relatorio - determinação da acidez do vinagre e teor NaOH na soda caustica

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA.
CURSO: QUÍMICA/LICENCIATURA.
DISCIPLINA: 503 - QUÍMICA EXPERIMENTAL
TURMA: 32
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Aula 20/21: Determinação da densidade e da acidez total do vinagre, e determinação do teor de hidróxido de sódio na soda cáustica. 
 ALUNOS:
 
 PROFESSORA: 
Maringá, novembro de 2015.
Introdução.
A titulação ácido-base é um método muito popular devido à boa compreensão das propriedades dos ácidos e das bases, à sua facilidade e ao baixo custo. Também conhecida como volumetria ácido-base, ela se aplica à determinação de substâncias que apresentam caráter ácido ou básico de acordo com a teoria de Brönsted-Lowry,que basicamente diz, que um acido é toda espécie química doadora de prótons H+ e base é toda espécie receptora de prótons H+ , uma solução padrão de um ácido pode ser usada para titular uma solução de uma base ou uma solução padrão de uma base pode ser usada para titular uma solução de um ácido.[1] [2]
Na prática, um dos componentes da reação deve ser forte, de modo a se obter uma boa inflexão na região do ponto de equivalência, o que facilita a escolha do indicador e diminui o erro da titulação, o ponto final em uma titulação ácido-base é detectado com o uso de indicadores ácido-base. 
 Dentre as titulações ácido-base, existem vários tipos como: titulação ácido forte/base forte, com ponto de equivalência próximo ao pH 8 (um exemplo é a titulação entre o acido acético e o hidróxido de sódio), a titulação base fraca/ ácido forte , o pH se dá abaixo de 7, pois a hidrólise resultante é ácida (um exemplo é o amoníaco com o ácido clorídrico) e a titulação base fraca/ ácido fraco, a equivalência do ph é 7, nenhuma mudança brusca é observada, pois não se pode obter um ponto final nítido com indicador simples algum, um exemplo pode ser o acido acético com a amônia aquosa.[3]
Propriedades dos compostos
Ácido acético (Vinagre)
O ácido acético é um ácido carboxílico que possui dois carbonos em sua estrutura, é chamado também de ácido etanóico. É encontrado mais comumente na sua forma impura, chamada de vinagre. [4]
Vinagre é o produto obtido exclusivamente da fermentação acética do vinho. A palavra vinagre significa "vinho azedo" e nada mais é do que o produto da transformação do álcool em ácido acético por bactérias acéticas. [5]
A fermentação acética corresponde à transformação do álcool em ácido acético por determinadas bactérias, conferindo o gosto característico de vinagre. A bactéria acética ideal é aquela que resiste à elevada concentração de álcool e de ácido acético, com pouca exigência nutritiva, elevada velocidade de transformação do álcool em ácido acético, bom rendimento de transformação, sem hiperoxidar o ácido acético formado, além de conferir boas características gustativas ao vinagre. As principais espécies de bactérias acéticas são: Acetobacter aceti, Acetobacter pasteurianus, Acetobacter xylinum, Acetobacter schützenbachii e Gluconobacter oxydans. [5]
Essas bactérias constituem um dos grupos de microrganismos de maior interesse econômico, de um lado pela sua função na produção do vinagre e, de outro, pelas alterações que provocam nos alimentos e bebidas. [5]
O vinagre é considerado um condimento, pois a sua principal finalidade é atribuir gosto e aroma aos alimentos. Ele apresenta propriedades estimulantes, pois favorece a secreção do suco gástrico aumentando a ação dissolvente. Em quantidade moderada, a ação do vinagre é somente local, excitando as glândulas secretoras; a sua pequena adstringência e ação moderadora sobre os capilares das mucosas fazem dele um moderador da sede. Quando ingerido em excesso, a ação digestiva é prejudicada até o momento que se torna corrosivo para a mucosa gastrointestinal. Nesse sentido, não é adequado para pessoas nervosas e com os órgãos respiratórios irritáveis. [5]
O ácido acético do vinagre é, entre os ácidos orgânicos, o mais dissociável, de onde resulta sua ação favorável à digestão. Devido ao baixo peso molecular do ácido acético, o vinagre é considerado um produto superior em relação aos outros alimentos ácidos cuja molécula apresenta maior complexidade estrutural e, assim sendo, de mais difícil solubilidade e absorção. [5]
O vinagre também é utilizado para conservar vegetais e outras substâncias, atribuindo-lhes gosto agradável. Além disso, é empregado como purificador de ar. Nesse sentido, foi utilizado no passado como desinfetante. Nas epidemias de cólera, que arrasaram a Europa, a recomendação era lavar com vinagre todas as frutas e hortaliças antes do consumo. O vinagre não apresenta ação anti-séptica somente contra a cólera, mas também em relação à Salmonella spp. e outros patógenos do intestino que causam infecções e epidemias. O vinagre assegura um ambiente ácido do suco gástrico que representa uma defesa contra as intoxicações microbianas que podem ocorrer. [5]
No Brasil, os vinagres são elaborados principalmente a partir do álcool de cana-de-açúcar e do vinho, e sua densidade é de 1,049 g. cm-1.
