Análise Volumétrica

Prévia do material em texto

INTRODUÇÃO 
A análise volumétrica, também conhecida como volumetria, tem por objetivo descobrir a concentração em mol/L de uma determinada solução. Para tal, utiliza-se um conjunto de métodos que já foram testados por vários analistas e que oferecem resultados rápidos, seletivos e específicos. 
Quando os cientistas precisam determinar a concentração em mol/L (em quantidade de matéria) de alguma solução, costuma-se usar uma técnica de análise volumétrica denominada titulação, ou mais especificadamente, titulação ácido-base.
Esse método é feito colocando-se para reagir uma solução a qual se sabe a concentração, que é denominada de titulante, com a solução a qual não se sabe a concentração, que é denominada de titulado. Uma dessas soluções é uma base, enquanto a outra é um ácido. A reação que ocorre entre um ácido e uma base é denominada neutralização, pois o pH costuma ficar neutro ou próximo disso, o que equivale a um pH igual a 7. Quando um ácido reage com uma base, água e um sal são formados.
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.
No entanto, embora o ponto de equivalência indique o térmico da titulação, nem sempre os volumes das soluções que são utilizadas resultam em uma solução final neutra, com pH igual a 7.
O ácido acético é o principal componente dos vinagres quaisquer que sejam o substrato alcoólico precedente e sua concentração é expressa em graus acéticos (gramas de ácido acético por 100 mL de vinagre). A acetificação não é capaz de fornecer altas concentrações deste ácido já que o mesmo inibe o crescimento das bactérias acéticas.
OBJETIVO
Mostrar que, por intermédio de uma solução de base forte, de concentração conhecida, é possível determinar a concentração de uma solução do ácido forte, ou vice-versa;
 Mostrar como se reconhece o ponto final de uma reação de neutralização ácido-base por meio de um indicador;
Determinar o teor de ácido acético em uma amostra de vinagre.
EXPERIMENTAL
MATERIAIS E REAGENTES
Os materiais utilizados:
- Pipeta;
- Erlenmeyer;
- Bureta;
- Béquer.
Os reagentes utilizados:
- Ácido clorídrico;
- Ácido Sulfúrico;
- Vinagre comercial;
- Hidróxido de sódio;
- Azul de bromotimol.
Experimental
1. DETERMINAR CONCENTRAÇÃO DA SOLUÇÃO DE ÁCIDO CLORÍDRICO
Pipetou-se 10mL de ácido clorídrico e transferiu-se para um erlenmeyer de 125mL.
Adicionou-se aos erlenmeyers 3 gotas do indicador azul de bromotimol.
Foi feita a titulação com NaOH 0,1mol/L até ocorrer a mudança de cor (amarelo para verde).
Realizou-se o cálculo da concentração do ácido.
2. DETERMINAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DA SOLUÇÃO DE ÁCIDO SULFÚRICO
Pipetou-se 10mL de ácido sulfúrico e transferir para um erlenmeyer de 125mL. 
Adicionou-se aos erlenmeyers 3 gotas do indicador azul de bromotimol.
Foi feita a titulação com NaOH 0,1mol/L até ocorrer a mudança de cor (amarelo para verde).
Realizou-se o cálculo da concentração do ácido.
3. DETERMINAÇÃO DO TEOR DE ÁCIDO ACÉTICO NO VINAGRE COMERCIAL
Colocou-se 100mL de uma solução 5%vol vinagre comercial em um balão volumétrico 100mL
Pipetou-se 10mL da solução obtida e transferir para um erlenmeyer. 
Adicionou-se 3 gotas do indicador azul de bromotimol.
Foi feita a titulação com NaOH 0,1mol/L até ocorrer a mudança de cor (amarelo para verde).
Realizou-se o cálculo da concentração do ácido.
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
1. DETERMINAR CONCENTRAÇÃO DA SOLUÇÃO DE ÁCIDO CLORÍDRICO
A reação de neutralização surge da mistura de um ácido e uma base e origina como produto um sal. Para que ocorra a neutralização total do ácido e da base é preciso que a quantidade de íons OH- seja igual à quantidade de íons H+
É preciso que se formem os íons que irão participar da reação, eles são provenientes de um ácido HCl e uma base NaOH.
A dissociação das moléculas de HCl e NaOH produzem ânions Cl- e OH- e cátions H+ e Na+.
HCl → H+ + Cl- 
NaOH → Na+ + OH- 
Reação:
H+ Cl- + Na+ OH- → NaCl + H2O
Para determinar a concentração da solução dos ácidos, é necessário saber qual é a concentração da base NaOH, a mesma já havia sido determinada na pratica número 10. Nesta pratica em questão encontrou-se o valor de 0,075 mol/L. 
Para determinar a concentração, foram realizados 3 testes e depois feito a média entre eles.
LEGENDA :
M1 = CONCENTRAÇÃO REAL
M2 = CONCETRAÇÃO JÁ ENCONTRADA EM EXPERIMENTO
MT= MÉDIA DAS CONCENTRAÇÃO DO TESTE 01/02/03
V1 = VOLUME DA ALIQUOTA
V2 = VOLUME USADO NA BURETA
	Cc
	M1 * V1 = M2 * V2
	Resultado 
	Teste 1
	M1 * 10 ml = 0,075 mol/L * 6,8 ml
	0,05100 mol/L
	Teste 2
	M1 * 10 ml = 0,075 mol/L * 6,6 ml
	0,04950 mol/L
	Teste 3
	M1 * 10 ml = 0,075 mol/L * 6,5 ml
	0,04875 mol/L
	Média 
	Media= (T1 + T2 + T3) / 3
	0,04975 mol/L
2. DETERMINAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DA SOLUÇÃO DE ÁCIDO SULFÚRICO
Os ácidos reagem com hidróxidos metálicos formando água e um sal.
Neste caso primeiramente ocorre uma neutralização parcial 
H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O 
Esta é a primeira etapa da reação de neutralização total, devido à primeira "quebra" que ocorre no ácido sulfúrico. Então, a primeira quebra origina os íons: 
H2SO4 → (H+) + (HSO4)- 
Então, este íon se liga aos íons Na+ e formam o hidrogenossulfato de sódio ou bissulfato de sódio, NaHSO4. Porém, o meio alcalino desestabiliza o hidrogenosulfato e faz com que ele reaja formando água (geralmente as reações que formam água ocorrem espontaneamente): 
NaHSO4 + NaOH → Na2SO4 + H2O
Para se determinar a concentração do ácido sulfúrico, foi realizado 3 testes com a base NaOH.
	
