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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS RELATÓRIOS Química Analítica Canoinhas 2018 SUMÁRIO 1. PRÁTICA 1-PREPARO DE SOLUÇÕES E DILUIÇÕES 3 1.1 Materiais e Métodos...................................................................................................................3 Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS 1.2 Preparação de soluções dada a percentagem em massa de solução...........................................4 1.3 Preparação de soluções estoque aquosas...................................................................................5 1.4 Preparação de soluções dadas em molaridade...........................................................................5 1.5 Diluição de soluções dada a percentagem em massa.................................................................6 1.6 Diluição de soluções dada a concentração comum....................................................................7 1.7 Diluição de solução dada em molaridade..................................................................................7 1.8 Conversão de unidades..............................................................................................................8 1.9 Conclusão.................................................................................................................................10 2. PRÁTICA 2-MEDIDAS DE pH E USO DE INDICADORES 11 2.1 Materiais e métodos.................................................................................................................11 2.2 Indicador repolho roxo.............................................................................................................12 2.3 Indicador alaranjado de metila.................................................................................................13 2.4 Indicador de fenolftaleína........................................................................................................14 2.5 Indicador vermelho de metila..................................................................................................15 2.6 Indicador azul de bromotimol..................................................................................................16 2.7 Conclusão.................................................................................................................................18 3 PRÁTICA 3-MISTURA DE SOLUÇÕES COM REAÇÃO QUÍMICA – TITULAÇÃO 19 3.1 Materiais e Métodos.................................................................................................................19 3.2 Concentração molar de HCl de solução desconhecida............................................................20 3.3 Cálculos de Desvio Padrão e Erro Relativo.............................................................................21 3.4 Conclusão.................................................................................................................................22 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 23 1. PRÁTICA 1-PREPARO DE SOLUÇÕES E DILUIÇÕES 1.1 Materiais e Métodos Materiais: Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS • Balão volumétrico de 100 mL • Balão volumétrico de 50 mL • Becker de 50 mL • Pipeta volumétrica de 10 mL • Pipeta volumétrica de 1 mL e 15 mL • Bastão de vidro • Conta-gotas • Funil • Espátula • Piseta/franco lavador Reagentes: • Cloreto de sódio (NaCl). • Bicarbonato de sódio (NaHCO3). • Sacarose (C12H22O11). • Ácido clorídrico (HCl). • Ácido sulfúrico (H2SO4). • Ácido bórico (H3BO3). Procedimento experimental: No inicio da prática tomamos conhecimento dos perigos potenciais das substâncias utilizadas de modo a reduzir a possibilidade de contaminação ou acidentes. No preparo de solução começamos a fazer os cálculos necessários para começar a preparação das soluções. Utilizamos um balão volumétrico de 100 mL para cada solução, e concentração