PADRONIZAÇÃO DE SOLUÇÃO DE ÁCIDO CLORÍDRICO

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GRADUAÇÃO EM LICENCIATURA EM QUÍMICA
WELINGTON DA SILVA RODRIGUES
PADRONIZAÇÃO DE SOLUÇÃO DE ÁCIDO CLORÍDRICO
PETROLINA
2018
WELIGTON DA SILVA RODRIGUES
	
PADRONIZAÇÃO DE SOLUÇÃO DE ÁCIDO CLORÍDRICO
Relatório apresentado à disciplina de Química Analítica Quantitativa, do curso de Licenciatura em Química, do IF Sertão PE, Campus Petrolina, com o princípio de aprendizagem do conceito sobre titulação e como requisito parcial de aprovação na mesma.
Docente responsável: Fabiano de Almeida Marinho 
 
PETROLINA
2018
INTRODUÇÃO
Titulação é uma técnica que envolve a adição de uma solução chamada de titulante, que é colocada em uma bureta, a uma solução que contém a amostra, chamada de analito, colocada em um erlenmeyer. É uma técnica de execução rápida, fácil de ser realizada, economicamente viável e confiável. Consiste em determinar a concentração de alguma substância por meio de medidas volumétricas, reagindo com solução de concentração conhecida ou um padrão para que seja descoberta tal concentração. Para que esta concentração possa ser determinada, é necessário ser possível reconhecer exatamente o volume da solução que foi utilizado. Quando envolve adição de um ácido forte como o Ácido Clorídrico (HCl) e uma base fraca como o Carbonato de Sódio (Na2CO3), haverá a formação de Ácido + Sal, como mostra a reação: (2 HCl + Na2CO3 H2CO3 + 2 NaCl).
Quando se padroniza uma solução, determina-se com exatidão qual a sua concentração. Quando uma solução de um soluto comum é preparada, ela está sujeita a erros, sendo alguns deles: o soluto apresentar impurezas, o soluto ser higroscópico, erros de pesagem ou erros de paraláx.
O HCl é um líquido aquoso, sem coloração, odor irritante, afunda e mistura com água, produz vapores irritantes, não inflamável e tóxico. É obtido como subproduto da cloração do benzeno ou de outros hidrocarbonetos. É um ácido segundo a teoria de Arrhenius, que diz que, um ácido é toda substância que em solução aquosa forma o cátion hidrônio (H3O+).
O Na2CO3 é um composto químico alcalino que pode ser refinado do minério trona, encontrado em depósitos naturais ou fabricado a partir de um de diversos processos químicos. É um sal branco e translúcido que se encontra no estado sólido, à temperatura ambiente, sendo o seu ponto de fusão e ebulição bastante elevados. É produzido para uso de vidro em janelas, iluminação, vidros de laboratório, televisores, entre outros. Utilizado também para padronizar uma solução de HCl.
O Metilorange é frequentemente escolhido para ser usado em titulações por causa de sua clara mudança de coloração. Devido a sua mudança de coloração na faixa de pH medianamente ácido, é normalmente usado em titulações de ácidos. Diferentemente de um indicador universal, o alaranjado de metila não tem um largo espectro de mudança de cores, mas tem um ponto final bem definido.
Com a adição de um indicador ácido-base, observa-se quando a reação se completa, atingindo o ponto de equivalência ou ponto de viragem. É possível saber quando isso ocorre e parar a reação, porque a cor da solução sofre uma mudança brusca na presença de um indicador ácido-base, em virtude da variação do pH.
2. OBJETIVO 
Padronizar uma solução de HCl, de concentração aproximadamente conhecida, através de um padrão primário, e realizar uma titulação de uma solução Na2CO3 a 1M. 
3. MATERIAIS E REAGENTES
Tabela 1: Materiais e Reagentes
	MATERIAIS
	REAGENTES
	Balão volumétrico – 100 mL
	Água destilada
	Balão volumétrico – 1000 mL
	Ácido clorídrico
	Bastão de vidro
	Carbonato de sódio
	Béquer – 250 mL
	Alaranjado de metila 0,1%
	Béquer – 100 mL
	
