Relatório Potenciometria Dosagem de Ác acét e AAs

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Faculdade de Tecnologia da Universidade do Estado do Rio de Janeiro
 Professora: Sérgio Machado
 Aluna: Max Nunes Matrícula: 2015.1.03521.11
 Taisa Correa Dantas Matrícula: 2015.1.03500.11
 Thainá de Carvalho e Souza Matrícula: 2015.1.03506.11
 Curso: Engenharia Química Período: 5º Turma: 1 
 Disciplina: Analise Instrumental Experimental Quarta-feira T6 a N3
TITULAÇÃO POTENCIOMÉTRICA: 
Dosagem de ácido acético no vinagre e dosagem de Aas em aspirina
INTRODUÇÃO
A Potenciometria é um método eletroquímico que se baseia na medida da força eletromotriz de uma célula galvânica. Em uma titulação potenciométrica, as variações no potencial de uma célula galvânica são observadas em função da quantidade de titulante adicionado. Este método é muito mais vantajoso que o visual, pois dificilmente é possível identificar com precisão o ponto de transição de cor de um indicador. 
Uma célula galvânica geralmente é constituída por um eletrodo indicador (seu potencial varia de forma conhecida com alterações na concentração de um analito) e um eletrodo de referência (potencial constante sob temperatura constante, independente da composição da solução do analito). Os eletrodos indicador e referência podem estar separados ou combinados. Quando combinados, tem-se, como exemplo, o eletrodo de vidro combinado. 
As curvas das titulações potenciométrica, isto é, o gráfico das leituras de pH contra o volume adicionado de titulante, podem ser levantadas ou pela plotagem manual dos dados experimentais, ou pela plotagem automática, mediante instrumentação apropriada, durante o decorrer de qualquer titulação. Em geral a curva é uma sigmóide.
Como o ponto de equivalência corresponde ao ponto de inflexão da curva sigmóide, se plota a curva da primeira derivada (pH contra volume), na busca de encontrar pontos de inflexão na curva, e em seguida se plota a curva da segunda derivada, pois a mesma é negativa no ponto de máximo e proporciona uma localização mais exata do ponto de equivalência.
OBJETIVOS
Interpretar uma curva de titulação a fim de descobrir-se o valor mais próximo de volume no ponto de equivalência;
Construir as curvas de titulações para a o ácido clorídrico, ácido acético e ácido acetilsalicílico.
Determinar o ponto final da titulação através da curva sigmoidal, utilizando-se a técnica da primeira e segunda derivadas das curvas.
INSTRUMENTAÇÃO
A figura 1 apresenta um esquema de montagem do sistema de titulação potenciométrica.
A barra agitadora no béquer que contem a amostra é necessária para homogeneizar o meio permitindo, assim, uma maior precisão na medida, tendo em vista que o titulante será distribuído igualmente por toda a solução. 
Figura 1: Esquema dos equipamentos básicos para uma titulação potenciométrica.
Alguns cuidados são importantes para com o eletrodo de pH:
- não secar com papel;
- não colidir, pois pode causa a quebra da membrana, da solda ou deslocamento do AgCl.
- guardar em solução de KCl 3 mol.L-1
- não guardar no escuro e nem a seco
- não usar em óleos e graxas;
- o nível das soluções contidas no eletrodo deve ser maior que o da amostra;
