RELATÓRIO LQG IV SOLUÇÕES EQ UFCG

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE - UFCG
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA - CCT
UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA QUÍMICA - UAEQ
EXPERIMENTO IV: SOLUÇÕES
LUCAS PASSOS TOMAZ
CAMPINA GRANDE – PB
2016
LUCAS PASSOS TOMAZ
EXPERIMENTO IV: SOLUÇÕES
Relatório apresentado à disciplina Laboratório de Química Geral I do curso de Engenharia Química da Universidade Federal de Campina Grande ministrada pela Prof.ª Lucia Maria de A. L. Gaudêncio como requisito para a quarta avaliação. 
CAMPINA GRANDE – PB
2016
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO......................................................................................................................4
2 OBJETIVOS..........................................................................................................................5
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA..............................................................................................6
4 EXPERIMENTO...................................................................................................................8
4.1 Materiais..............................................................................................................................8
4.2 Metodologia.........................................................................................................................8
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO.........................................................................................12
5.1 Tratamento dos Resultados..............................................................................................12
5.2 Características dos Reagentes e dos Indicadores...........................................................12
5.3 Fontes de Erro no Experimento.......................................................................................13
6 CONCLUSÃO......................................................................................................................14
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................................15
1 INTRODUÇÃO
Em Química, uma solução é toda mistura de duas ou mais substâncias que seja homogênea, isto é, que tenha apenas uma fase. As soluções podem ser sólidas, líquidas ou gasosas. Por exemplo, as ligas metálicas são soluções sólidas formadas pela fusão e mistura de dois ou mais metais, assim como, o ar que respiramos é uma solução gasosa contendo vários gases. Em laboratório, entretanto, costuma-se trabalhar com soluções aquosas, formadas geralmente por algum sólido dissolvido em água, que devido a sua capacidade de dissolver uma grande quantidade de substâncias é considerada o solvente universal. Neste experimento, foram preparadas e diluídas soluções de hidróxido de sódio, carbonato de sódio e ácido clorídrico utilizando o método de padronização de solução. 
	
2 OBJETIVOS
Preparar e diluir soluções, bem como utilizar padronização da solução de ácido clorídrico com carbonato de sódio () e titulação de ácido-base (HCl-NaOH) a partir de indicadores. 
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Normalidade
Uma das formas de expressar a concentração de uma solução é a Normalidade, calculada através do quociente entre o número de equivalente-grama do soluto dissolvido e o volume da solução em litros, representando o número de equivalentes-grama do soluto em um litro de solução, ou seja:
O equivalente-grama de uma substância é a massa dessa substância capaz de reagir com 8 gramas de Oxigênio ou a massa dessa substância capaz de reagir com 1g de hidrogênio. Para o ácido um equivalente-grama é igual ao quociente entre a massa molar e o número de cátion hidrogênio (radical funcional dos ácidos) que reage, enquanto para a base um equivalente-grama é igual ao quociente entre sua massa molar e o número de ânion hidróxido que reage, também chamado oxidrila ou hidroxila (radical funcional das bases). 
Concentração Molar
Já a concentração em quantidade de matéria (mol/L), concentração mais recomendada pelo Sistema Internacional de Unidades (SI) e pela União Internacional de Química pura e Aplicada (IUPAC), chamada também de concentração molar ou molaridade é a relação entre a quantidade de matéria do soluto em mols e o volume da solução em litros.
	Como a o soluto (gramas) dividida por sua massa molar (gramas/mol), logo é válido também:
Título
	Título em massa de uma solução é o quociente entre a massa do soluto e a massa total da solução:
0
Padronização de Soluções
 A padronização de uma solução é utilizada para a determinação de sua concentração real (ou pelo menos um valor muito próximo do real). Para isso, utiliza-se soluções padrões, soluções cujas concentrações são conhecidas, podendo ser preparada a partir de uma substância primária, a qual é medida a massa, que depois é dissolvida num solvente apropriado e posteriormente diluída num balão volumétrico. Entre as substâncias usadas para a preparação de soluções padrões aquosas de ácido e base têm o carbonato de sódio para titulação de soluções básicas e o ácido clorídrico para titulação de soluções ácidas.
O processo consiste em adicionar à solução a ser titulada um indicador, capaz de produzir mudança de coloração quando ao término da reação. Um indicador é um par conjugado de ácido e base cujo ácido apresenta uma coloração e a base, outra. Além disso, a concentração de um indicador em solução é geralmente tão baixa que sua influência sobre o pH da mesma é desprezível. 
	A análise ácido-base de uma solução de concentração desconhecida é geralmente feita por um procedimento conhecido como titulação. Na titulação de uma solução de um ácido de concentração desconhecida, um volume medido do ácido é adicionado a um frasco e um titulante, uma solução de concentração conhecida de base, é adicionada com uma bureta até o ponto de equivalência, que é o ponto onde números iguais de equivalentes de ácido e base foram adicionados. O ponto de equivalência é geralmente indicado pela mudança de cor de um indicador adicionado antes do início da titulação.