 O grau alcoólico do vinagre representa o resíduo do processo de acetificação. Todo vinagre deve ter um pouco de álcool, caso contrário as bactérias acéticas, na ausência de um substrato alcoólico, podem degradar o ácido acético produzido com prejuízo para o próprio vinagre. A legislação brasileira estabelece em 1,0% v/v o teor alcoólico máximo para o vinagre. [6]
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. [6] 
A análise da acidez do vinagre é realizada através da titulação de neutralização utilizando solução NaOH 0,1mol/L padronizada e fenolftaleína 1% como indicador. O NaOH reage quantitativamente com o ácido acético presente no vinagre e após a reação total, um pequeno excesso de NaOH torna a solução alcalina e o indicador adquire uma coloração rosa.[7]
 Ácido Oxálico
 
O ácido oxálico ou ácido etanodióico é um de fórmula molecular H2C2O4 ou, mais precisamente, HO2CCO2H. É um ácido orgânico saturado, de cadeia normal e relativamente forte e muito venenoso, sendo 10.000 vezes mais forte que o ácido acético. Sua forma mais usual é a di-hidratada, de fórmula molecular C2H2O4·2H2O.
Possui sabor azedo, é um solido cristalino e incolor, ele sublima-se a 150 ºC, é parcialmente solúvel em água e em álcool, em solução aquosa libera 2 cátions por molécula é sensível á luz e ao ar, formando gás carbônico.
É obtido a partir do metanoato de sódio, em duas etapas: 2 metanoato de sódio a 400 °C → Oxalato de sódio + H2 e Oxalato de sódio + H2SO4 → Ácido oxálico + Na2SO4. É utilizado como um produto anti tártaro, em eliminação de ferrugens em metais, mármores e outras pedras, fixação de corantes em tecidos, entre outras aplicações. [10] 
 Fenolftaleína
A fenolftaleína é um indicador de pH que se apresenta como um sólido branco, sua fórmula química é  C20H14O4. Ela é insolúvel em água, mas é solúvel em etanol. Ao ser adicionado em soluções ácidas e neutras, apresenta-se incolor, porém ao ser adicionado em soluções básicas, apresenta-se rósea. A sua cor muda (torna-se rósea) a partir de pH 8. [11]
Hidróxido de Sódio (Soda Cáustica)
O hidróxido de sódio (NaOH), também conhecido como soda cáustica, é um sólido branco nas condições ambientes, é cristalino, altamente tóxico e corrosivo, possui ponto de fusão igual a 318 ºC, ele é bastante solúvel em água, e essa dissolução é muito exotérmica, o hidróxido de sódio é uma base de Arrhenius muito forte, é utilizada para neutralizar ácidos fortes ou tornar rapidamente alcalino um meio reacional, mesmo em poucas concentrações.[8]
É obtido a partirda eletrólise aquosa do cloreto de sódio com eletrodos inertes ao mesmo tempo em que é produzido gás cloro no eletrodo positivo o gás hidrogênio é produzido no eletrodo negativo. É utilizado em reações químicas por sua alta reatividade. Exemplos: em degradações, onde é usado para preparar alcanos a fim de diminuir a quantidade de carbono na cadeia. Usado também, juntamente com o óxido de cálcio (CaO), para diminuir a reatividade e prevenir a corrosão dos tubos de ensaio.