- trocar a solução interna regularmente;
- medir os padrões e amostra na mesma temperatura, pois este parâmetro pode influenciar na solubilidade, uma vez que causa uma maior agitação das moléculas, afetando a concentração.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
As tabelas que seguem apresentam os resultados de pH obtidos para a titulação de HCl, ácido acético e AAS, respectivamente, para cada volume de NaOH adicionado, bem como os cálculos das primeira e segunda derivadas.
Tabela 1: Valores de pH, sua primeira e segunda derivadas, obtidos para a titulação de HCl
	V NaOH (ml)
	pH
	∆pH/∆V NaOH
	∆²pH/∆V² NaOH
	0
	3.91
	-
	-
	1
	3.91
	0
	-
	2
	3.96
	0.05
	0.05
	3
	4.03
	0.07
	0.02
	4
	4.05
	0.02
	-0.05
	5
	4.11
	0.06
	0.04
	6
	4.17
	0.06
	-8.88178E-16
	7
	4.26
	0.09
	0.03
	8
	4.38
	0.12
	0.03
	8.5
	4.47
	0.18
	0.12
	9
	4.6
	0.26
	0.16
	9.2
	4.65
	0.25
	-0.05
	9.4
	4.73
	0.4
	0.75
	9.6
	4.83
	0.5
	0.5
	9.8
	4.94
	0.55
	0.25
	10
	5.14
	1
	2.25
	10.2
	5.51
	1.85
	4.25
	10.4
	7.39
	9.4
	37.75
	10.6
	8.4
	5.05
	-21.75
	10.8
	10.3
	9.5
	22.25
	11
	10.65
	1.75
	-38.75
	11.5
	10.99
	0.68
	-2.14
	12
	11.19
	0.4
	-0.56
	13
	11.41
	0.22
	-0.18
	14
	11.54
	0.13
	-0.09
	15
	11.64
	0.1
	-0.03
	16
	11.71
	0.07
	-0.03
	17
	11.77
	0.06
	-0.01
	18
	11.83
	0.06
	1.77636E-15
	19
	11.87
	0.04
	-0.02
	20
	11.9
	0.03
	-0.01
Tabela 2: Valores de pH, sua primeira e segunda derivadas, obtidos para a titulação de vinagre
	V NaOH (ml)
	pH
	∆pH/∆V NaOH
	∆²pH/∆V² NaOH
	0
	4.94
	-
	-
	0.5
	4.92
	-0.04
	-
	1
	4.88
	-0.08
	-0.08
	1.5
	4.99
	0.22
	0.6
	2
	5.13
	0.28
	0.12
	2.5
	5.27
	0.28
	0
	3
	5.38
	0.22
	-0.12
	3.5
	5.47
	0.18
	-0.08
	4
	5.56
	0.18
	0
	4.5
	5.63
	0.14
	-0.08
	5
	5.7
	0.14
	0
	5.5
	5.76
	0.12
	-0.04
	6
	5.73
	-0.06
	-0.36
	6.5
	5.88
	0.3
	0.72
	7
	5.93
	0.1
	-0.4
	7.5
	5.98
	0.1
	3.55271E-15
	8
	6.04
	0.12
	0.04
	8.5
	6.09
	0.1
	-0.04
	9
	6.12
	0.06
	-0.08
	9.5
	6.17
	0.1
	0.08
	10
	6.21
	0.08
	-0.04
	10.5
	6.27
	0.12
	0.08
	11
	6.32
	0.1
	-0.04
	11.5
	6.37
	0.1
	-3.55271E-15
	12
	6.41
	0.08
	-0.04
	12.5
	6.48
	0.14
	0.12
	13
	6.53
	0.1
	-0.08
	13.5
	6.6
	0.14
	0.08
	14
	6.66
	0.12
	-0.04
	14.5
	6.74
	0.16
	0.08
	15
	6.83
	0.18
	0.04
	15.5
	6.92
	0.18
	0
	16
	7.03
	0.22
	0.08
	16.5
	7.19
	0.32
	0.2
Tabela 3: Valores de pH, sua primeira e segunda derivadas, obtidos para a titulação de ácido acetil salicílico
	V NaOH (ml)
	pH
	∆pH/∆V NaOH
	∆²pH/∆V² NaOH
	0
	4.78
	0
	-
	1
	4.89
	0.11
	0.11
	2
	4.99
	0.1
	-0.01
	3
	5.11
	0.12
	0.02
	4
	5.23
	0.12
	0
	5
	5.36
	0.13
	0.01
	5.5
	5.43
	0.14
	0.02
	6
	5.5
	0.14
	3.55271E-15
	6.5
	5.58
	0.16
	0.04
	7
	5.67
	0.18
	0.04
	7.5
	5.77
	0.2
	0.04
	8
	5.9
	0.26
	0.12
	8.5
	6.07
	0.34
	0.16
	9
	6.39
	0.64
	0.6
	9.5
	7
	1.22
	1.16
	10
	7.79
	1.58
	0.72
	10.5
	8.6
	1.62
	0.08
	11
	10.15
	3.1
	2.96
	11.5
	10.55
	0.8
	-4.6
	12
	10.79
	0.48
	-0.64
	12.5
	10.96
	0.34
	-0.28
	13
	11.08
	0.24
	-0.2
	13.5
	11.17
	0.18
	-0.12
	14
	11.25
	0.16
	-0.04
	14.5
	11.33
	0.16
	0
Assim, construiu-se então a curva de titulação do ácido clorídrico com hidróxido de sódio, representada pela Figura 2.
Figura 2: Titulação do ácido clorídrico com hidróxido de sódio.
 