	M1 * V1 = M2 * V2
	Resultado 
	Teste 1
	M1 * 10 ml = 0,075 mol/L * 11,9 ml
	0,08925 mol/L
	Teste 2
	M1 * 10 ml = 0,075 mol/L * 11,8 ml
	0,08850 mol/L
	Teste 3
	M1 * 10 ml = 0,075 mol/L * 11,8 ml
	0,08850 mol/L
	Média 
	Media= (T1 + T2 + T3) / 3
	0,08875 mol/L
 
DETERMINAÇÃO DO TEOR DE ÁCIDO ACÉTICO NO VINAGRE COMERCIAL
O ácido acético vem da família dos ácidos carboxílicos e possui dois carbonos na sua estrutura. Podendo assim ser chamado também de ácido etanóico. Nós o encontramos no dia a dia mais comumente na sua forma impura, chamada de vinagre. Quando ele está completamente livre de água é conhecido como ácido acético glacial. Possui essa nomenclatura já que o frasco fica com um aspecto esbranquiçado, como se estivesse congelado.
O vinagre comercial possui de 4 a 8% de ácido acético em sua composição.
Reação:
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
Massa molar do ácido acético (CH3COOH) = 60g/mol
Este experimento consiste em determinar o ter de ácido acético no vinagre.
	
