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Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará Disciplina de Laboratório de Química Quinta Prática Preparação e Padronização de Soluções 2 1. Introdução As misturas acontecem entre duas ou mais substâncias e podem ser homogêneas ou heterogêneas. Solução é um tipo de mistura homogênea, formada por uma ou mais substâncias dissolvidas, o soluto, em outra substância presente em maior proporção, o solvente. (USBERCO e SALVADOR, 2002) É possível encontrar soluções nos três estados físicos – sólido, líquido e gasoso. Ligas metálicas, como o níquel das moedas, são exemplos de soluções sólidas; o ar é uma solução gasosa da mistura de gases, como oxigênio, nitrogênio e outros; as soluções líquidas são as mais comuns, principalmente as que têm a água como solvente, a exemplo de açúcar com água. (EDUCAÇÃO. QUÍMICA) O soluto e o solvente são componentes de uma solução e suas proporções definem o tipo de solução, como diluída, concentrada, insaturada, saturada ou supersaturada. Termos como diluída e concentrada descrevem qualitativamente uma solução. Se a concentração de soluto na solução for relativamente pequena, esta se caracteriza como diluída; a grande concentração de soluto a caracteriza como concentrada. (BROWN, 2005) Para a utilização de soluções comuns em análises, é necessária a padronização da solução, titulando-a com uma substância padrão, onde se sabe a concentração real, e a partir da relação estequiométrica das duas, calcular a concentração real da solução comum preparada. No preparo de uma solução padrão o reagente usado tem como referência um padrão primário. Uma solução padrão primária é preparada por medidas diretas do peso do soluto (padrão primário) e do volume total da solução. Nesse tipo de solução, é necessária uma vidraria mais exata, como o balão volumétrico, pois requer medidas mais exatas no seu preparo. (QUÍMICA SUPREMA) 2. Objetivos A prática tem por objetivos preparar soluções, verificar a concentração real das soluções preparadas e preparar soluções diluídas a partir de soluções concentradas. 3 3. Metodologia 3.1. Preparação de NaOH 1M e 0,1M Colocou-se uma pastilha de NaOH sobre um pedaço de papel e reservou- a para observação durante a prática. Foi pesada a quantidade de NaOH necessária para preparar 25 ml de solução 1M e dissolveu-se essa amostra na menor quantidade possível de água, passando-a, em seguida, para um balão volumétrico de 25 ml e completando com água até o volume desejado. A solução foi agitada para homogeneização. Preparou-se 50 ml de NaOH 0,1M a partir da amostra de NaOH 1M. 3.2. Padronização do NaOH 0,1M Em um pedaço de papel pesou-se 0,2 g de biftalato de potássio (C6H4COOKCOOH) e transferiu-se cuidadosamente essa amostra para o erlenmeyer. Dissolveu-se o biftalato de potássio em água destilada e foram adicionadas duas gotas do indicador fenolftaleína. Uma bureta foi carregada com a solução de 0,1M de NaOH já preparada anteriormente, e esta foi lentamente gotejada à solução de biftalato de potássio até a viragem do indicador. Observou-se o volume de NaOH gasto e o restante foi reservado para o próximo experimento. 3.3. Preparação do HCl 0,1M Mediu-se o volume de HCl concentrado necessário para preparar 25 ml de solução 0,1M. Colocou-se uma porção de água destilada no balão volumétrico e foi adicionado em seguida o HCl, completando com água até aferir o balão. 3.4. Padronização do HCl Da solução de HCl preparada, mediu-se 10 ml e transferiu-se essa quantidade para um erlenmeyer, adicionando-se algumas gotas de fenolftaleína. O volume restante de NaOH 0,1M que estava na bureta foi anotado. Determinou-se o volume da solução de NaOH necessário para mudar a cor do indicador através do processo de gotejamento deste na solução de HCl. 4 4. Resultados e Discussões No procedimento 3.1 foi pesada a quantidade necessária para o preparo de 25 ml de solução 1M de NaOH, que foi descoberta através do cálculo: MM NaOH= 40 g/mol 1 mol ---------- 1000 ml 40g ----------- 1mol X ------------ 25 ml X -------------- 2,5 x 10-2 mol X= 2,5 x 10-2 