Relatorio Dosagem de acido fosforico (3)

Prévia do material em texto

Relatório de Química Analitica 
Experimental II 
Dosagem de Ácido Fosfórico 
 
 
 
 
 
Professora: Débora 
Aluna: Mariana Ferreira Nunes 
DRE: 177057996 
 
 
 
 
1. Introdução 
 
Os ácidos polipróticos contêm mais de um átomo de hidrogênio substituível por molécula. 
Para que se possa titular um hidrogênio ácido, sua constante de dissociação deve ser maior ou 
igual a . Além disso, para que dois hidrogênios ácidos tituláveis possam ser titulados 10−11 
separadamente, a relação deve ser maior ou igual a . O ácido fosfórico é um ácido KanKan+1 10
4 
poliprótico que possui três hidrogênios ácidos, possuindo, então, três constantes de 
dissociação: 
 
H3PO4 ⇄ + H2PO Ka1 = 7,6 x H+ 4− 10−3 
H2PO ⇄ + HPO Ka2 = 6,2 x 4− H+ 42− 10−8 
HPO ⇄ + PO Ka3 = 4,2 x 42− H+ 43− 10−13 
 
Analisando os Kas de cada hidrogênio ácido, conclui-se que os primeiro e segundo 
hidrogênios são tituláveis separadamente, enquanto o terceiro hidrogênio não poderá ser 
titulado, pois Ka3 < . Neste relatório, será discutido a titulação de neutralização de um 10−11 
ácido poliprótico com uma base forte e terá uma curva de titulação semelhante à mostrada na 
imagem 1. 
 
 
 
 
Imagem 1 
 
 
 
2. Objetivo 
 
Preparar uma solução de 0,05M. Após o preparo, realizar a padronização por meio POH3 4 
de uma titulação com solução de NaOH 0,0921 M. 
 
3. Dados 
 
3.1 - Preparo da solução de​ PO H3 4 
 
● : 98,00 g/molPMH PO3 4 
● Densidade: 1,71 g/mL 
● %(p/p): 85% 
● FD = 250 
 
3.2 - Titulação do Primeiro com NaOH H+ 
 
● V1 = 6,00 mL 
● V2 = 5,95 mL 
● Vm = 5,98 mL 
● : 0,0921 MMNaOH 
● : 13,775 mol/LCH3PO4 
● : 78,94%%p/pH3PO4 
 
3.3 - Titulação dos primeiro e segundo com NaOH H+ 
 
● V1 = 12,30 mL 
● V2 = 12,30 mL 
● Vm = 12,30 mL 
● : 0,0921 MMNaOH 
● : 14,15 mol/LCH3PO4 
● : 81,09%%p/pH3PO4 
 
4. Cálculos 
 
Preparo da solução :PO H3 4 
 
, 50 0 = m(g)MM (g/mol)xV (L) 
 
, 50 0 = m(g)98,00x0,25 
 
m (g) = 1,225g 
 
Calculando o volume por meio da densidade, temos: 
 
1,71 = V
1,225 
 
V = 0,72 mL 
 
Sabe-se que a concentração da solução é de 85%p/p, portanto: 
 
0,72 mL --------- 85% 
 x --------- 100% 
x = 0,84 mL 
 
0,84 mL 1 mL≈ 
 
Como o objetivo é determinar a concentração na amostra original e não na amostra diluída, 
calcula-se o fator de diluição (FD) que será multiplicado futuramente pela concentração da 
alíquota diluída, resultando na concentração da amostra original. 
 
 
FD = = 2501
250 
 
 
 
Titulação do 1º Hidrogênio: 
 
 x V x VCNaOH NaOH = CH+ H+ 
0,0921 x 5,98 = x 10,00CH+ 
= 0,0551 mol/LCH+ 
 
Para achar a concentração antes da diluição, multiplica-se pelo fator de diluição. Sendo 
assim, 
 
 C x FD CH3PO4 = diluido 
0,0551 x 250 = CH3PO4 
 = 13,775 mol/L CH3PO4 
 
Como pretende-se achar a concentração em %p/p, converte-se de mol/L. Sendo a densidade 
da amostra de ácido fosfórico equivalente a 1,71 g mL -1, tem-se: 
 
1000 mL x 1,71 g mL-1 = 1710,00 g solução 
 
1 mol ---------- 98,00g 
13,775​ ---------- a 
a = 1349,95 g/L 
 
1710,00 g solução ---------- 100% 
1349,95 g ---------- b 
b = 78,94% 
 
 
Titulação dos 1º e 2º Hidrogênios: 
 
 x V 2 (C x V )CNaOH NaOH = H+ H+ 
0,0921 x = 2 ( x 10,00)2, 1 3 CH+ 
= 0,0566 mol/LCH+ 
 