respectiva de cada uma. Começamos a medir o soluto necessário atrás do volume usando uma pipeta e a massa pesando na balança analítica. Após as medições transferimos o soluto para um becker com auxilio do solvente, dissolvendo por total com a ajuda do bastão de vidro. Em seguida colocamos o solvente no balão volumétrico, com o auxílio de um funil, lavando a proveta com o solvente para arrastar todo o soluto, e aproveitando para Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS completar até o traço contido no balão volumétrico com o líquido. Para concluir, fizemos a homogeneização da solução, invertendo várias vezes o balão. Na diluição de solução começamos também efetuando os cálculos fundamentais para começar a prática. Logo depois medimos com o auxílio de uma pipeta conveniente o volume da solução a diluir e invertemos o produto com a ajuda de um funil para o balão volumétrico. Adicionamos o solvente ao balão lavando o funil, para que todo o produto fosse retirado e assim completando até o traço do balão. Fechamos a diluição e fizemos a homogeneização invertendo várias vezes o balão. 1.2 Preparação de soluções dada a percentagem em massa de solução Nesse procedimento determinamos a quantidade de soluto das seguintes soluções aquosas: bicarbonato de sódio a 0,5% (NaHCO3) e ácido bórico a 1% (H3BO3). Utilizamos a fórmula de título (T%/100=ms/m) com a percentagem em massa da solução já determinada com valor de 50 g para realizarmos os seguintes cálculos listados na tabela abaixo. Tabela 1 Bicarbonato de Sódio NaHCO3 (a 0,5%) Ácido Bórico H3BO3 (a 1%) 0,5 = ms 100 50 0,005x50 = ms ms= 0,25g 1 = ms 100 50 0,01 = ms 50 0,01x50 = ms ms = 0,5g Fonte: autores. Foi realizada a homogeneização das substâncias utilizadas e os resultados foram satisfatórios, sendo que os dois solutos se dissolveram na água destilada. Com a realização dos cálculos, obtivemos os seguintes resultados como mostra a tabela abaixo. Tabela 2 Solução aquosa Quantidade de soluto (m) (g) Quantidade de solvente (v) (mL) Densidade da solução (d) (g mL-1) NaHCO3 a 0,5% 0,25 49,75 0,005 Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS H3BO3 a 1% 0,5 49,5 0,01 Fonte: autores. 1.3 Preparação de soluções estoque aquosas Neste preparo de soluções utilizamos a concentração 1,6g/L em balão volumétrico de 100 mL, para as duas soluções: cloreto de sódio (NaCl) e sacarose (C12H22O11), realizando o seguinte cálculo sendo a fórmula de concentração comum (C=ms/v). C = ms V 1,6 = ms 0,1 ms= 0,16 Tabela 3 Solução aquosa Massa do soluto (m) (g) Volume de solução (v) (L) 1,6 g/L de NaCl 0,16 100 ml 1,6 g/L de C12H22O11 0,16 100 ml Fonte: autores. 1.4 Preparação de soluções dadas em molaridadeNa preparação das soluções de ácido sulfúrico (H2SO4) e ácido clorídrico (HCl), foi dado o valor de molaridade da solução comercial de 0,56 para H2SO4 e 0,6 para HCl, sendo que os demais valores listados na tabela abaixo foram retirados dos rótulos dos ácidos para que pudéssemos chegar ao valor exato de molaridade. Tabela 4 Soluções Pureza ou Título da solução comercial (t) (%) Densidade do solvente (d) (mL- 1) Massa molar do soluto (MM) (g mol -1) Molaridade da solução comercial (M) (mol L-1) Solução de H2SO4 99,5 1,835 98,08 0,56 Solução de HCl 37 1,190 36,5 0,6 Fonte: autores. Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS Levando em consideração os valores dados foi realizado cálculos para determinar a molaridade, utilizando as fórmulas de concentração (c=m/v), densidade (d=m/v), molaridade (m=ms/v e m=ms/MM.v) e regra de três simples. Chegando aos resultados para H2SO4 de 3,00 mol/L e para HCl obtivemos o valor de 4,87 mol/L, como demostrado nos cálculos a baixo. H2SO4 C= 1000 . d . t C= 1000 . 1,835 . 0,995 C=1825,825 g/l C=m.MM 1825,825=m.98,09 m=18,615 g/l m= ms MM.v 18,615= ms 98,08.100 ms=18,615.9808 ms= 182575,98 mol/l D= m v 1,835=182575,98 v v=182575,98 1,835 v=99,5 ml m=ms MM.v 0,56=ms 98,08.1 ms= 5,49 mol/l d=m v 1,835=5,49 v v=2,99 g/cm³ 2,99--------99,5 x----------100 x=3,00 mol/l HCl m= ms MM.v 0,6= ms 36,5. 