EXPERIMENTO 5: DETERMINAÇÃO DO TEOR DE NaOH EM SODA CÁUSTICA COMERCIAL

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EXPERIMENTO​ ​5:​ ​DETERMINAÇÃO​ ​DO​ ​TEOR​ ​DE​ ​NaOH​ ​EM​ ​SODA 
CÁUSTICA​ ​COMERCIAL 
IQA​ ​243​ ​-​ ​QUÍMICA​ ​ANALÍTICA​ ​EXPERIMENTAL​ ​II 
Daniel​ ​Camargo​ ​e​ ​Souza​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​DRE:​ ​116153325 
 
1. Objetivo 
Através da titulação acoplada de HCl contra uma amostra de soda cáustica 
(NaOH e Na​2​CO​3 (provindo da reação do NaOH com o CO​2 atmosférico) 
determinar​ ​a​ ​concentração​ ​de​ ​NaOH. 
 
2. Dados 
HCl:​ ​​Ácido​ ​Clorídrico 
Concentração:​ ​0,1198​ ​mol/lL 
Massa​ ​Molar:​ ​36,50​ ​g.​ ​mol​-1 
 
NaOH​ ​e​ ​Na​2​CO​3​:​​ ​​​ ​​Soda​ ​Cáustica 
Concentração:​ ​10,0822​ ​g.L​-1 
Massa​ ​Molar 
NaOH:​ ​40,00​ ​g.​ ​mol​-1 
Na​2​CO​3​:​ ​106,00​ ​g.​ ​mol​-1 
Na​2​CO​3​​ ​:​ ​Ka1​ ​=​ ​4,30​ ​*​ ​10​ ​​-7​​ ​;​ ​Ka2​ ​=​ ​4,80​ ​*​ ​10​​ ​-11 
 
Indicadores: 
Fenolftaleína​ ​(8,00​ ​–​ ​10,0)​ ​; 
Alaranjado​ ​de​ ​metila​ ​(3,10​ ​–​ ​4,40). 
 
 
 
 
 
 
3. Resultados​ ​e​ ​Discussão 
Preparo​ ​da​ ​amostra 
A amostra foi previamente preparada usando 1,25 g de soda cáustica a 250 mL de 
água. 
 
Titulação​ ​Soda​ ​Cáustica​ ​x​ ​HCl 
Sendo a soda cáustica uma mistura alcalina cujo o reagente limitante é 
NaHCO3,temos uma mistura composta de NaOH e Na2CO3 de concentração 
rotulada de 10,0288 g. mol​-1​. Para averiguar se de fato a concentração é a rotulada, 
realizou-se a titulação acoplada de HCl contra uma amostra diluída de soda 
cáustica. Para isso usa-se dois titulantes diferentes já que o ponto final da primeira 
titulação usa um titulante que vira para incolor (fenolftaleína: rosa magenta → 
incolor), possibilitando acrescentar o alaranjado de metila posteriormente já que a 
titulação​ ​obedece​ ​a​ ​regra​ ​dos​ ​pontos​ ​finais​ ​definidos​ ​(K​1​/K​2​>​ ​10​4​). 
 
Uma alíquota de 5,00mL de solução aquosa de soda cáustica, tem ao seu volume 
acrescentado 100 mL de água e 2 gotas de fenolftaleína e é titulada contra HCl à 
0,1198 mol.L​-1 obtendo os seguintes volumes concordantes no ponto final: V​1​=14,20 
mL e V​2​=14,05 mL, gerando o volume médio de 14,12 mL que chamaremos de Vf 
(volume​ ​de​ ​HCl​ ​adicionado​ ​até​ ​o​ ​ponto​ ​de​ ​viragem​ ​da​ ​fenolftaléina). 
Com a mesma alíquota, adiciona-se uma gota de alaranjado de metila e 
completa-se o volume da bureta com HCl para realizar a segunda titulação 
encontrando​ ​os​ ​volumes​ ​concordantes​ ​iguais​ ​de​ ​0,70. 
 
Primeiro​ ​Titulação 
HCl​ ​+​ ​NaOH​ ​⇌​ ​NaCl​ ​+H​2​0 
HCl​ ​+​ ​Na​2​CO​3​​ ​⇌​ ​NaHCO​3​​ ​+​ ​NaCl 
 
Pela​ ​estequiometria​ ​1:1​ ​desta​ ​titulação: 
nº​ ​de​ ​mols​ ​de​ ​HCl​​ ​​=​ ​nº​ ​de​ ​mols​ ​de​ ​Na​2​CO​3​​ ​+​ ​nº​ ​de​ ​mols​ ​de​ ​NaOH 
C​HCl​ ​​*​ ​V​HCl​ ​​=​ ​C​Na2CO3​*​ ​V​Na2CO3​ ​​ ​​+​​ ​​ ​​C​NaOH​*​ ​V​NaOH 
0,1198*14,12​ ​=​ ​C​Na2CO3​ ​​*​ ​5,00​ ​+​ ​C​NaOH​​ ​*​ ​5,00 
Mesmo sabendo o volume do ponto final na viragem da fenolftaleína, ainda não há 
dados o suficiente para determinar a concentração de NaOH. Assim usamos os 
dados da segunda titulação com alaranjado de metila para encontrar a concentração 
de​ ​Na​2​CO​3​ ​​para​ ​posteriormente​ ​ser​ ​substituída​ ​na​ ​expressão​ ​acima. 
 