É um hidróxido cáustico usado na indústria na fabricação de papel, tecidos, detergentes, alimentos e biodiesel. Também usado para desobstruir encanamentos e sumidouros pelo fato de ser corrosivo. É produzido por eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio (salmoura).
O manuseio do hidróxido de sódio deve ser feito com total cuidado, pois apresenta um quadro considerável de danos ao homem. Se for ingerido, pode causar danos graves e às vezes irreversíveis ao sistema gastrointestinal, e se for inalado pode causar irritações, sendo que em altas doses pode levar à morte. O contato com a pele também é um fato perigoso, pois pode causar de uma simples irritação até uma úlcera grave, e nos olhos pode causar queimaduras e problemas na córnea ou no conjuntivo. [9]
Objetivo
Esta prática tem como objetivo determinar, a densidade do vinagre, a acidez total de uma amostra de vinagre e o teor de hidróxido de sódio na soda cáustica. 
Parte Experimental.
Materiais
Ácido oxálico 0,10 mol/L;
Água Destilada;
Balão volumétrico de 25mL;
Balança semi- analítica;
Béquer de 100mL;
Bureta de 25mL;
Conta-gotas
Erlenmeyer de 250 mL
Garra metálica
Hidróxido de Sódio 0,086 mol/L ;
Indicador fenolftaleína
Pipeta volumétrica de 10mL;
Pipeta volumétrica de 2mL;
Pipetador;
Solução de soda cáustica 4,50 g/L;
Suporte universal.
Métodos
Experimento 01: Determinou-se a massa de um balão volumétrico de 25 mL, limpo e seco, em uma balança semi- analítica. Adicionou-se a amostra de vinagre ao balão volumétrico até que o menisco inferior do líquido tangenciasse a marca de aferição do balão. 
Determinou-se a massa do balão volumétrico contendo a amostra de vinagre. Anotaram-se os valores e calculou-se a densidade da solução. 
Experimento 2: Lavou-se a bureta três vezes com pequenas quantidades de solução de hidróxido de sódio (NaOH), padrão secundário, escoando todo liquido antes da adição do novo volume. Fixou-se uma bureta de 25 mL, com auxílio de uma garra metálica, em um suporte universal, e preencheu-la até um pouco acima do zero da escala com NaOH. Abriu-se a torneira da bureta e a zerou de modo que a base do menisco do líquido tangenciasse a marca do zero da escala. 
Transferiu-se com auxilio de uma pipeta volumétrica, 2 mL de uma amostra de vinagre para um erlenmeyer de 250 mL. Adicionou-se cerca de 50 mL de água destilada e 3 gotas do indicador fenolftaleína, homogeneizou-se a solução. 
Colocou-se o erlenmeyer sob a bureta e escoou-se a solução titulante, gota a gota, até mudança de coloração, anotou-se o volume gasto na bureta. Repetiu-se o procedimento mais duas vezes. 
Experimento 03: Inicialmente, adicionou-se ao béquer aproximadamente 90 ml de acido oxálico, lavou-se a bureta com pequenas quantidades do ácido e retiraram-se as bolhas da bureta. Em seguida, fixou-se a bureta, com auxilio de uma garra metálica, a um suporte universal. Completou-se a bureta com o ácido oxálico até a cima do zero da escala, escoou-se o ácido de modo a ajustar a base do menisco do líquido até a marcação zero da escala. 
Transferiu-se com auxílio de uma pipeta volumétrica, 10 mL da amostra de solução soda cáustica 4,50 g/L, para um erlenmeyer de 250 mL, acrescentou-se cerca de 50 ml de água destilada, três gotas do indicador fenolftaleína e homogeneizou-se a solução. Posicionou-se o erlenmeyer sob a bureta e deixou transcorrer a solução titulante gota a gota, agitou-se continuamente o erlenmeyer, até a mudança da coloração e anotou-se o volume gasto na bureta, repetiu-se o procedimento duas vezes.
