onde o ponto de viragem no primeiro procedimento não era claro devido a pouca concentração de indicador, sendo que na terceira vez foi adicionada mais reagente tornando a ultima medida a amais precisa.
Ademais, o experimento foi um sucesso, as soluções preparadas tiveram concentrações aproximadas da desejada.
5. Conclusão
Tendo as fundamentações teóricas, a efetividade da prática comprovada pelos resultados obtidos que, mesmo com erros, as soluções foram preparadas e padronizadas, mesmo que suas concentrações tenham sido menores que as esperadas, erro esse devido principalmente ao solvente em excesso na preparação.
Em suma, a solução contendo acido clorídrico possui uma concentração de 0,082 Mol/L e a solução de hidróxido de sódio 0,082 Mol/L
6. Referências bibliográficas
[1] LENZI, E.; FAVERO, L.O.B.; TANAKA, A.S.; VIANA FILHO, E. A., SILVA, M. B.
Química Geral Experimental. Rio de Janeiro: Freitas Bastos Editora, 2004. 390 p.
[2] T.L. Brown, H.E. LeMay Jr., B.E. Bursten e J.R. Burdge, Química – a ciência central, PearsonPrentice Hall, São Paulo, 9ª. ed., 2005.