Relatório 1 Condutimetria

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Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ
Centro Tecnológico – CT
Instituto de Química - IQ
Alunos: Andressa Carvalho, Letícia Magalhães e Mariana Gomes
Professora: Carmen Lúcia
Disciplina: Físico Química Experimental I
Data do experimento: 20 de agosto de 2018
DETERMINAÇÃO CONDUTIMÉTRICA DA CONCENTRAÇÃO DE ÁCIDO ACÉTICO E ÁCIDO CLORIDRICO
Introdução
A condutância das soluções eletrolíticas pode ser determinada por medidas diretas e indiretas. Condutimetria relativa ou titulação condutométrica é o método que mede a condutância de soluções iônicas, acompanha a variação da condutância no curso da titulação. O ponto final é assinalado por uma descontinuidade na curva de condutância versus volume, como pode ser visto da figura 1 abaixo.
Figura 1: Ponto final na curva de condutância-volume
Seja a titulação de uma solução de um eletrólito forte AB com outra solução de eletrólito forte CD, em que o cátion A+ da amostra se combina com o ânion D- do reagente, formando a espécie AD pouco ionizada ou fracamente solúvel:
 
Até se atingir o ponto de equivalência, a titulação promove a gradual "substituição" de íons A+ da amostra por íons C+ do reagente titulante. Os íons B- permanecem inalterados durante a titulação. Após esse ponto, excesso de reagente ocasiona à elevação a estagnação da condutância. A maneira como varia a condutância da solução até o ponto de equivalência depende das mobilidades relativas das espécies removida e introduzida.
Figura 2: Tipos de curvas de condutância-volume
 
Três casos podem ocorrer como é exemplificado na Figura 2: 
 
 1º) A condutância da solução decresce, até o ponto de equivalência, quando o íon A+ possui uma mobilidade consideravelmente maior do que a do íon C+ (ΛoA+ > ΛoC+) e após o ponto a reta retorna seu crescimento, com menor angulação devido a força do íon C+ ser menor que a do íon A+ ,contudo, ainda contém uma condutância característica de um eletrólito forte; 
2º) A condutância da solução permanece praticamente inalterada quando as mobilidades dos íons A+ e C+ são mais ou menos iguais (ΛoA+ ≈ ΛoC+) e após o ponto de equivalência a condutância permanece constante, característico de um eletrólito fraco; 
3º) A condutância da solução aumenta quando a mobilidade do íon A+é consideravelmente menor do que a do íon C+ (ΛoA+ < ΛoC+) e após o ponto equivalência a reta aumenta sua taxa de crescimento, devido a força do íon A+ ser menor que a do íon C+ caracterizando-o como de um eletrólito forte que o primeiro.
Objetivo
Determinar a concentração de ácido clorídrico (HCl) e ácido acético (HAc) através de uma reação de neutralização por meio de uma titulação condutimétrica.
Obter o coeficiente angular () através da análise dos gráficos da prática.
Determinar o volume do ponto de equilíbrio, isto é, volume onde toda base foi neutralizada. 
Resultados e Discussões 
Os valores obtidos de condutividade durante a titulação está exposto na tabela 1, de onde foi realizado os gráficos 1 e 2 relacionados ao experimento atual.
Tabela 1. Dados obtidos da titulação condutimétrica
	Volume de ácido (mL)
	Condutividade (S/cm)
	
	Titulação com HCl
	Titulação com HAc
	0
	468
	
	1
	442
	412
	2
	416
	373
	3
	387
	342
	4
	360
	316
	5
	336
	283
	6
	310
	254
	7
	287
	226
	8
	258
	192,1
	9
	242
	166,2
	10
	278
	160,9
	11
	362
	161,1
	12
	444
	161,3
	13
	530
	161,7
	14
	607
	162,2
	15
	691
	162,5
Gráfico 1. Condutividade da solução versus volume do HCl titulado.
Gráfico 2. Condutividade da solução versus volume do ácido acético titulado.
De acordo com o previsto teoricamente, a titulação de uma ácido forte com uma base forte gera uma curva com um segmento de reta decrescente e outro crescente. Foi visualizado um primeiro segmento decrescente (R²=0,9984) e outro crescente (R²=0,9999). Já em uma titulação de ácido fraco com uma base forte, o previsto é que se tenha uma curva decrescente e em seguida uma praticamente constante, sendo observado os valores de R²=0,9987 para a curva decrescente e R²=0,9737 mL para a parte constante. 
Com o R² bem próximo a 1,0 pode ser considerado assim um bom resultado. 
A Interseção das regressões lineares é o volume do ácido no ponto equivalente, utilizado nos cálculos de concentração do NaOH. Sendo no gráfico representando a titulação de HCl e HAc, para calculo do volume utilizado foi igualado as duas equações da reta encontradas:
Sendo assim, os cálculos para concentração:
Se N N’, então entende-se que a concentração de NaOH no frasco está correta.
Quando aos coeficiente angulares, notou-se que foi obtido o esperado. Tendo para a titulação com HCl o primeiro igual à (-25,58 ± 0,36) e 2 = 82,45 ± 0,50, como era de se esperar, por conta da característica da curva. Igualmente para a titulação com HAc, no qual 1 = -30,33 ± 0,41 e 2 = 0,334 ± 0,02.
Conclusão
Como proposto, o objetivo foi alcançado:
Determinou-se a molaridade de NaOH, sendo 0,1 N.
Obteve o os coeficiente angulares, onde, para a titulação com HCl tem-se o primeiro igual à (-25,58 ± 0,36) e 2 = 82,45 ± 0,50. Já para o HAc, 1 = -30,33 ± 0,41 e 2 = 0,334 ± 0,02. Os resultados mostram-se coerente com a prática.
Por fim, determinou o volume do ponto de equilíbrio para cada titulação, através da equação da reta obtida, sendo com HCl o Veq = 10,36 mL e para o HAc, Veq = 9,10 mL.
Como dito anteriormente, os gráficos foram condizentes e reproduziram o esperado, fato que corroborou para o sucesso da prática. 
Referências
Godinho, M.I.C.C. — Apostila de ANÁLISE INSTRUMENTAL II ― Departamento de Engenharia Química, Secção de, ISEL, 2005. 
Moura, C.E. — Roteiro de aulas práticas de físico-química UFRJ 2013.1: Titulação condutométrica — https://sites.google.com/site/iqf367fisicoquimicaexpufrj// , acessado em 26/08/2018.
OHLWEILLER, O.A. — Fundamentos de Análise Instrumental, Livros Técnicos e Científicos — São Paulo, 1981.