Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
56 EXPERIMENTO N4. VOLUMETRIA ÁCIDO-BASE. ACIDIMETRIA. DETERMINAÇÃO DE ESPÉCIES ALCALINAS - MÉTODO WINKLER (INDIRETO) 1 - OBJETIVO - Padronizar a solução de HCl 0,1 mol L-1. - Determinar a concentração das espécies alcalinas em duas amostras alcalinas conhecidas pelo Processo Indireto. 2 - RESUMO A teoria envolvida nesse processo está descrita no resumo do experimento No. 3 (consultar). O processo desenvolvido por Winkler, consiste na determinação indireta de misturas alcalinas utilizando solução de cloreto de bário, BaCl2, 10 %(m/v) como reagente precipitante para carbonatos. Neste método tem que se conhecer, previamente, do que consiste a mistura alcalina. 2.1 - Mistura contendo hidróxido e carbonato alcalinos Na determinação de misturas de hidróxido e carbonato alcalinos são feitas duas titulações, tomando- se duas alíquotas de mesmo volume de amostra, procedendo-se da seguinte forma: Na primeira alíquota de amostra adiciona-se cloreto de bário 10%(m/v), em excesso, como objetivo de precipitar todo carbonato presente sob a forma de carbonato de bário (BaCO3 – sal pouco solúvel). Como foi adicionado excesso de BaCl2 tem-se a garantia que a solução só contém a espécie alcalina –OH. Para quantificar o –OH faz-se a titulação da solução com solução padronizada de HCl, em presença de indicador fenolftaleína. Na segunda alíquota de amostra adiciona-se somente o indicador alaranjado de metila e faz-se a titulação da amostra com solução padronizada de HCl. Nesta titulação todo o hidróxido e todo o carbonato (alcalinidade total) são neutralizados pelo HCl. Sabendo-se a alcalinidade total e a alcalinidade proveniente do hidróxido alcalino, pode-se calcular o carbonato alcalino na amostra original. 2.2 - Mistura contendo bicarbonato e carbonato alcalinos Na determinação de misturas de bicarbonato e carbonato alcalinos também são feitas duas titulações, tomando-se duas alíquotas de mesmo volume de amostra, procedendo-se da seguinte 57 forma: Na primeira alíquota de amostra adiciona-se uma quantidade exatamente conhecida de NaOH (volume x concentração) e isenta de carbonato. Nesta etapa, o NaOH reage com o bicarbonato da amostra alcalina. Após, adiciona-se a esta solução, cloreto de bário 10%m/v, em excesso, para precipitação completa do carbonato, sob a forma de carbonato de bário (BaCO3). A titulação é feita com HCl, na presença de fenolftaleína. Nesta titulação, o volume de HCl gasto é usado para quantificar o NaOH que restou após a reação com o bicarbonato. Na segunda alíquota de amostra adiciona-se somente o indicador alaranjado de metila e faz-se a titulação da amostra com solução padronizada de HCl. Nesta titulação todo o hidróxido e todo o carbonato (alcalinidade total) são neutralizados pelo HCl. Sabendo-se a alcalinidade total e a alcalinidade proveniente do bicarbonato, pode-se calcular o carbonato alcalino na amostra original. Neste caso a alcalinidade do bicarbonato é calculada pela diferença entre a quantidade de hidróxido adicionada e o que titulado pela solução de HCl na titulação da primeira alíquota de amostra. 3 – INDICADORES USADOS NESTE EXPERIMENTO Neste experimento, para a padronização do HCl (acidimetria), o VERMELHO DE METILA [(vermelho alaranjado) 4,4 > pH > 6,2 (amarelo)] foi o indicador de pH escolhido (ler maiores considerações no item 4 do Experimento n° 1). Na determinação das frações alcalinas serão usados dois indicadores: a FENOLFTALEÍNA [(incolor) 8,2 > pH > 9,8 (rosa)] e o ALARANJADO DE METILA [(laranja) 3,1 > pH > 4,4 (amarelo)], conforme a explicação dada anteriormente neste capítulo. As suas estruturas encontram-se no item 4 do Experimento n° 2. 4- EQUAÇÕES ENVOLVIDAS 4.1 – Padronização da solução de HCl 0,1 mol/L Na2B4O7.10H2O+2HCl4H3BO3+2NaCl+5H2O 4.2 - Determinação do teor de CO3 = e OH-: Na2CO3+BaCl2BaCO3(s)+2NaCl branco NaOH+HClNaCl+H2O 4.3 - Determinação do teor de CO3 = + HCO3 -: NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O 58 Na2CO3+BaCl2BaCO3(s)+2NaCl branco NaOH+HClH2O+NaCl 5 - PARTE EXPERIMENTAL 5.1 Padronização da solução de HCl 0,1 mol L-1 a) Pipetar 25,00 mL de solução padrão bórax (Na2B4O7.10 H2O) 0,05000 mol L -1 e transferir para um erlenmeyer de 250 mL. b) Adicionar 4-5 gotas de indicador vermelho de metila 0,1% (m/v), sabendo que a faixa de pH de mudança de cor do indicador vermelho de metila é: pH>6,2 (amarelo) – pH < 4,4 (vermelho alaranjado). A solução