01 ms= 2,19 g D=m v 1,190= 2,19 v v= 2,19 1,190 v=1,84 l 100%-------x 37%-----1,84 x= 4,97 mol/l 1.5 Diluição de soluções dada a percentagem em massa Com base na preparação das soluções no item 1.2 realizamos a diluição de bicarbonato de sódio (NaHCO3) e ácido bórico (H3BO3). Obtivemos os resultados precisos utilizando a fórmula de diluição de soluções sendo ela utilizada com o título (Ti x Vi = Tf x Vf) como indica a tabela abaixo. NaHCO3 a 0,05% Ti x Vi = Tf x Vf 0,5 x Vi = 0,05 x 100 Vi= 5 H3BO3 a 0,1% Ti x Vi = Tf x Vf 1 x Vi = 0,1 x 100 Vi= 10 Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS 0,5 Vi= 10 mL 1 Vi= 10 mL Tabela 5 Concentração da solução diluída (%m/m) Volume da alíquota da estoque a ser usada (mL) NaHCO3 a 0,05% 10 mL H3BO3 a 0,1% 10 mL Fonte: autores. 1.6 Diluição de soluções dada a concentração comum Para realizar a diluição das soluções cloreto de sódio (NaCl) e sacarose (C12H22O11) com concentração de 1,6 g/L preparada a partir do item 1.2, utilizamos a fórmula de diluição de soluções (Ci x Vi = Cf x Vf) para determinar a concentração final, onde os valores estão expressos na tabela a seguir. NaCl Ci x Vi = Cf x Vf 1,6 x 10 = Cf x 100 Cf = 16 100 Cf = 0,16 g/ L Sacarose Ci x Vi = Cf x Vf 1,6 x 30 = Cf x 100 48 = Cf x 100 Cf = 48 100 Cf= 0,48 g/L Tabela 6 Substâncias Volume da alíquota da estoque Concentração da solução diluída g/L NaCl 10 mL 0,16 Sacarose 10 mL 0,48 Fonte: autores. 1.7 Diluição de solução dada em molaridade Para realizarmos a nova solução utilizamos as substâncias preparadas no item 1.3 sendo usado 1 ml de ácido sulfúrico (H2SO4) e 3 ml de ácido clorídrico (HCl). Foi determinada a concentração final da solução a partir da fórmula de diluição de soluções (Ci x Vi = Cf x Vf) como mostra a tabela abaixo. Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS H2SO4 Ci x Vi = Cf x Vf 0,56 x 1 = Cf x 100 Cf = 0,0056 g/L HCl Ci x Vi = Cf x Vf 0,6 x 3 = Cf x 100 Cf= 0,018 g/L Tabela 7 Volume da alíquota da estoque (mL) Molaridade da solução estoque (1.3) (mol/L) Concentração da solução diluída (mol/L) 1 Solução de H2SO4 = 0,56 0,0056 3 Solução de HCl = 0,6 0,018 Fonte: autores 1.8 Conversão de unidades A conversão de unidades é importante para resolver as questões que apresentam diferentes unidades de medidas, ela é indispensável para a preparação e diluição de soluções, pois interfere diretamente no resultado preciso alterando o conteúdo da substância. Com base nisso, fizemos a conversão para que pudéssemos realizar os experimentos de maneira adequado. Como podemos analisar nas tabelas inseridas a baixo. Tabela 8 Concentração da solução diluída (% m/m) Concentração da solução diluída g/L mg/L mol/L NaCO3 a 0,05 % 0,05 50 1.659,8 H3BO3 a 0,1 % 0,1 100 618,3 Fonte: autores. NaCO3 1 g/L ---- 1000 mg/L 0,05 ---- x x = 50 mg/L C=MM x m 0,05 = 82,99 x m m = 1.659,8 H3BO3 1 g/L ---- 1000 mg/L C = MM x m Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS 0,1 ---- x x = 100 mg/L 0,1 = 61,83 x m m = 618,3 Tabela 9 Substância Concentração da solução diluída g/L mg/L mol/L NaCl 0,16 160 365,31 Sacarose 0,48 480 719,35 Fonte: autores. NaCl 1 g/L ---- 1000 mg/L 0,16 ---- x x = 160 mg/L C=MM x m 0,16 = 58,45 x m m = 365,31 Sacarose 1 g/L ---- 1000 mg/L 0,48 ---- x x = 480 mg/L C=MM x m 0,48 = 345,29 x m m = 719,35 Tabela 10 Substância Concentração da solução diluída g/L mg/L mol/L Solução de H2SO4 0,0056 5,6 17,62 Solução de HCLHCL 0,018 18 2.025 Fonte: autores. H2SO4 1 g/L ---- 1000 mg/L 0,0056 ---- x x = 5,6 mg/L C=MM x m 0,0056 = 98,7 x m m = 17,62 HCL 1 g/L ---- 1000 mg/L 0,018 ---- x x = 18 C=MM x m 0,018 = 36,46 x m m = 2.025 Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS 1.9 Conclusão Com as práticas de preparo de soluções e diluições conseguimos observar a importância do estudo das características dos ácidos e bases. Para a obtenção de uma solução é necessário que sejam realizados os cálculos corretos para que a quantidade de soluto não ultrapasse o limite e nem fique abaixo dele para uma dada quantidade de solvente. As soluções foram feitas conforme os cálculos e as técnicas ensinadas teoricamente durante as aulas de química analítica. 