5º RELATÓRIO Analítica Qualitativa[1]

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS – DCET
CURSO: QUÍMICA LICENCIATURA
CET670 – QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA
TITULAÇÃO ÁCIDO-BASE
ILHÉUS
Dezembro/2018
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS – DCET
CURSO: QUÍMICA LICENCIATURA
CET670 – QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA
TITULAÇÃO ÁCIDO-BASE
Relatório solicitado pelo Professor Antônio de Santana Santos como cumprimento das atividades da disciplina Química Analítica Qualitativa P01, do Curso de Licenciatura em Química, na Universidade Estadual de Santa Cruz.
Por: Danielly Cardoso Cavalcante, Sarah Maurício Novaes e Cristina Araújo Ferreira.
ILHÉUS
Dezembro/2018
INTRODUÇÃO
Existem vários tipos de titulação, entre elas destacam-se a titulação ácido base, titulação de oxido-redução e titulação de complexação. Através da titulação ácido-base é possível determinar a quantidade de uma substância ácida ou básica presente em uma amostra. O objetivo da titulação de uma solução ácida com uma solução básica é a determinação da quantidade exata de base que é química mente equivalente à quantidade de ácido presente. A solução resultante contém o sal correspondente. (VOGEL, Arthur I.,1981).
As soluções tampões são soluções que resistem a mudanças de pH quando a elas são adicionados ácidos ou bases ou quando uma diluição ocorre. Essa resistência é resultado do equilíbrio entre as espécies participantes do tampão. Um tampão é constituído de uma mistura de um ácido fraco e sua base conjugada ou de uma base fraca e seu ácido conjugado.
Os tampões têm um papel importante em processos químicos e bioquímicos, nos quais é essencial a manutenção do pH. Assim, muitos processos industriais e fisiológicos requerem um pH fixo para que determinada função seja desempenhada. Por exemplo, o sistema tampão HCO3 –/H2CO3 é importante fisiologicamente, uma vez que controla o transporte de CO2 no sangue e o pH do mesmo.
É importante lembrar que existe um limite para as quantidades de ácido ou de base adicionadas a uma solução tampão antes que um dos componentes seja totalmente consumido. Esse limite é conhecido como a capacidade tamponante de uma solução tampão e é definido como a quantidade de matéria de um ácido ou base fortes necessária para que 1 litro da solução tampão sofra uma variação de uma unidade no pH.
Os sistemas tampões são escolhidos de acordo com a faixa de pH que se deseja tamponar, utilizando-se a equação de Henderson-Hasselbalch. Com o propósito da derivação dessa equação, algumas considerações serão feitas a seguir. De acordo com a teoria de ácidos e bases de Brönsted-Lowry, um ácido (HA) é uma espécie química doadora de prótons (H+) e uma base (B) é uma espécie química aceptora de prótons. Após o ácido (HA) perder seu próton, diz-se existir como base conjugada (A–). Da mesma maneira, uma base protonada é dita existir como ácido conjugado (BH+).
Os tampões têm a propriedade de resistir a mudanças no pH. Isto ocorre porque essas soluções contêm um componente ácido e um básico em sua constituição. (Almeida, A. F. et al, 2009)
OBJETIVO
Este relatório tem por objetivo apresentar o comportamento de uma titulação envolvendo o sistema ácido fraco – base forte, a fim de apresentar o pH durante determinados volume e o momento tampão. 
MATERIAIS E REAGENTES
Equipamentos e Vidrarias 
Balança
Bastão de Vidro
Garra
Suporte para Bureta
Béquer 100mL
Proveta 100mL
Bureta 50mL
Reagentes e Soluções
Hidróxido de Sódio – NaOH 0,3 mol/L
Ácido Acético – CH3COOH 0,2 mol/L
Água destilada
METODOLOGIA
Procedimento Experimental – Titulação ácido-base.
 
Com o auxílio de uma balança pesou-se o Hidróxido de Sódio em um béquer de 100mL para preparar a solução a 0,3mol/L, foi necessário a utilização de uma proveta para medir 100mL de água destilada, em seguida adicionou-se ao béquer, e com o bastão de vidro agitou-se a solução.
Montou-se o sistema de titulação com o suporte de bureta e a garra. Após, colocou-se a bureta de 50mL presa na garra na bureta colocou-se solução de Hidróxido de Sódio e calibrou-se.
Em seguida, colocou-se o béquer com a solução de Ácido Acético para iniciar a Titulação Ácido fraco e Base forte. 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
5.1.1- Titulação ácido-base para identificação da solução tampão. 
Foi necessário realizar a solução de Hidróxido de sódio a 0,3 mol/L, calculou-se: 
Na pesagem se obteve 1,2056g para 100mL, após a solução pronta, preparou-se o peagâmetro para medir o pH. 
Ao colocar o phametro no béquer contendo 40 mL de H3COOH foi observado o pH inicial da solução ácida sendo igual a 2,15 a medida que foi adicionando mais NaOH o valor do pH foi variando como mostra a tabela 02. 
De acordo com Atkins quando uma base forte é adicionada no ácido fraco, as soluções reagem completamente, pois a constante de equilíbrio envolvida na reação é grande. Neste caso haverá a formação de um sistema tampão envolvendo um par ácido/base conjugado, como mostra a equação, logo podemos esperar que o pH aumente.
H3COOH(aq) + NaOH(aq) ⇆ NaH3COO(aq) + H2O(l) Eq. 1
O pH é governado pela espécie em maior quantidade na solução com a adição de uma base forte ao ácido fraco, a reação forma um sal da base conjugada do ácido fraco, esse sal afeta o pH e que dever ser levado em conta na solução tampão. (ATKINS, 2012 p.490).
Para este experimento foram feito cálculos para determinar a variação do pH resultante quando adicionado NaOH em 0,0 mL,8,0 mL,12,0mL e 20,5 mL.
	
