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Aula Prática 07: Volumetria de Neutralização Análise da Alcalinidade Total da Soda Cáustica Comercial 1. Introdução Dois métodos podem ser usados para se determinar à mistura de Carbonato de Sódio (Na2CO3) e de Hidróxido de Sódio (NaOH) na soda cáustica comercial. No primeiro método, inicialmente, determina-se o álcali total (carbonato + hidróxido) pela titulação com solução padrão de ácido clorídrico 0,1 mol/L e indicador metilorange, ou metilorange, ou azul de bromofenol. Numa outra alíquota da solução, precipita-se o carbonato com um ligeiro excesso de solução de cloreto de bário (BaCl2) e sem filtrar, titula-se a solução com ácido padrão do ácido e azul de timol ou fenolftaleína como indicador. Esta titulação dá o teor de hidróxido de sódio e por subtração deste valor do volume na primeira titulação, se tem o volume de ácido correspondente ao carbonato de sódio. Na2CO3(aq) + BaCl2(aq) BaCO3(s) + 2 NaCl(aq) O segundo método adota um indicador misto, constituído por 6 partes de azul de timol e 1 parte de vermelho de cresol. Esta mistura é violeta no pH 8,4, azul no pH 8,3 e rosa no pH 8,2. Com este indicador misto, a mistura tem a cor violeta em solução alcalina e vira para o azul nas vizinhanças do ponto de equivalência. Ao se fazer à titulação, o ácido é adicionado lentamente até que a solução tenha coloração rosa. Neste estágio, todo o hidróxido foi neutralizado e o carbonato convertido a hidrogenocarbonato. Seja V(mL) o volume do ácido padrão consumido: OH- + H+ H2O CO3 2- + H+ HCO3 - Faz-se outra titulação com o indicador metilorange, ou metilorange e carmim de índigo, ou azul de bromofenol, e sendo V(mL) o volume de ácido consumido, temos: OH -+ H+ H2O CO32- + 2H+ H2CO3 H2CO3 H2O + CO2 Então é possível determinar o teor correspondente ao hidróxido e ao carbonato e a alcalinidade total. Para se obter resultados satisfatórios com este método, a solução titulada deve estar fria a 0°C e deve-se impedir, tanto quanto for possível, a perda de dióxido de carbono, mantendo-se a ponta da bureta dentro do líquido. Portanto, este método é extremamente inviável em relação ao primeiro. 2. Objetivos Determinar a concentração de álcali total (carbonato e hidróxido) de uma amostra de soda cáustica comercial por titulação com solução de HCl 0,1 mol/L padronizada, utilizando o primeiro método de análise. 3. Materiais e Reagentes Béquer de 400 mL Espátula e bastão de vidro Proveta de 250 mL Balão volumétrico de 1000mL Erlenmeyer de 250 mL (3 por grupo) Pipetas volumétricas de 50mL Manta aquecedora e reostato Termômetro Bureta de 50 mL Pipeta graduada de 10 mL Agitador magnético Barra magnética Soda cáustica comercial Fenolftaleína 1% Solução de ácido clorídrico 0,1 mol/L Solução de cloreto de bário 5% Alaranjado de metila 1% 4. Procedimento Experimental 4.1. Preparação da amostra (por turma): Pese num béquer de 400 mL cerca de 5g de soda cáustica e adicione cerca de 250 mL de água destilada para dissolver a amostra. Agite com cuidado, pois a amostra é corrosiva! Transfira quantitativamente para um balão volumétrico de 1000 mL. Lave o béquer com porções de água destilada e complete o menisco no traço de aferição. Agite bastante o balão. 4.2. Determinação do Teor da Pureza da Soda Cáustica Pipete duas alíquotas de 25 mL da solução da amostra e transfira para dois erlenmeyer de 250 mL. No primeiro erlenmeyer, adicione duas gotas do indicador alaranjado de metila. Lave a bureta com a solução de HCl 0,1 mol/L e acerte o menisco. Titule a amostra do primeiro erlenmeyer até mudança de cor de alaranjado para vermelho (rosado). Anote o volume. A diferença entre os volumes gastos pelos grupos não deve ser maior que 0,1mL. Nesta titulação obtém-se a alcalinidade total (hidróxido + carbonato). No segundo erlenmeyer, aqueça a outra alíquota de 25 mL até 50°C e adicione gota a gota, com o auxílio de uma pipeta, solução de cloreto de bário 5% até que não se forme precipitado. (Aproximadamente 5 mL). Resfrie a temperatura ambiente, adicione duas gotas de fenolftaleína 1%. Acerte e titule com solução de ácido clorídrico 0,1 mol/L muito lentamente, com agitação constante. Nesta titulação obtém-se a alcalinidade devida ao hidróxido. O ponto final é a mudança de cor do indicador de rosa para incolor. Calcule o teor de hidróxido e carbonato na soda cáustica. 5. Resultados Primeiro volume gasto de HCl com amostra de soda (mL): Segundo volume gasto de HCl com amostra de soda (mL): % NaOH na Soda cáustica comercial: % Na2CO3 na Soda cáustica comercial: 6. Questões Pós - Laboratório 1. Calcule a concentração de hidróxido se sódio e carbonato de sódio na amostra de rósea cáustica comercial, sabendo-se que: MM NaOH: 44 g/mol e MM Na2CO3: 105,99 g/mol. 2. O que acontece com a amostra ao adicionar gota a gota, solução de cloreto de bário 1%? O resultado deste procedimento interfere na análise? Justifique. 3. Pesquise sobre o processo industrial de obtenção da soda cáustica. 7. Referências Bibliográficas VOGEL, A.I. Análise Química Quantitativa. 5ª Edição. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1992.
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