Resultados e discussões
No procedimento 1 realizou-se a determinação da densidade do vinagre, primeiramente pesou-se um balão volumétrico de 25 mL e obteve-se o valor da sua massa que foi de 29,442 g. Após preencher o balão volumétrico com uma amostra de vinagre até a marca de aferição do balão, pesou-se o conjunto ( balão volumétrico + vinagre) e obteve-se o valor de 54,593 g.
A partir disso, subtraiu-se o valor de massa do conjunto do valor da massa do balão volumétrico vazio e obteve-se a massa no vinagre referente a 25 mL:
54,593 g – 24,442 g = 25,151 g
Com isso, utilizou-se a fórmula da densidade ( d= m/ v) para determiná-la:
d= 25,151g / 25 mL
d= 1,0060 g/ mL
Portanto, a densidade do vinagre analisado foi de 1,0060 g/mL.
No procedimento 2, para determinação da acidez do vinagre, foi utilizado o método da titulação, onde utilizou-se como solução titulante o hidróxido de sódio de concentração 0,086 mol/L. A titulação terminou no momento em que a solução presente no erlenmeyer mudou de coloração, antes da titulação a solução do erlemeyer apresentava-se incolor, pois nele havia vinagre, água e fenolftaleína, esta que por sua vez em presença de ácidos apresenta-se incolor, após o término da titulação a solução apresentou-se com coloração rósea, isso porque aconteceu a reação de neutralização entre o hidróxido de sódio e o ácido acético, que formou acetato de sódio e água, e ao término da reação houve um pequeno excesso de NaOH, que fez com que a solução mudasse de cor e indicasse o final da titulação.
A reação ocorrida foi: 
 CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
O procedimento foi realizado em triplicata, e os volumes gastos de hidróxido de sódio foram: 16,20 mL, 16,30 mL e 16,40 mL. A partir disso, fez-se a média dos volumes gastos:
Vgasto= 16,20 mL + 16,30 mL + 16,40 mL = 16,30 mL (0,0163 L)
 3
Com isso, calculou-se o número de mols que foram necessários para neutralizar o ácido:
[NaOH] = n / V
0,086 = n / 0,0163
n= 0,0014 mol de NaOH 
Como a estequiometria da reação é 1:1, ou seja, 1 mol de ácido reage com 1 mol de base, pode-se determinar que o número de mols de ácido acético é de 0,0014 mols.
Sabendo que a massa molar do ácido acético é 58 g/mol, calculou-se a massa:
58g ---------- 1 mol
X ---------- 0,0014 mols
X= 0,0812g
A partir daí, determinou-se a acidez do vinagre, sabendo que foram pipetados no erlenmeyer 2 mL de vinagre:
 % m/v = (0,0812g / 2 mL) x 100% = 4,06%
Desta forma, determinou-se que a acidez do vinagre foi de 4,06%, estando dentro do que a legislação brasileira determina.
Porém, segundo informações contidas no rótulo do vinagre analisado, ele apresentava a acidez de 4,2%, essa diferença entre o valor determinado experimentalmente e o valor do fabricante pode ser explicado pelo fato de terem ocorrido erros durante os procedimentos, como na pipetação do vinagre e transferência para o erlenmeyer, erros na leitura dos volumes da bureta e erros na visualização do ponto de viragem.
No procedimento 3, para a determinação do teor de hidróxido de sódio na soda cáustica, inicialmente, pegou-se uma bureta de 25 mL, e foi lavada cerca de 3 vezes com a solução de ácido oxálico 0,10 mol/L (padrão primário), fez-se a ambientação da bureta para retirar quaisquer resíduos presentes. Em seguida, preencheu-se a bureta com ácido e abriu-se a torneira fazendo com que o ácido escoasse, para eliminar algumas bolhas que estavam presentes na bureta. Preencheu-se novamente a bureta, até a cima do zero da escala, abriu-se a torneira e aferiu-se o volume de modo que o menisco tangenciasse o zero da escala. 
Com auxílio de uma pipeta volumétrica, mediu-se 10mL da solução de soda cáustica com concentração de 4,50 g/L e transferiu-se para um erlenmeyer, utilizou-se a pipeta volumétrica, a fim de obter exatidão nos volumes e minimizar possíveis erros. Adicionou-se ao erlenmeyer,água destilada e gotas de fenolftaleína, desta forma, a solução presente tornou-se rosa, pois em presença de bases a fenolftaleína tem essa característica. 