	Bureta – 50 mL
	
	Erlenmeyer – 250 mL
	
	Funil
	
	Pipeta – 10 mL
	
	Proveta – 50 mL
	
	Proveta – 100 mL
	
	Pera
	
	Balança analítica
	
	Suporte universal
	
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
I – PREPARAÇÃO DA SOLUÇÃO DE ÁCIDO CLORÍDRICO A 1.0 M
Com o auxílio de uma proveta de 100 mL e uma pipeta de Pasteur, mediu-se 90 mL de ácido clorídrico, de uma solução de MM = 36,46 g/mol com d = 1,18 g/ml e T = 37%. Em seguida, transferiu-se a solução para um balão volumétrico de 1000 mL, completou-se o volume para 1 litro com 910 mL de água destilada, homogeneizou e transferiu-se a mesma para um frasco higienizado e preparado para a solução padronizada. O frasco foi fechado e rotulado. 
II – PREPARAÇÃO DO CARBONATO DE SÓDIO
O carbonato de sódio foi previamente seco em estufa a 105º C por 1 hora. Com o auxílio de uma balança analítica de três casas decimais, pesou-se exatamente 1,303 g de carbonato de sódio em um béquer de 100 mL, adicionou-se ao mesmo 75 mL de água destilada medido com uma proveta de 100 mL, quantidade essa suficiente até dissolução do sal. Adicionou-se 2 gotas do indicador alaranjado de metila a 0,1%. 
III – PROVA EM BRANCO
Em um Erlenmeyer de 100 mL, adicionaram-se 2 gotas do indicador alaranjado de metila a 0,1% e três gotas da solução padronizada de ácido clorídrico a 0,1M já preparado. A cor do indicador no ácido clorídrico auxiliará na titulação do carbonato de sódio sendo utilizada como cor de titulação referência. 
IV – TITULAÇÃO DA SOLUÇÃO DE CARBONATO DE SÓDIO COM SOLUÇÃO DE ÁCIDO CLORÍDRICO
Lavou-se a bureta de 50 mL com a solução de ácido clorídrico, para a lavagem de qualquer impureza. O volume da mesma foi aferido em zero. Em seguida, adicionou-se a solução de carbonato de sódio ao analítico, sobre agitação constante, assim que o ponto de viragem é atingido, anota-se o volume desprezado no Erlenmeyer. Essa viragem é visível com a mudança de cor da solução presente no analítico.
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
I - CÁLCULO DA MOLARIDADE DO ÁCIDO CONCENTRADO
Para calcular a molaridade do ácido concentrado utiliza-se a seguinte fórmula:
mc = (1000.d.t) / M
Onde, para o HCl concentrado: 
mc - Molaridade do ácido concentrado = ?
T - Título (%) do ácido concentrado = 37% ou 0,37
d - Densidade (g/cm3) = 1,19 g/mL
M - Massa molar = 36,46
Substituindo-se os valores:
mc = 1000 x 1,18 x 0,37/36,46
mc = 12 mol/L
II - VOLUME DO ÁCIDO
Para diminuir a concentração do HCl de 12 M para 1,0 M, se fez necessário calcular o volume necessário para essa diluição. Com isso, utilizou-se dos cálculos a seguir:
N1 = m x v
Como o número de mols não se altera na diluição, o número de mols do ácido diluído é igual ao número de mols do ácido concentrado. Sendo assim:
N1 = mc x vc
N1 = md x vd
Como queríamos encontrar o volume necessário para diluir o ácido concentrado, isolou-se o seu volume.
vc = md x vd / mc
Substituindo:
vc = (1 mol/L) x (1000 mL)/12 mol/L
vc = 83,3 mL
No entanto, como trabalhou-se com um reagente líquido, é necessário medir um pouco a mais do volume correspondente para aquela concentração e volume diluídos, porque na prática, é mais fácil adicionar solvente do que retirar soluto para ter uma concentração exata. Então, o volume medido foi 90 mL. 
III - PREPARAÇÃO DA SOLUÇÃO DE Na2CO3
A massa pesada para o preparo da solução de Na2CO3 foi de exatamente 1,3003g. Então, dissolveu-se a massa pesada em 75 mL de água destilada. Depois da solução preparada, adicionou-se duas gotas do indicador alaranjado de metila a 0,1% e a solução ficou levemente amarelada. Em seguida, na prova em branco com água destilada, adicionou-se duas gotas do indicador alaranjado de metila e a solução ficou levemente avermelhada. 