2. PRÁTICA 2-MEDIDAS DE pH E USO DE INDICADORES 2.1 Materiais e métodos Materiais: • Papel indicador universal Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS • pHmetro • Papel indicador violeta de metila • Béquer • Pipeta de Pasteur • Pipeta graduada • Tubos de ensaio • Funil de vidro • Conta gotas Reagentes: • Ácidoclorídrico (HCl) • Hidróxido de sódio (NaOH) • Ácido acético (CH3COOH) • Vermelho de metila (C15H15N3O2) • Alaranjado de metila (C14H14N3NaO3S) • Azul de Bromotimol (C27 H28 Br2 O5 S) • Fenolftaleína (C20 H14 O4) • Extrato de repolho roxo Procedimento experimental No laboratório primeiramente foi realizado o preparo das seguintes soluções: 1) 100 ml de uma solução 0,0100mol/L de HCl por diluição de uma solução de HCl 0,100mol/L. 2) 100 ml de uma solução 0,00100mol/L de HCl por diluição de uma solução de HCl 0,0100mol/L. 3) 100 ml de uma solução 0,000100mol/L de HCl por diluição de uma solução de HCl 0,00100mol/L. 4) 100 ml de uma solução 0,0100mol/L de NaOH por diluição de uma solução de NaOH 0,100mol/L. Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS 5) 100 ml de uma solução 0,00100mol/L de NaOH por diluição de uma solução de NaOH 0,0100mol/L. 6) 100 ml de uma solução 0,000100mol/L de NaOH por diluição de uma solução de NaOH 0,00100mol/L. 7) Preparo em um tubo de ensaio 2 mL de uma solução 0,3 mol/L de HCl partindo de uma solução de HCl 6 mol/L, utilizando a pipeta de Pasteur (20 gotas+ 1,0 mL). 8) 100 mL de uma solução 0,100 mol/L de ácido acético por diluição de uma solução 1,00 mol/L. Foram separados 40 tubos de ensaio, utilizado para cada indicador 8 tubos, sendo os indicadores: vermelho de metila, alaranjado de metila, azul de bromotimol, fenolftaleína e extrato de repolho roxo. Em cada tubo de ensaio foram adicionados 5 mL de cada uma das soluções preparadas e listadas a cima. Após, em cada tubo de ensaio foram colocados uma gota do indicador. Este procedimento foi realizado com cada um dos indicadores. Em seguida iniciamos a medição de pH de cada solução. Inicialmente utilizamos tiras de papel indicador violeta de metila, com o objetivo de avaliar as mudanças de cor. Para isto utilizamos uma fita para cada solução as umedecendo. Logo após utilizamos papel indicador universal de pH, onde a tira de papel foi mergulhado em todas as soluções. Após foi realizado a medição com o pHmetro onde foi retirado a ponta protetora do bulbo do eletrodo de vidro, com auxílio de uma pipeta com água destilada fizemos a lavagem e secagem cuidadosamente com papel macio. Logo após introduzimos o eletrodo nas soluções. Este procedimento de limpeza do eletrodo foi realizada todas as vezes antes de ser inserida dentro de cada solução. 2.2 Indicador repolho roxo Com os experimentos realizados com indicadores de pH, conseguimos analisar a mudança de cor das soluções, isto ocorre quando o indicador entra em contado com um meio ácido, básico ou neutro. O repolho roxo é um indicador natural, em contato com as soluções apresentou mudança de cor, como podemos observar na figura a baixo. Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS Figura 1: repolho roxo. Fonte: autores. Podemos observar apenas o tubo de ensaio 8v não teve alteração de cor. Sendo que os demais tubos apresentaram: • Tubo 1v coloração rosa bem claro. • Tubos 2v, 3v e 4v coloração rosa claro. • Tubo 5v coloração rosa mais forte, em relação aos demais. • Tubo 6v coloração verde. • Tubo 7v coloração verde muito claro. As colorações apresentadas foram mais fracas do que esperado. Uma explicação plausível para isso seria falha humana, pois o conta-gotas utilizado foi de volume menor do que o utilizado para os demais indicadores. As soluções do tubo 1v,2v,3v,4v e 5v são soluções ácidas, já dos tubos 6v e 7v as soluções são básicas. O tubo 8v que não ocorreu alteração de cor pode ser listado como solução neutra. 