Após os materiais estarem montados e aferidos, iniciou-se a titulação, abriu-se a torneira fazendo com que o ácido escoasse pela bureta, gota a gota, sendo recebido no erlenmeyer sob agitação. Deixou-se o ácido escoar até que toda a solução de soda caustica fosse neutralizada, sendo observado no momento em que a solução do erlenmeyer mudou de cor, pois passou de rosa para incolor, fez-se o experimento em triplicata e os volumes gastos para a neutralização nos três experimentos foram: 4,10 mL, 4,10 mL e 4,10 mL, sendo o volume médio igual a 4,06 mL. A reação entre o ácido oxálico e o hidróxido de sódio que ocorreu no processo foi:
2 NaOH + C2H2O4 2 H2O + C2O4Na2
A partir disso, calculou-se o numero de mols de ácido oxálico, sendo,V médio titulação = 4,10mL = 0,0041 L:
[C2H2O4] = n / V médio titulação
0,10 = n / 0,0041
n= 0,0004 mols de ácido oxálico
Pela estequiometria da reação:
2 mol de NaOH _____ 1 mol de C2H2O4
X _____ 0,0004 mols 
 X= 0,0008 mols de NaOH.
Obtendo-se o numero de mols presentes na soda cáustica, foi possível calcular a massa de hidróxido de sódio, sabendo que a massa molar do hidróxido de sódio é 40 g/mol:
40 g de NaOH ------- 1 mol 
 X ------- 0,0008 mols de NaOH
X= 0,03 g de NaOH
Calculou-se também a massa presente na alíquota de 10 mL da solução de soda caustica:
4,50 g de soda caustica ------- 1000 mL
X ------- 10 mL 
X = 0,045 g de soda caustica.
 
Por fim, calculou-se a porcentagem de hidróxido de sódio na amostra de soda caustica: 
% m/m =( m NaOH / m Soda caustica) x 100% =
% m/m = (0,03g / 0,045g) x 100% ≅ 66%
Portanto, a porcentagem de hidróxido de sódio na soda cáustica foi de 66%. A partir do resultado obtido pode-se dizer que, por a soda caustica ser um sólido higroscópico, ou seja, que absorve água presente no ar, ela não é um composto totalmente puro, pois além de absorver água também pode absorver impurezas.
Conclusão
Através dos experimentos realizados, concluiu-se foi possível determinar, através de titulações, a porcentagem de ácido acético presente no vinagre e a porcentagem de hidróxido de sódio presente em uma amostra de soda cáustica. Concluiu-se também que a titulação é um método muito importante, pois conhecendo a proporção em que reagem as substâncias, e sabendo a concentração de uma delas, pode-se calcular facilmente a quantidade desconhecida de substância presente no frasco da reação.
Referências Bibliográficas
[1] http://www.ufjf.br/baccan/files/2011/05/Aula_pratica_2.pdf, acessado em 24/11/2015.
[2] http://www.infoescola.com/quimica/acidos-e-bases-de-bronsted-lowry/, acessado em 24/11/2015.
[3] https://pt.wikipedia.org/wiki/Titula%C3%A7%C3%A3o acessado em 24/11/2015.
[4] http://www.infoescola.com/quimica/acido-acetico/, acessado em 24/11/2015.
[5] http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Vinagre/SistemaProducaoVinagre/index.htm, acessado em 24/11/2015.
[6] http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Vinagre/SistemaProducaoVinagre/legislacao.htm, acessado em 24/11/2015.
[7] http://www.infopedia.pt/$acidez-de-um-vinagre, acessado em 24/11/2015.
[8] http://manualdaquimica.uol.com.br/quimica-inorganica/hidroxido-sodio.htm, acessado em 24/11/2015.
[9] http://www.brasilescola.com/quimica/hidroxido-de-sodio.htm,acessado, acessado em 24/11/2015
[10] http://www.capecanaveral4045.com/acoxalic.html, acessado em 24/11/2015.
[11] http://www.explicatorium.com/CFQ8/Indicadores_de_acido_base.php, acessado em 21/11/2015.