	O volume de equivalência (VE) da titulação deve coincidir com o ponto de inflexão da sigmóide. 
	Este método baseia-se em traçar duas retas tangentes ao gráfico, antes e depois do ponto de equivalência, que estará localizado na metade da distância que separa as duas retas. O volume encontrado por esse método foi de aproximadamente 10,6 mL.
	O segundo método de localização do volume de equivalência é baseado na derivada primeira da curva de titulação obtida. O VE será determinado pelo pico do gráfico obtido, onde a derivada primeira tem o valor máximo antes do decaimento. Obteve-se, então, o gráfico representado na Figura 3. O VE obtido por esse método foi de 10,9 mL.
Figura 3: Titulação do ácido clorídrico com hidróxido de sódio – primeira derivada.
	Outro método de localização do VE é baseado na derivada segunda da curva de titulação obtida. O ponto de equivalência será determinado pelo ponto onde o gráfico passa da região positiva para a região negativa, ou simplesmente o ponto em que a segunda derivada zera e a primeiraderivada é diferente de zero. Obteve-se então o gráfico abaixo e o VE obtido também foi de 10,6 mL.
Figura 4: Titulação do ácido clorídrico com hidróxido de sódio – segunda derivada.
	
Utilizando os três modos, foi possível obter um valor aproximado do VE final da titulação. Isto indica que a precisão dos três métodos são coerentes entre si e que foi obtido uma boa curva de titulação.
Calculando a concentração do ácido clorídrico a partir do VE obtido nos gráficos
	Se todo o OH- da base reage com o H+ liberado pelo ácido, temos: 
NaOH + HCl NaCl + H2O.
Tomando os três valores obtidos pelos gráficos, Vmédio NaOH é de 10,7mL. Então
Logo, a concentração do HCl é 0,018 mol/L. 
	De modo análogo, foram obtidos as curvas e o volume de equivalência para o ácido acético e o AAS.
Figura 5: Titulação do ácido acético com hidróxido de sódio.
 
	O gráfico do pH em função do volume da base forte não corresponde ao esperado, inicialmente, à partir da adição da base, os íons OH- reagiram com os íons H3O+ provenientes do ácido, no entanto, o pH não apresentou grande variação. Apesar de haver uma zona de solução tampão, à medida que nos aproximou-se do ponto de equivalência, não notou-se uma variação mais brusca do pH. O que pode ser atribuído a erro de equipamento e/ou do operador. 
No segundo método, os valores negativos da derivada são devido ao fato do pH ter diminuído o que seria incoerente, já que há adição de base o que elevaria o valor de pH e consequentemente, obteríamos um valor positivo da derivada. Nesse caso, o erro pode ser atribuído ao equipamento usado para medir o potencial ou falha do operador. Descartando os dois valores negativos do gráfico, obtemos o VE de 6,6mL.
Figura 6: Titulação do ácido acético com hidróxido de sódio.
	Obtemos o mesmo VE 6,6mL para a curva de calibração da segunda derivada.
Figura 7: Titulação do ácido acético com hidróxido de sódio.
Calculando a concentração do ácido acético a partir do VE obtido nos gráficos
	Se todo o OH- da base reage com o H+ liberado pelo ácido temos:
CH3COOH(aq) + NaOH(aq) CH3COONa(aq) + H2O(l)
Sendo Vmédio NaOH = 6,6mL
Logo, a concentração do Ác. acético é 0,33 mol/L. perguntar como calcular a porcentagem de ac já que não temos o volume de ac acet!!!
Calculando a porcentagem do ácido acético a partir dos dados obtidos
 O vinagre para consumo deve ter entre 4% e 6% de ácido acético. A legislação brasileira estabelece em 4% o teor mínimo de ácido acético para vinagre. [3]. 
MM ácido acético: 60,05 g/mol
C Ác. acético é 0,33 mol/L.
60,05g --- 1 mol
 X --- 0,33mol
 X= 19,82 g de ácido acético
19,82 g ---- 1000mL
 X g ---- 100 mL
 
 x = 1,982 % de ácido acético
	Para o ácido acetilsalicílico, obtivemos os seguintes dados:
Figura 8: Titulação do AAs com hidróxido de sódio.
	Encontramos aproximadamente o mesmo valor de VE 10,49 mL, para os 2 primeiros métodos.
Figura 9: Titulação do AAs com hidróxido de sódio.
Figura 10: Titulação do AAs com hidróxido de sódio.
	Para a segunda deriva, encontramos o valor de 10,21 mL no VE. 
Calculando a concentração do Aas a partir do VE obtido nos gráficos
	Se todo o OH- da base reage com o H+ liberado pelo ácido temos:
Vmédio NaOH = 10,4 mL
Logo, a concentração do ácido acetilsalicílico é 0,017 mol/L.
CONCLUSÃO
Através deste método analítico é possível encontrar o volume de equivalência entre duas soluções analisando-se os gráficos das curvas de titulação, o de primeira e de segunda derivada. Este método é muito mais vantajoso que o visual, pois dificilmente é possível identificar com precisão o ponto de transição de cor de um indicador.
REFERÊCIAS 
[1] Harris, D. C.; ANÁLISE QUÍMICA QUANTITATIVA, 6ª edição, LTC, Rio de Janeiro, 2006.
[2] Skoog, D. A., West, D. M., Holler, F. J., Crouch, S. R.; FUNDAMENTOS DE QUÍMICA ANALÍTICA, 8ª edição, Thomson, São Paulo, 2006.