2.3 Indicador alaranjado de metila O indicador alaranjado de metila também apresentou mudança de coloração. Como está representado na figura a baixo. Figura 2: alaranjado de metila Fonte: autores. Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br 1v 2v 3v 4v 5v 6v 7v 8v MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS Observamos em todos os tubos de ensaio ocorreu alteração de cor. Apresentando nos tubos 1v até o tubo 5v diferentes tons rosa/vermelho, já no tubo 6v até o tubo 8v obtivemos cores amarelas. Analisamos que as soluções dos tubos 1v até 5v são ácidos e as soluções dos tubos 6v até o 8v são bases. Como mostra a faixa de indicação de pH a baixo. Figura 3: indicador alaranjado de metila Fonte: Utilização de indicadores em ácido-base, educa. 2.4 Indicador de fenolftaleína O indicador fenolftaleína apresentou pouca mudança de cor, apenas nos tubos 6v e 7v obtiveram coloração rosa, como podemos observar na figura a seguir. Figura 4: fenolftaleína Fonte: autores. Podemos observar na tabela de indicador de ph para fenolftaleína, que as soluções 1v, 2,v, 3v, 4v, 5v e 8v são ácidos e as soluções 6v e 7v são soluções básicas. Figura 5: indicador de fenolftaleína Fonte: Utilização de indicadores em ácido-base, educa. 2.5 Indicador vermelho de metila Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br 1v 2v 3v 4v 5v 6v 7v 8v 1v 2v 3v 4v 5v 6v 7v 8v MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS O indicador vermelho de metila não apresentou mudança de coloração apenas na solução do tubo 8v. As demais apresentaram coloração rosa muito claro e amarelo com tons forte e fraco. Como podemos observar na figura a baixo. Figura 6: vermelho de metila Fonte: autores. Segundo o indicador de ph para vermelho de metila apresentado a baixo, podemos afirmar que as soluções 1v,2v,3v,4v e 5v são ácidas e as soluções 6v e 7v são básicas. Figura 7: indicador para vermelho de metila Fonte: Utilização de indicadores em ácido-base, educa. 2.6 Indicador azul de bromotimol O indicador azul de bromotimol apresentou em todas as soluções mudança de coloração, sendo elas amarelo no tubo 1v até 5v, azul no tubo 6v e 7v e verde-claro no tubo 8v. Como podemos avaliar na figura a baixo. Figura 8: azul de bromotimol Fonte: autores. Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br 1v 2v 3v 4v 5v 6v 7v 8v 1v 2v 3v 4v 5v 6v 7v 8v MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS Segundo o indicador para azul de bromotimol na figura a baixo, podemos analisar que as soluções dos tubos 1v,2v,3v,4v e 5v são ácidos, as soluções 6v e 7v são básicos já o 8v pela coloração esverdeada pode-se afirmar que é neutro. Figura 9: indicador para azul de bromotimol Fonte: Utilização de indicadores em ácido-base, educa. Com a utilização de outros indicadores, também realizamos a avaliação do pH de cada solução, sendo eles: papel indicador universal, papel-filtro com vermelho de metila, indicadores de pH e pHmetro. Obtendoassim os seguintes resultados listados na tabela a baixo. Tabela 11: indicadores de ph. Fonte: autores. Como podemos analisar o papel tornassol apresentou apenas nas soluções do tubo 5v,6v e 7v mudança de cor. Sabendo que em contato com uma base o papel muda da cor vermelha para a azul e em presença de uma solução ácida muda da cor azul para a vermelha. Podemos afirmar que o tubo contendo a solução 5v é ácido pois apresenta cor rosa e os tubos 6v e 7v são básicos pois apresentam coloração azul. O papel-filtro com vermelho de metila obteve mudança de cor apenas na 5v,6v,7v e 8v, com coloração rosa, amarelo e vermelho mais claro. Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br Soluções Indicadores de Ph Medidor de Ph (pHmetro) 1 V Acido acético sem alteração sem alteração Ph 3 2,55 2 V HCL 0,01M sem alteração sem alteração Ph 2 1,72 3V HCL 0,001 M sem alteração sem alteração Ph 5 2,87 4V HCL 0,0001 M sem alteração sem alteração Ph 4 2,9 5V HCL 0,3 M Rosa Claro Rosa Ph 0 0,1 6V NaOH 0,01 M Azul/Roxo Amarelo Ph 11 11,2 7V NaOH 0,001 M Azulzinho Mais claro Ph 8 10,2 8V NaOH 0,0001 M sem alteração Mais claro Ph 7 4,9 Papel Indicador Universal Papel Filtro com Vermelho de metila MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS O indicador de pH universal se mostrou muito eficiente. O medidor de pH (phmetro) apresentou resultados parecidos, porém não precisos. Fazendo a comparação entre os dois verificamos diferenças significativas, como demostrados na tabela a baixo. Tabela 12: comparação dos pH. Tubos Indicador de pH pHmetro 3v 5 2,87 4v 4 2,9 7v 8 10,2 8v 7 4,9 Fonte: os autores. Uma hipótese a ser levada em consideração seria o pHmetro estar descalibrado, uma vez que deu erro em mais de um aparelho que utilizamos. Outra hipótese seria o erro ao utilizar o pHmetro uma vez que é recomendado entre as medidas das soluções seria manter o eletrodo imerso na solução descanso por alguns minutos (solução de Kcl 3 Mol L-1) e pHmetro em standy by. O que não foi realizado, apenas foi limpo o eletrodo com água destilada e feito a secagem, assim realizando a próxima medição. 2.7 Conclusão A utilização de medidores e indicadores são importante para saber o pH das soluções antes de utilizá-las em laboratório ou até mesmo no cotidiano. Com as análises utilizadas nesta prática, conseguimos observar e chegar ao consenso que para se obter resultados mais preciso é necessário, obedecer alguns critérios essenciais, como por exemplo a calibração e descanso do pHmetro para que se consiga obter resultados precisos. 3 PRÁTICA 3-MISTURA DE SOLUÇÕES COM REAÇÃO QUÍMICA – TITULAÇÃO 3.1 Materiais e Métodos Materiais: Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS • Bureta de 25 ou 50mL; • Pipeta volumétrica de 10mL; • Erlenmeyer de 100mL; • Becker de 50mL; • Becker de 100mL; • Funil de vidro; • Suporte universal; • Pera de borracha; • Balão volumétrico; • Espátula. Reagentes: • Hidróxido de Sódio (NaOH)- concentração 0,1 mol/L. • Ácido Clorídrico (HCl)-concentração desconhecida – 250mL. • Indicador fenolftaleína. Procedimento experimental: Em um Becker foi adicionado 40mL de NaOH 0,1mol/L, com auxílio do funil transferimos a solução para bureta. Tomando o cuidado para que não ocorresse bolhas de ar na bureta, e quando formava-se bolhas zerávamos a bureta e iniciávamos o procedimento novamente. Logo após em um erlenmeyer pipetamos 10 mL de HCl de concentração desconhecida, no mesmo recipiente adicionamos 2 gotas de indicador fenolftaleína. Para iniciar a titulação é necessário tomar muito cuidado e seguir a risca os procedimentos, primeiro com a mão esquerda abrir a torneira da bureta e com a mão direita segurar o erlenmeyer agitando continuamente para homogenização, no instante que observamos o ponto de equivalência, ou seja, mudança de coloração foi fechado a torneira da bureta. Por fim realizamos a leitura do volume utilizado para aquela titulação, e através de cálculos determinamos a concentração do HCl, também sendo calculado a média, desvio padrão e erro relativo. Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS 3.2 Concentração molar de HCl de solução desconhecida Na aula de “Mistura de soluções com reação química - Titulação”, o Hidróxido de Sódio - NaOH (de concentração 0,1 mol/L) foi adicionado ao Ácido Clorídrico – HCl (de concentração desconhecida- frasco 2) acompanhado do indicador fenolftaleína, até se obter o ponto de equivalência, na tonalidade rosa, como podemos observar na figura a baixo. Figura 9: titulação. Fonte: autores. O procedimento foi realizado a fim de obter a concentração do reagente Ácido Clorídrico, pertencente ao frasco 2. Para isto, são utilizados os valores da concentração de NaOH, o volume de HCl utilizado e os volumes