Segundo​ ​Titulação 
HCl​ ​+​ ​NaHCO​3​ ​​⇌​ ​NaCl​ ​+​ ​CO​2​​ ​+​ ​H​2​O 
 
Pela​ ​estequiometria​ ​1:1​ ​desta​ ​titulação: 
nº​ ​de​ ​mols​ ​de​ ​HCl​​ ​​=​ ​nº​ ​de​ ​mols​ ​de​ ​Na​2​CO​3 
C​HCl​ ​​*​ ​V​HCl​ ​​=​ ​C​Na2CO3​*​ ​V​Na2CO3 
0,1198*0,70​ ​=​ ​C​Na2CO3​*5,00 
C​Na2CO3​ ​​=​ ​0,0168​ ​mol.L​-1 
 
Substituindo​ ​na​ ​primeira​ ​titulação,​ ​temos: 
0,1198*14,12​ ​=​ ​C​Na2CO3​ ​​*​ ​5,00​ ​+​ ​C​NaOH​​ ​*​ ​5,00 
0,1198*14,12​ ​=​ ​0,0168​ ​*​ ​5,00​ ​+​ ​C​NaOH​​ ​*​ ​5,00 
C​NaOH​ ​​=​ ​0,3215​ ​mol.L​-1 
 
Teor​ ​de​ ​NaOH​ ​na​ ​soda​ ​cáustica 
Como​ ​M​ ​=​ ​[(m)/(mol​ ​*​ ​V)]​ ​e​ ​C​ ​=​ ​m/V,​ ​temos: 
C​ ​=​ ​M​ ​*​ ​mol 
C​NaOH​ ​​=​ ​0,3215​ ​*​ ​40,00 
C​NaOH​ ​​=​ ​12,8600​ ​g.L​-1 
 
10,0822​ ​g.L​-1​​ ​​ ​amostra​ ​soda​ ​cáustica​ ​→​ ​100% 
12,8600​ ​g.L​-1​ ​​de​ ​NaOH​ ​​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​→​ ​x% 
x%​NaOH​ ​em​ ​amostra​ ​​=​ ​127,55% 
 
 
 
Teor​ ​de​ ​Na​2​CO​3​ ​​na​ ​soda​ ​cáustica 
Como​ ​M​ ​=​ ​[(m)/(mol​ ​*​ ​V)]​ ​e​ ​C​ ​=​ ​m/V,​ ​temos: 
C​ ​=​ ​M​ ​*​ ​mol 
C​Na2CO3​ ​​=​ ​0,0168​ ​*​ ​106,00 
C​Na2CO3​ ​​=​ ​1,7808​ ​g.L​-1 
 
10,0822​ ​g.L​-1​​ ​​ ​amostra​ ​soda​ ​cáustica​ ​→​ ​100% 
1,7808​ ​g.L​-1​ ​​de​ ​Na​2​CO​3​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​→​ ​x% 
x%​Na2CO3​ ​em​ ​amostra​ ​​=​ ​17,66% 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Conclusão 
Mesmo que os cálculos apontem valores que ultrapassam a medida rotulada, é 
possível fazer um pequeno cálculo a nível comparativo sendo 145,21% os teores de 
NaOH e Na​2​CO​3 ​somados equivalente a 100% e 127,55% (teor da NaOH) 
equivalente a 87,84% o que é um bom nível pureza para uma amostra de soda 
cáustica dita como comercial. Usando a mesma analogia de cálculo temos o teor de 
12,16%​ ​de​ ​Na​2​CO​3​ ​​em​ ​amostra​ ​(impureza). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. Referências 
ALCANTARA,​ ​Sarai;​ ​CARNEIRO,​ ​Gerson;​ ​PINTO,​ ​Maria.​ ​​IQA​ ​243​ ​QUÍMICA 
ANALÍTICA​ ​​​ ​​EXPERIMENTAL​ ​II​ ​-​ ​APOSTILA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. Curva 
Calculando​ ​a​ ​curva​ ​teórica​ ​de​ ​HCl​ ​x​ ​Na​2​CO​3 
 
Supondo que usamos uma amostra de 25,00 mL Na​2​CO​3 ​e a concentração de HCl e 
Na​2​CO​3​ ​​equivalem​ ​a​ ​0,1000​ ​mol.L​-1​,​ ​temos: 
 
Ponto​ ​1​ ​-​ ​V​HCl​ ​​=​ ​0,00mL 
 
CO​3​-2​+​ ​​ ​​ ​H​2​O​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​⇌​ ​​ ​​ ​​ ​HCO​3​-​​ ​​ ​​ ​​ ​+ OH​- 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​0,1000​ ​-​ ​x​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​x​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​x 
K​h1​​ ​=​ ​KwKa2 
K​h1​​ ​=​ ​ [CO3=]
[HCO3−][OH−] 
2,08​ ​*​ ​10​-4​​ ​=​ ​x​2​​ ​/​ ​(0,1000​ ​–​ ​x) 
x​ ​=​ ​[OH​-​]​ ​=​ ​4,5600​ ​*​ ​10​-3​​ ​mol.L​-1 
pOH​ ​=​ ​2,34 
pH​ ​=14​ ​-​ ​2,34​ ​=​ ​11,66 
 