Tabela 1: Dados do experimento para realização dos cálculos:
	Ka ácido acético
	1,80x10-5
	Concentração do H3COOH
	0,2 mol/L
	Vol.
	40,0 mL
	Concentração de NaOH
	0,3 mol/L
Em 0,0 mL de NaOH:
 CH3COOH (aq) + OH-(aq) ⇆ H2O (l) + CH3COO- (aq)
	I
	0,2M
	0
	0
	V
	-X
	+X
	+X
	E
	0,2-X
	X
	X
pH=-log 1,9x10-3
pH=2,72
 O cálculo da curva de titulação foi feito em 5 etapas.
Em 8,0 mL de NaOH
1ª etapa: antes do início da titulação: a solução continha apenas ácido fraco e água, sendo o pH determinado pela dissociação do ácido fraco.
Determinação da quantidade inicial do H3COOH a partir de: 
 n
2ª etapa: antes de atingir o ponto de equilíbrio nesta região houve uma mistura de ácido fraco com o sal formado pela reação do ácido com a base forte. O pH é determinado pela solução tampão formada quando adicionou 8 ml de NaOH.
3ª etapa: no P.E.: nesta região a quantidade de base adicionada foi suficiente para reagir com todo o ácido presente na solução produzindo água. O pH é determinado pela dissociação do sal formado pela reação do ácido acético com a solução de hidróxido de sódio. 
Determinação das quantidades de H3COOH e H3COO- após a neutralização usando 1 mol de OH- para 1 mol de H3COOH e 1 mol de OH- para 1 mol de H3COO- 
0,0024 mol de OH- produz 0,0024 mol de H3COO-
Deixa 0,008mol – 0,0024 mol=0,0056mol de H3COOH
4º etapa: após o P.E.: nesta região haverá adição de excesso de base a solução inicial de ácido. O pH é determinado pelo excesso de OH- proveniente da solução de NaOH.
Nesta etapa é determinada as concentrações de ácido e da base conjugada usando [HA]= n/V em que o volume total é V=Vanalito+Vtitulante
 
5ª Etapa: determinação do pH: O equilíbrio de transferência de prótons para H3COOH em água é mostrada na equação 2.
CH3COOH (aq) + H2O(l) ⇆ H3O+ (aq) + CH3COO- (aq) Eq. 02
pKa do ácido acético é 4,74 
Utilizando a equação pH= pKa + log ([CH3COO-] /[CH3COOH])
Então temos: 
pH= 4,37
ΔpH = 4,37-2,15
ΔpH= 2,22
em 12,0 Ml
M= = 0,153mol/L
Ka.Kb=Kw
Kb= -1,0x1014 
 1,8x10-5
 Kb= 5,56x10-10 
 CH3COOH (aq) + OH-(aq) ⇆ H2O (l) + CH3COO-(aq)
	I
	0,153M
	0
	0
	V
	-X
	+X
	+X
	E
	0,153-X
	X
	X
5,56x10-10 = __ x-2______
0,153-X
X=9,13x10-6 mol/L
pOH=-log[9,13x10-6mol/L]
pOH= 5,04
pH= pOH-14
pH=14-5,04
pH=8,96
Em 20,5 mL.
n=0,3mol . 0,0205L
n=0,0061mol
0,008mol de CH3COOH -0,0061mol de NaOH
n=0,0019 mol
CH3COOH (aq) + OH-(aq) ⇆ H2O (l) + CH3COO- (aq)
pOH=-log[0,031mol/L]
pOH= 1,51
PH= Poh-14
Ph=14-1,51
Ph=12,49
Tabela 2: Volumes de NaOH 0,2 mol L-1 valores de pH experimentais e teóricos.
	Volume de NaOH (mL)
	pH Experimental
	pH Teórico
	
	0,0
	2,15
	*2,72
	
	1,0
	2,20
	**
	2,0
	3,07
	**
	2,5
	3,19
	**
	3,0
	3,19
	**
	4,0
	3,48
	**
	4,5
	3,52
	**
	5,1
	3,57
	**
	6,0
	3,57
	**
	7,0
	3,74
	**
	7,4
	3,77
	**
	8,0
	3,80
	4,73
	8,5
	3,85
	**
	9,0
	3,88
	**
	9,5
	3,88
	**
	10,0
	3,88
	**
	10,5
	3,90
	**
	11,0
	4,02
	**
	12,0
	4,17
	8,96
	18,5
	4,80
	**
	19,5
	4,92
	**
	20,5
	5,00
	12,49
	21.5
	5,13
	**
Houve uma discrepância nos valores experimentais do valor teórico isso pode ter acontecido devido o pHmetro está desgastado ou não está perfeitamente calibrado. 
Gráfico 1. Representação dos pontos obtidos através da titulação: pH X Volume.
REFERÊNCIAS
Vogel, A I. Química Analítica Qualitativa. 5. ed. São Paulo: Ao livro técnico S.A., 1981.
Almeida, A. F.; Souza, M.; Luz, L. R.; Pereira, P.; Aguila, I. G. Preparação de Solução Tampão. Universidade do Estado de Minas Gerais. 2009.
ATKINS, P. W; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 5. ed.  Porto Alegre: Bookman, 2012.