4 EXPERIMENTO
4.1 Materiais
- Solução para análise de HCl;
- NaOH;
- ;
- Água;
- Balão Volumétrico;
- Proveta;
- Béquer;
- Capela Laboratorial;
- Pipeta;
- Pipetador;
- Rolha;
- Pisseta;
- Funil;
- Bastão de vidro;
- Erlenmeyer;
- Alaranjado de metila;
- Fenolftaleína;
- Agitador Magnético.
4.2 Metodologia
Preparo e diluição do Ácido Clorídrico (HCl)
Para o preparo da concentração de 0,1 N em um volume de 250 mL, utilizou-se uma solução para análise do ácido, ou seja, uma solução com pureza elevada, na qual tinha em seu rótulo dados como sua densidade (1,19 g/cm³) e o título percentual (36,5%). Para saber qual o volume deveria ser utilizado, fez-se o seguinte cálculo:
Sabendo a massa molar do HCl é de 36,5 g/mol e que tal ácido é monoácido (produz 1 , logo:
1N---- 36,5 g/mol
0,1 N---- x g/mol
		x = 3,65 g/L
Assim, a massa de soluto necessária y seria:
3,65 g (HCl)-----1000 mL
y g (HCl)----- 250 mL
y = 0,9125 g (HCl)
	Para encontrar o volume da solução, precisou-se encontrar primeiro a massa da solução utilizando o título, obtido pelo título percentual dado no rótulo:
36,5% = título em massa x 100
Título em massa = 0,365
Massa total da solução = 2,5 g
Sabendo que:
Logo, o volume necessário para preparar a solução será V= 2,5/1,19 = 2,1 mL
	Após feito o cálculo anterior, iniciou-se o preparo da solução. Primeiramente, colocou um pouco de água num balão volumétrico e mediu-se com uma proveta o volume de 2,1 mL da solução para análise, valor encontrado anteriormente. Tal procedimento foi feito cautelosamente com o auxílio de um béquer no interior da capela laboratorial para evitar acidente com o ácido que libera vapores tóxicos. Após medido, o HCl foi transferido com o auxílio de uma pipetapara a água no balão volumétrico cuidadosamente, evitando jogá-lo de uma vez, pois poderia ocorrer uma reação brusca. Feito isso, completou-se com água o balão volumétrico até a marca dos 250 mL, fechou com a rolha e misturou a solução para homogeneizá-la. Por fim, rotulou-se o balão volumétrico, anotando o nome da solução e sua concentração, ou seja, HCl a 0,1 N.
Preparo e diluição do Hidróxido de Sódio (NaOH)
Para preparar o volume de 250 mL da solução do hidróxido de sódio a 0,1 N, sabendo que a sua massa molar é de 40 g/mol, ou seja, 1 mol (NaOH) = 40 g e que 
Sabe-se que o hidróxido de sódio tem 40 gramas por mol. Dessa forma, como é preciso preparar uma solução 0,1 mol/L e sabendo que 1 mol de NaOH tem 40 gramas, 0,1 mol tem 4 gramas.
Entretanto, como só é necessário 250 mL de solução, é necessário mais uma conta. Se em 1 litro (1000 mL) eu preciso de 4 gramas, em 250 mL eu preciso de 1 grama.
4 g ----- 1000 mL
x g ------ 250 mL
x = 1 g.
 Sabendo da massa necessária pelo cálculo anterior, pesou-se na balança com o auxílio de uma espátula aproximadamente 1 grama do NaOH. Após a pesagem, transferiu-se o NaOH para um Becker, inserindo água e o dissolvendo. Após dissolvida, a solução foi transferida para o balão volumétrico que foi completado até a marca de 250 mL e, em seguida, o agitou. Por fim, rotulou-se o mesmo como no procedimento com a solução anterior.
Preparo e diluição do Carbonato de Sódio (
Para preparar o volume de 250 mL da solução do Carbonato de Sódio a 0,1 N, sabendo que a sua massa molar é de 106 g/mol, ou seja, 1 mol () = 106 g e que o se dissocia formando , logo:
Assim, sua concentração será:
1 N ------ 53 g/L
0,1 N ----- x
x = 5,3 g/L
Então, a massa necessária para preparar os 250 mL da solução a 0,1 N foi dada por:
5,3 g ----- 1000 mL
y g ------ 250 mL
x = 1,325 g.
 Sabendo da massa necessária pelo cálculo anterior, pesou-se na balança com o auxílio de uma espátula 1,325 g do. Após a pesagem, transferiu-se o para um Becker, inserindo água e o dissolvendo. Após dissolvida, a solução foi transferida para o balão volumétrico que foi completado até a marca de 250 mL e, em seguida, o agitou. Por fim, rotulou-se o mesmo como no procedimento com no preparo das soluções anteriores.