	M1 * V1 = M2 * V2
	Resultado 
	Teste 1
	M1 * 10 ml = 0,075 mol/L * 0,9 ml
	0,00675 mol/L
	Teste 2
	M1 * 10 ml = 0,075 mol/L * 0,9 ml
	0,00675 mol/L
	Teste 3
	M1 * 10 ml = 0,075 mol/L * 0,9 ml
	0,00675 mol/L
	Média 
	Media= (T1 + T2 + T3) / 3
	0,00675 mol/L
Calculando a concentração do ácido acético e a partir disso calcular o teor de acidez do vinagre. Para isso, sabe-se que a concentração real da base – Hidróxido de sódio – NaOH era de 0,75 mol/L, previamente padronizada. Para os cálculos foi necessário o volume médio (Vm) de NaOH. Para isso somou-se os volumes obtidos e dividiu-se pela quantidade de ensaios que o experimento foi realizado.
VmNaOH = (0,9 + 0,9 + 0,9) / 3
VmNaOH = 0,9 mL
Logo, o volume médio da solução básica foi de 0,9mL ou 0,0009L
Os cálculos para a obtenção do teor de acidez do vinagre são fundamentados no fato de que, quando as substâncias reagem, o número de mol de cada reagente é igual ao número de mol dos outros participantes da reação. Se reagirem “x” mol de NaOH, também reagiu o mesmo número de mol de CH3COOH.
Diante disso, calculada a média dovolume de NaOH, poderíamos dizer que o número de mol do ácido é igual o número de mol da base, isto é, Cb x Vb= N, onde C é a concentração da base previamente padronizada; Vb o volume da base e N o número de mol à ser calculado.
Calculando temos:
N = 0,075 mol/L x 0,0009 
N = 0,0000675 mol
O número de mol de NaOH é igual a 0,0000675 mol. Logo, é o mesmo número de mol do vinagre.
Considerando que 0,0000675 é o numero de mol do vinagre, dizemos que a massa do vinagre ou do ácido acético é igual ao número de mol do mesmo multiplicado pela massa molar do ácido em questão (CH3COOH), portanto, calculamos a massa presente na análise:
m = 0,0000675mol x 60 g.mol-1
m = 0,00405g
Logo, a massa de ácido acético é de 0,00405g.
Portanto, tendo a massa do ácido acético e o volume utilizado para a realização da análise, podemos calcular o teor (T%) de ácido presente na amostra analisada. Tem-se que o teor de ácido acético é igual à razão da massa do ácido acético pelo volume da amostra (vinagre) multiplicado por 100% (cem por cento). Calculando temos:
T% =  (0,00405 / 0,9) x 100%
T% = 0,45%
Logo, o teor de ácido acético na amostra analisada é de 0,45%.
CONCLUSÃO
Foi possível concluir que os indicadores ácido-base apresentam diferentes colorações dependendo do meio em que se apresentam (ácido ou básico). Entendeu-se também que, para que ocorra a neutralização de um ácido é necessário que esse, seja misturado a uma base. Se ao ácido for adicionado um indicador ácido-base, no momento em que esse ácido neutralizar totalmente, o mesmo mudará de cor.
Através de cálculos e titulações, que podemos definir a concentração de uma solução de ácido forte, por intermédio de uma base forte, com solução conhecida, reconhecer o ponto final de neutralização ácido base, por meio de um indicador e determinar o teor de acido acético em uma amostra de vinagre comercial.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BROWN L. THEODORE, LEMAY H. EUGENE, BUSRTEN E. BRUCE. Química Ciência Central. 9ª ed. São Paulo – SP. Editora LTC, 2010.
VOGEL, Arthur Israel, Química Analítica Qualitativa; 5ª edição, São Paulo, Editora Mestre Jou, 1981
CONSTANTINO, Mauricio Gomes, Gil Valdo Jose Da Silva, Paulo Marcos Donate. Fundamentos De Química Experimental. São Paulo, 2004. Volume 53
http://www.infoescola.com/quimica/