Para achar a concentração antes da diluição, multiplica-se pelo fator de diluição. Sendo 
assim, 
 C x FD CH3PO4 = diluido 
0,0566 x 250 = CH3PO4 
= 14,15 mol/L CH3PO4 
 
Como pretende-se achar a concentração em %p/p, converte-se de mol/L. Sendo a densidade 
da amostra de ácido fosfórico equivalente a 1,71 g mL -1, tem-se: 
 
1000 mL x 1,71 g mL-1 = 1710,00 g solução 
 
1 mol ---------- 98,00g 
14,15 mol ---------- y 
y = 1386,7 g/L 
 
1710,00 g solução ---------- 100% 
1386,7 g ---------- z 
z = 81,09% 
 
Cálculo do erro relativo ao valor no rótulo: 
 
%erro = [ ] x 100Concentração do rótulo
Concentração do rótulo − Concentração experimental 
 
- 1° Hidrogênio: 
%erro = [ ] x 10085,00
85,00 − 78,94 
%erro = 7,13% 
 
- 1° e 2° Hidrogênios: 
 
%erro = [ ] x 10085,00
85,00 − 81,09 
 
%erro = 4,6% 
 
 
 
5. Resultados e Discussões 
 
Os valores de ​13,775 mol/L e 78,94% (p/p) de H3PO4 foram encontrados na titulação 
utilizando o indicador verde de bromocresol (3,8 - 5,4) que pode-se observar o ponto de 
viragem pela mudança da cor amarela para azul claro. Enquanto que os valores de ​14,15 
mol/L e 81,09% (p/p), na titulação na presença timolftaleína (8,3 - 10,5) que teve a viragem 
observada de incolor para azul pálido. Em ambas titulações, obteve- se valor próximo, porém 
abaixo de 85%(p/p) que era o esperado por estar indicado no rótulo do frasco de ácido 
fosfórico comercial. Comparando os resultados experimentais com a concentração de ácido 
fosfórico expressa no rótulo, foi possível calcular os erros relativos entre esses valores, que 
foram 7,13% e 4,6%, respectivamente. Essas diferenças percentuais entre o valor teórico e os 
experimentais são comuns em experimentos laboratoriais, uma vez que diversos erros como o 
erro sistemático e o erro dos instrumentos utilizados, estão associados às medidas diretas e 
indiretas realizadas. Se fosse realizado um maior número de medições esses erros relativos 
poderiam diminuir e poderia-se alcançar uma maior precisão nas medidas de volumes. Pela 
equação abaixo, pode-se determinar o pH no segundo ponto de equivalência: 
 
 × pKa2 + × pKa3 = pH no 2o PE , onde pKa = -logKa2
1
2
1 
Logo, pH no 2o PE = 0, 5 × (7, 21) + 0, 5 × (12, 30) = 9, 76 
 
Na segunda titulação, esperava-se que o volume encontrado fosse exatamente o dobro do 
encontrado na primeira titulação, entretanto, observou-se que obteve-se um pouco mais do 
que o dobro, tal fato pode ser explicado pelo indicador usado. A solução sai de incolor e se 
torna azul no pH = 10, o pH da solução no 2° ponto de equivalência, porém, equivale a 9,76 
como mostrado na equação acima. Sendo assim, conclui-se que, para que ocorra a viragem, é 
necessário um volume de NaOH acima do usado no ponto de equivalência. 
 
6. Conclusão 
 
As concentrações (%p/p) encontradas na primeira titulação foi de 78,94% e na segunda 
titulação foi de 81,09%, os erros relativos à concentração do rótulo foram 7,13% e 4,6%, 
respectivamente. Obtendo-se a média desses resultados, conclui-se que o resultado foi de 
80,02%, próximo do esperado (85%). Sendo assim, conclui-se que a técnica de volumetria de 
neutralização foi eficaz para dosagem do ácido fosfórico comercial. 
 
 
7. Bibliografia 
 
MATOS. Titulação de ácidos polipróticos. ​Disponível em 
<http://www.ufjf.br/nupis/files/2011/06/Pratica-05-H3PO4-2016.1.pdf > Acesso em: 17 de 
setembro de 2018. 
 
SKOOG, WEST, HOLLER, CROUCH, ​Fundamentos de Química Analítica​, Tradução da 
8ª Edição norte-americana, Editora Thomson, São Paulo-SP, 2006. 
 
SILVA. Volumetria de neutralização. ​Disponível em 
<http://www.ufjf.br/baccan/files/2011/07/Aula-4-PG-_-ParteII-Volumetria-de-Neutraliza%C3%A7%C3%A3o-2S-2011-vers%C3%A3o-alunos.pdf > Acesso em: 17 de setembro de 
2018.