Ponto​ ​2​ ​-​ ​​ ​​ ​V​HCl​ ​​=​ ​5,00mL 
nºmmols​ ​CO​3​-2​ ​​ ​​iniciais​ ​=​ ​25,00​ ​*​ ​0,1000​ ​=​ ​2,50​ ​mmols 
nºmmols​ ​de​ ​H​+​​ ​adicionados​ ​=​ ​nºmmols​ ​de​ ​HCO​3​-​ ​​​ ​formado​ ​=​ ​5,00​ ​*​ ​0,1000​ ​=​ ​0,50 
mmols 
nºmmols​ ​de​ ​CO​3​=​ ​​ ​​restantes​ ​=​ ​2,50​ ​-​ ​0,50​ ​=​ ​2,00​ ​mmols 
 
K​a2​​ ​=​ ​(​ ​[H​+​]​ ​*​ ​[CO​3​=​]​ ​)​ ​/​ ​[HCO​3​-​] 
[H​+​]​ ​=​ ​(Ka2​ ​*​ ​nºmmols​ ​de​ ​HCO​3​-​ ​​​ ​formados)​ ​/​ ​nºmmols​ ​de​ ​CO​3​-2​ ​​restantes 
[H​+​]​ ​=​ ​4,80​ ​*​ ​10​-11​​ ​*​ ​0,50​ ​/​ ​2,00​ ​=​ ​1,20​ ​*​ ​10​-11​​ ​mol.L​-1 
pH​ ​=​ ​10,92 
 
Ponto​ ​3​ ​-​ ​​ ​V​HCl​ ​​=​ ​12,50mL 
pH​ ​=​ ​pKa2 
pH​ ​=​ ​10,32 
Ponto​ ​4​ ​-​ ​V​HCl​ ​​=​ ​25,00mL​ ​(ponto​ ​final) 
[H​+​]​ ​=​ ​(K​a1​​ ​*​ ​K​a2​)​1/2 
[H​+​]​ ​=​ ​(4,30​ ​*​ ​10​-7​​ ​*​ ​4,80​ ​*​ ​10​-11​)​1/2 
[H​+​]​ ​=​ ​4,54​ ​*​ ​10​-9​​ ​mol.L​-1 
​ ​pH​ ​=​ ​8,34 
 
Ponto​ ​5​ ​-​ ​​ ​V​HCl​ ​​=​ ​30,00mL 
nºmmols​ ​HCO​3​-​​ ​iniciais​ ​=​ ​25,00​ ​*​ ​0,100​ ​=​ ​2,50​ ​mmols 
nºmmols​​de​ ​H​+​​ ​adicionados​ ​=​ ​nºmmols​ ​de​ ​H​2​CO​3​​ ​formado​ ​=​ ​5,00​ ​*​ ​0,100​ ​=​ ​0,50 
mmols 
nºmmols​ ​de​ ​HCO​3​-​​ ​restantes​ ​=​ ​2,50​ ​-​ ​0,50​ ​=​ ​2,00​ ​mmols 
 
K​a1​​ ​=​ ​([H​+​]​ ​*​ ​[HCO​3​-​]​ ​)​ ​/​ ​[H​2​CO​3​] 
[H​+​]​ ​=​ ​(K​a1​​ ​*​ ​nºmmoles​ ​de​ ​H​2​CO​3​​ ​formados)​ ​/​ ​nºmmoles​ ​de​ ​HCO​3​-​​ ​restantes 
[H​+​]​ ​=​ ​4,30​ ​*​ ​10​-7​​ ​*​ ​0,50​ ​/​ ​2,00​ ​=​ ​1,08​ ​*​ ​10​-7​​ ​mol.L​-1 
pH​ ​=​ ​6,97 
 
Ponto​ ​6​ ​-​ ​​ ​V​HCl​ ​​=​ ​50,00mL 
​ ​H​2​CO​3​​ ​⇌​ ​HCO​3​-​​ ​+​ ​H​+ 
 
[H​2​CO​3​]​ ​=​ ​2,50​ ​/​ ​75,00​ ​=​ ​3,33​ ​*​ ​10​-2​​ ​mol.L​-1 
K​a1​​ ​=​ ​[H​+​]​ ​*​ ​[HCO​3​-​]​ ​/​ ​[H​2​CO​3​] 
4,30​ ​*​ ​10​-7​​ ​=​ ​​ ​x​2​/​ ​(3,33​ ​*​ ​10​-2​​ ​​ ​–​ ​​ ​x) 
x​ ​=​ ​[H​+​]​ ​=​ ​1,20​ ​*​ ​10​-4​​ ​mol.L​-1 
pH​ ​=​ ​3,92