mol X= 1,0 g Assim, pesou-se a massa de 1 g de NaOH, que foi dissolvida na menor quantidade de água, passada para o balão volumétrico de 25 ml e completando-o com água até o menisco, homogeneizou-se a solução por agitação. Massa pesada: 1 g Concentração real da solução: m/ M x V= 1 g/ 40 g/mol x 0,25 L= 0,1 mol/L Para preparar 50 ml de NaOH 0,1M a partir da solução de NaOH 1M precisa-se fazer uma diluição, demonstrada através do cálculo: M1 x V1= M2 x V2 1 x V1= 0,1 x 50 V1= 5 ml de NaOH 1M Utilizou-se 5 ml de NaOH 1M para preparar uma solução de 50 ml de NaOH 0,1M. No procedimento 3.2 foi usado o biftalato de potássio (C6H4COOKCOOH), que é um reagente padrão primário, para a padronização do NaOH 0,1M. Então pesou-se 0,2 g do biftalato, que foi dissolvido em 10 ml de água destilada e, em seguida adicionou-se a este duas gotas de indicador fenolftaleína. Por gotejamento adicionou-se a solução de NaOH 0,1 M sobre o biftalato de potássio até a viragem do indicador, sendo que foram necessários 15 ml de NaOH até que isso ocorresse. Como a reação está de 1:1, então: 5 C6H4COOKCOOH + NaOH C8H4O4NaK + H2O 204 g de C6H4COOKCOOH ---------- 1 mol 0,2g de C6H4COOKCOOH ------------ x X= 9,8 x 10-4 mol de C6H4COOKCOOH= n° de mol de NaOH utilizado na viragem do indicador. Com isso obtém-se a concentração de NaOH: 9,8 x 10-4 mol de NaOH ---------- 15 ml X ------------------ 1000ml X= 6,5 x 10-2 mol/L, é a concentração de NaOH gasto no procedimento. No procedimento 3.3 preparou-se uma solução de HCl 0,1M a partir de HCl concentrado (d= 1,19 g/mol, 37%): (MM HCl= 36,5 g/mol): C= M x MM= 1000 x d x T M1 x V1= M2 x V2 M x 36,5= 1000 x 1,19 x 0,37 12,06 x V1 = 0,1 x 25 M= 12,06 mol/L V1= 0,21 ml de HCl concentrado O volume de 0,21 ml de HCl concentrado foi retirado para preparar 25 ml da solução de HCl 0,1M. Utilizou-se o balão volumétrico, do qual foi antes colocada uma porção de água e, em seguida, adicionado o HCl concentrado, completando com água até aferir o balão. Na padronização do HCl, no procedimento 3.4, mediu-se 10 ml da solução preparada de HCl 0,1M, que foram transferidos para um erlenmeyer e adicionadas algumas gotas do indicador fenolftaleína para a titulação. Foi utilizado o restante de NaOH contido na bureta (23 ml). No total foram utilizados 19,5 ml de NaOH até a viragem do indicador. Como a reação está de 1:1, então: NaOH + HCl NaCl + H2O 6 Com isso obtém-se a concentração de HCl, utilizando a concentração de NaOH do já fornecida: 6,5 x 10-2 mol ---------- 1000 ml X ------------ 19,5 ml X= 1,2 x 10-3 mol de NaOH= n° de mol de HCl 1,2 x 10-3 mol de HCl ---------- 10 ml de HCl X ---------------------- 1000 ml X= 0,126 mol/L é a concentração de HCl na solução. 5. Conclusões A prática permitiu a aplicação e o aprimoramento de conhecimentos na preparação e padronização de soluções de soluções. Notou-se pelos resultados que a concentração de NaOH obtida foi de 6,5 x 10-2 mol/L ou 0,065 mol/L e a concentração de HCl foi de 0,126 mol/L se aproximaram da concentração esperada de 0,1 mol/L, para ambas as soluções, com apenas uns desvios ocasionados por fatores externos. Também foi possível preparar soluções diluídas a partir de soluções concentradas, atendendo assim aos objetivos estabelecidos. 6. Referências BibliográficasBROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9 ed. Prentice-Hall, 2005. p. 157. USBERCO, João; SALVADOR, Edgard. Química. 5. ed. reform. São Paulo: Saraiva, 2002. p. 170. Volume único. EDUCAÇÃO. QUÍMICA. Concentração de Soluções. Disponível em: <http://educacao.globo.com/quimica/assunto/solucoes/concentracao-de- solucoes.html>. Acesso em: 16 maio 2016, 10:34. QUÍMICA SUPREMA. Preparação e Padronização de Soluções. Disponível em: <http://www.quimicasuprema.com/2015/05/preparacao-e-padronizacao-de- solucoes.html>. Acesso em: 16 maio 2016, 11: 05. 7 SOARES, Daiane; LIMA, Aline; ANGÉLICA, Ana; MAIA, Arquimedes; ROCHA, Assis; CARLOS, João; MARQUES, Joélia; CAVALCANTE, Reinaldo; AGUIAR, Suzana. Laboratório de Química Teoria e Experimental. IFCE, Campus Quixadá.
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