IV - PADRONIZAÇÃO DA SOLUÇÃO
	O processo de titulação foi finalizado após a mudança de cor da solução de Na2CO3 contido no erlenmeyer, passando de coloração levemente amarelada para uma levemente avermelhada. Nesse momento, anotou-se o volume de HCl gastos na titulação, que foi de 23,3 mL. Com o volume e os dados da tabela abaixo foi possível calcular a molaridade do ácido.
 Tabela 2: Dados utilizados para o cálculo da molaridade do HCl
	DADOS
	RESULTADOS
	m1 = massa do Na2CO3 (g)
	1,3003
	V = volume de HCl gastos na titulação (L)
	23,3 mL ou 0,023 L
	m = molaridadeda solução de HCl
	Cerca de 1 M
	M1 = massa molar do Na2CO3 (g/mol)
	106 g/mol
	Para calcular a molaridade do ácido clorídrico se faz necessário utilizar-se dos seguintes dados:
Reação do HCl com Na2CO3:
2 HCl + Na2CO3 → 2 NaCl + H2CO3
Onde:
2 mols reage com 1 mol.
N mol de ácido reage com N mol de sal
Sabendo disso:
N (ácido) = 2 x Npp
m x v (L) (aquoso) = 2 x mpp / MMpp (sólido)
m (ácido) = 2 x mpp/MMpp x v (L) (ácido)
Substituindo os valores da tabela acima na equação:
m (ácido) = 2 x (1,3003 g)/(106 g/mol) x 0,023
m (ácido) = 2,6006/2,438 = 1,066 mol
Aproximadamente 1,1 M.
V - DESCRIÇÃO DO PREPARO DE 100 mL de HCl A 0,1 M, USANDO A TÉCNICA DE DILUIÇÃO
	Para preparar uma solução de HCl a 0,1 M a partir de uma solução de 12 M, se faz necessário adicionar solvente para que se diminua a concentração. Nesse sentido, é preciso calcular o volume necessário para essa diluição. Com isso, utilizou-se dos cálculos a seguir:
N1 = m x v
Como o número de mols não se altera na diluição, o número de mols do ácido diluído é igual ao número de mols do ácido concentrado. Sendo assim:
N1 = mc x vc
N1 = md x vd
Como queríamos encontrar o volume necessário para diluir o ácido concentrado, isolou-se o seu volume:
vc = md x vd / mc
Substituindo:
vc = (0,1 mol/L) x (1000 mL)/12 mol/L
vc = 8,3 mL
Porém, como o reagente é líquido, é necessário medir um pouco a mais do volume correspondente para aquela concentração e volume diluídos, porque, na prática, é mais fácil adicionar solvente do que retirar soluto para ter uma concentração exata. Então, no preparo da solução, é melhor utilizar um volume de 9,0 mL.
Então, com o auxílio de uma proveta de 10 mL, é medido o volume desejado, 9,0 mL. Em seguida, o volume medido é transferido para um balão volumétrico de 100 mL com rolha esmerilhada. Logo depois, adicona-se água destilada até completar o volume de 100 mL.
6. CONCLUSÃO
Conclui-se a partir desse experimento que é possível se calcular a concentração de soluções ácidas e básicas, neste caso soluções de ácido clorídrico e Carbonato de Sódio utilizando a técnica de titulação. Esse experimento envolveu preparo e padronização de soluções, reações ácido-base, reações de neutralização e a própria titulação. Essa série de processos permitiram que o objetivo do experimento fosse alcançado, ou seja, possibilitou a determinação das concentrações.
Padronizou-se a solução de HCl com padrão primário Na2CO3 através do método volumétrico, encontrando assim a concentração real de HCl.
7. REFERÊNCIAS
BACCAN, N.; ANDRADE, J. C.; GODINHO, O. E. S.; BARONE, J. S. Química analítica quantitativa elementar. 3ª ed., São Paulo: Edgard Blucher, 2001.
COSTA, L. BAZILIO, P. PRÁTICA IIl: Padronização de Soluções. UFOP. 2014.
FIRMINO, M. SILVA, A. Carbonato de Sódio. Projeto FEUP 2014/2015 – MIEQ.
HARRIS, D. C. Análise química quantitativa. 5ª ed., Rio de Janeiro: LTC, 2001.
ROCHA, J. Ácido Clorídrico. Acesso em: <http://manualdaquimica.uol.com.br/quimica-inorganica/acido-cloridrico.htm>