Padronização da Solução do HCL pelo 
Por o ácido clorídrico ser muito instável e pela dificuldade em manuseá-lo, sua concentração varia em relação com a concentração desejada. Assim, para saber a concentração exata da solução preparada, adotou-se a titulação de neutralização, usando o Carbonato de Sódio como padrão primário. Primeiramente, mediu-se com uma proveta 25 mL do . Em seguida adicionou-se três gotas do alaranjado de metila, deixando a solução amarela. O alaranjado de metila é o indicador de pH apropriado para a faixa de pH utilizada, o qual em uma solução começando a se tornar mais ácida, o alaranjado de metila tornar-se-á de amarelo para laranja e caso o processo continue, para vermelho. Em seguida, preencheu-se a bureta com a solução de HCl preparada (titulante), zerando para até ficar sem nenhuma bolha. Após zerado, preencheu-se até a marca dos 50 mL e foi gotejando o titulante no erlenmeyer contendo a solução de com o indicador e agitando constantemente até que mude da cor amarelada ao alaranjado. No momento da mudança de cor assinalou-se o ponto final da titulação. Em seguida, realizou-se a leitura da bureta, observando o gasto de um volume de 20 mL da solução de HCl.
Padronização da Solução do NaOH pelo HCl
Após encontrar a concentração do ácido clorídrico, utilizou-se tal solução para a padronização da solução de hidróxido de sódio. Primeiramente, mediu-se 25 mL do NaOH com uma proveta. Em seguida adicionou-se três gotas de outro indicador apropriado, a fenolftaleína, que mantém-se lilás em soluções básicas fortes e torna-se incolor em soluções ácidas. Em seguida, preencheu-se a bureta com a solução de HCl, zerando para até ficar sem nenhuma bolha como no processo anterior. Após zerado, preencheu-se até a marca dos 50 mL e foi o gotejando no erlenmeyer contendo a solução de NaOH com o indicador e agitando constantemente até que mude da cor lilás ao incolor. No momento da mudança de cor assinalou-se o ponto final da titulação. Em seguida, realizou-se a leitura da bureta, observando o gasto de um volume de 24,4 mL da solução de HCl.
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 Tratamento dos Resultados
Concentração do HCl
Para determinar a concentração do HCl, utilizou-se a seguinte relação:
 V(HCl) x N (HCl) = V( x N (
Sendo o volume de carbonato de cálcio utilizado de 25 mL, sua concentração de 0,1 N e o volume do ácido clorídrico gasto na titulação de aproximadamente 20 mL, logo:
Concentração do NaOH
Para determinar a concentração do NaOH, utilizou-se a seguinte relação:
 V(HCl) x N (HCl) = V( x N (
Sendo o volume de hidróxido de sódio utilizado de 25 mL, a concentração do HCl de 0,125 N e o volume de HCl gasto de 24,4 mL, logo:
5.2 Características dos Reagentes e dos Indicadores
Ácido Clorídrico (HCl): Monoácido, ou seja, na ionização, a moléculo produz apenas 1 ; é um ácido forte com grau de ionização de 92%, muito tóxico e corrosivo. Massa Molar: 36.46 g/mol ; Ph=0 (a 1M).
Carbonato de Sódio (: base fraca; Massa Molar: 105,989 g/mol (anidro); 124.00 g/mol (monohidratado); 286.14 g/mol (decahidratado). Peso molecular mais alto, o que o torna mais fácil de manusear. 
Hidróxido de Sódio: Monobase, ou seja, possui apenas uma hidroxila (; base forte; muito tóxico e corrosivo; bastante solúvel em água; Ph=12,7 (a 0,1M).
Fenolftaleína: incolor em meio ácido e com coloração rosa em meio básico;
Alaranjado de Metila: avermelhado em meio ácido e amarelado em meio básico.
Fonte: Ricardo Feltre
5.3 Fontes de Erro no Experimento
	Devido ao manuseio e a algumas propriedadades dos reagentes utilizadas ocorreram alguns erros experimentais, isso porque:
Alguns dos reagentes são muito instáveis;
Houve vazamento de soluções;
A solução para análise do ácido clorídrico contém impurezas;
Ao pesar na balança, a massa ultrapassou um pouco a massa necessária dos solutos sólidos.
6 CONCLUSÃO
Como visto, o preparo de soluções é algo muito importante e corriqueiro dentro de um laboratório. Por isso, realizar esses procedimentos corretamente é algo muito importante. Foi possível preparar soluções e diluí-las adequadamente, assim como, utilizar o método de padronização de solução, algo muito importante para encontrar as concentrações reais de diversas soluções.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BROWN, T. L; LEMAY, H. E; BURSTEN, B. E; Soluções. In: Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Pretince Hall Brasil, 2005. cap. 10, p. 335-362. 
RUSSEL, J. B. Soluções. In: Química Geral. 2° ed. São Paulo: Pearson Makron Books, 1994. cap. 11, p. 501-570.
FELTRE, R; Soluções. In: Química Geral. 6. ed. São Paulo: Moderna, 2004. cap. 12, p. 278-320.
	
Preparação e Padronização de Soluções. Disponível em: <http://www.quimicasuprema.com/2015/05/preparacao-e-padronizacao-de-solucoes.html> Acesso em: 07 de agosto de 2016.