fica amarela. c) Lavar a bureta com mais ou menos 5 mL do ácido preparado. Enchê-la até 1 a 2 mL acima do traço do 0,00, abrir a torneira para completar toda a bureta com o ácido diluído preparado no item 4.1 e ajustar o volume em 0,00. (Sempre que usar a bureta deverá proceder como foi indicado). d) Colocar o erlenmeyer contendo a solução padrão (bórax) e o indicador sobre um fundo branco (folha de papel) e adicionar o ácido diluído, da bureta. Durante a adição do ácido, o frasco deve ser agitado constantemente, enquanto a outra mão controla a torneira da bureta. Próximo do ponto estequiométrico (próximo da viragem do indicador), lavar as paredes do erlenmeyer com água destilada (com auxílio de pissete) e continuar a titulação, cuidadosamente, adicionando o ácido, gota a gota, até obter a cor vermelha - alaranjada do indicador. e) Anotar o volume gasto de solução de HCl ( VP ) f) Determinar a concentração molar (mol L-1 ou mmol mL-1) da solução de HCl. 5.2 - Determinação da alcalinidade total (CO3 = e -OH) da amostra 5.2.1 - Determinação da alcalinidade referente à espécie alcalina –OH: a) Pipetar uma alíquota de 25,00mL de solução amostra alcalina para erlenmeyer de 250 mL, previamente lavado. b) Adicionar 10 mL de solução de BaCl2 10 %(m/v), com auxílio de proveta ou pipeta graduada. Haverá formação de um precipitado branco. Adicionar 4 gotas de indicador fenolftaleína 0,1%(m/v). A solução fica rosa. 59 c) Titular com solução de HCl de concentração molar exata e conhecida (item 5.1.), gota a gota, até o desaparecimento da cor rosa. d) Anotar o volume gasto de HCl (V1). 5.2.2 - Determinação da alcalinidade total (CO3 = + OH-) da amostra a) Pipetar 25,00mL de solução amostra alcalina para o erlenmeyer de 250mL. b) Adicionar 4-5 gotas de alaranjado de metila 0,1%(m/v). A solução fica amarela. c) Titular com solução de HCl de concentração molar exata e conhecida (item 5.1), gota a gota, até o aparecimento de cor laranja. d) Anotar o volume gasto de HCl (V2). e) Determinar a alcalinidade total em concentração molar. f) Determinar também a alcalinidade de NaOH e Na2CO3, separadamente, na mistura alcalina, em %(m/v) e concentração molar. 5.3 - Determinação do teor de CO3 = e HCO3 - da amostra 5.3.1 – Determinação da alcalinidade referente à espécie alcalina, HCO3 - a) Pipetar outra alíquota de 25,00mL de solução amostra alcalina para o erlenmeyer de 250mL. b) Adicionar 20,00mL de NaOH de concentração molar exata e conhecida (ver concentração exata com o professor) isenta de carbonato, com auxílio de uma pipeta volumétrica. c) Adicionar 10mL de solução de BaCl2 10%(m/v) , com auxílio de uma proveta ou pipeta graduada. Há formação de um precipitado branco. Acrescentar 4-5 gotas de fenolftaleína 0,1%(m/v). A solução fica rosa. d) Titular com solução de HCl de concentração exata e conhecida (item 5.1) até o desaparecimento da cor rosa. e) Anotar o volume gasto de HCl (V3). 5.3.2 – Determinação da alcalinidade total (CO3 = + HCO3 -) da amostra a) Pipetar 25,00mL de solução amostra alcalina para o erlenmeyerde 250mL. b) Adicionar 4-5 gotas de indicador alaranjado de metila 0,1 %(m/v). A solução fica amarela. c) Titular com solução de HCl de concentração exata e conhecida (item 5.1) até o aparecimento da cor laranja. d) Anotar o volume gasto de HCl (V4). e) Determinar a alcalinidade total em concentração molar na mistura alcalina. f) Determinar também a alcalinidade de Na2CO3 e NaHCO3, separadamente, na mistura alcalina, em %(m/v) e concentração molar. 60 6 - CÁLCULOS 6.1. Padronização da solução 0,1 mol/L de HCl nHCl =2nBórax (MVP)HCl = 2 (MV)Bórax 6.2 - Determinação do teor de carbonato e hidróxido 6.2.1 Alcalinidade de NaOH nHCl=(MV1)HCl nHCl=nNaOH MNaOH=nNaOH /Valíquota 6.2.2 Alcalinidade total nHCl=(MV2)HCl nHCl=nNaOH+2nNa2CO3=ntotal M Total=ntotal/Valíquota 6.2.3- Alcalinidade de Na2CO3 2nNa2CO3 =(ntotal-nNaOH) MNa2CO3=[MTotal-MNaOH]/2 6.3 - Determinação do teor de carbonato e bicarbonato 6.3.1 Alcalinidade de NaHCO3 nOH(total)=(MV)NaOHad. nHCl =(MV3)HCl=nOH (excesso) nOH(total)=nOH(excesso)+nNaHCO3 nNaHCO3 =nOH(total)-nOH (excesso) MNaHCO3= nNaHCO3/Valíquota 6.3.2- Alcalinidade total nHCl=(MV4)HCl 61 nHCl=nNaHCO3+2nNa2CO3=ntotal M Total=ntotal/Valíquota 6.3.3 - Alcalinidade de Na2CO3 nNa2CO3=(ntotal-nNaOH)/2 M Na2CO3=[MTotal-MNaHCO3]/2 6.4 - Massa molar das espécies alcalinas envolvidas nos cálculos NaOH = 40 g/mol Na2CO3 = 106 g/mol NaHCO3 = 84 g/mol
Compartilhar