de NaOH, obtidos a partir do procedimento, o qual foi realizado sete vezes. Os resultados obtidos do volume de NaOH podemos observar na tabela abaixo: Tabela 13: Resultados NaOH 9,4 + 9,1 + 9,1 + 9,6 + 9,5 + 9,1 + 9,2 ∑ = 9,2857 Fonte: Autores • A reação entre o ácido forte e a base forte é a seguinte: NaOH + HCl => H2O +NaCl Na proporção de:1 mol + 1 mol 1 mol + 1 mol Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS • O cálculo utilizado para determinar a concentração de HCl é: mNaOH . vNaOH = mHCl . VHCl Onde: “mNaOH” é a concentração do NaOH equivalente à 0,1 mol/L; “vNaOH” é o volume de NaOH, obtido através da média dos valores encontrados – 9,2857; “mHCl” é a concentração de HCl, o valor procurado; e “vHCl” que é o volume de HCl utilizado – 10 mL. mNaOH . vNaOH = mHCl . vHCl 0,1 . 9,2857 = mHCl . 10 mHCl = 0,928/10 mHCl = 0,0928 mol/L 3.3 Cálculos de Desvio Padrão e Erro Relativo A fim de se obter uma maior significância do valor encontrado da concentração de HCl, realizamos os cálculos de Desvio Padrão e o Erro Relativo: Desvio Padrão = √ (“x” - ∑)2 / n DP= √ (9,4 - 9,2857)2 + (9,1 – 9,2857)2 + (9,1 – 9,2857)2 + (9,6 – 9,2857)2 + (9,5 – 9,2857)2 + (9,1 – 9,2857)2 + (9,2 – 9,2857)2 / 7 DP= √ 0,0131 + 0,0345 + 0,0345 + 0,0988 + 0,0459 + 0,0345 + 0,0073 / 7 DP= √ 0,2686 / 7 DP= √ 0,0384 DP= 0,196 Erro = DP / √ n Erro = 0,196 / √ 7 Erro = 0,196 / 2,6457 Erro = 0,0741 Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS Por meio dos cálculos, podemos concluir que as médias não diferiram significativamente, portanto a concentração do HCl – Frasco 2, fica em torno de 0,0928 mol/L. 3.4 Conclusão Nométodo de titulação, também são essenciais os cuidados para realização do procedimento, a fim de determinarmos as concentrações adequadas para se atingir o ponto de equivalência, que ocorre quando a quantidade adicionada de titulante é quimicamente equivalente à quantidade da solução de analítica. Os indicadores são frequentemente adicionados à solução de analítico para produzir uma alteração física visível, próximo ao ponto de equivalência. As alterações nas concentrações levam ao aparecimento ou desaparecimento de uma cor, uma alteração de cor ou aparecimento e desaparecimento de turbidez. As titulações são amplamente utilizadas na química analítica, para a determinação de muitas espécies, como ácidos, bases, oxidantes, íons metálicos, proteínas, entre outros. Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS CANOINHAS 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BACCAN, Nivaldo. Química Analítica quantitativa elementar. 3° ed. São Paulo: Blucher – Instituto Mauá de tecnologia, 2001. Indicadores químicos. Disponível em: http://educa.fc.up.pt/ficheiros/fichas/641/ficha2.pdf. Acessado em: 22/09/2018 às 20:00. SKOOG, Douglas A.. Fundamentos da Química Analítica. 9° ed atual. São Paulo: Cengage Learning, 2014. Av. Expedicionários, nº 2150 – Campo da Água Verde 89460-000 – Canoinhas/SC Fone: (47) 3627-4500 www.ifsc.edu.br 1. PRÁTICA 1-PREPARO DE SOLUÇÕES E DILUIÇÕES 1.1 Materiais e Métodos 1.2 Preparação de soluções dada a percentagem em massa de solução 1.3 Preparação de soluções estoque aquosas 1.4 Preparação de soluções dadas em molaridade 1.5 Diluição de soluções dada a percentagem em massa 1.6 Diluição de soluções dada a concentração comum 1.7 Diluição de solução dada em molaridade 1.8 Conversão de unidades 1.9 Conclusão 2. PRÁTICA 2-MEDIDAS DE pH E USO DE INDICADORES 2.1 Materiais e métodos 2.2 Indicador repolho roxo 2.3 Indicador alaranjado de metila 2.4 Indicador de fenolftaleína 2.5 Indicador vermelho de metila 2.6 Indicador azul de bromotimol 2.7 Conclusão 3 PRÁTICA 3-MISTURA DE SOLUÇÕES COM REAÇÃO QUÍMICA – TITULAÇÃO 3.1 Materiais e Métodos 3.2 Concentração molar de HCl de solução desconhecida 3.3 Cálculos de Desvio Padrão e Erro Relativo 3.4 Conclusão 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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