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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA – CAMPUS II CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS - CCA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA E FÍSICA INTRODUÇÃO ÀS TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS LICENCIATURA PLENA EM QUÍMICA-2018.2 DOCENTE: PROF ª. DRA. LUCINA ROCHA SOUSA DISCENTES: KELLINY PEREIRA DE PÁDUA VANDERSSON DE ARAÚJO FERREIRA RELATÓRIO: PADRONIZAÇÃO DE SOLUÇÃO DE NaOH E TITULAÇÃO ÁCIDO-BASE AREIA – PB, 06/05/2019 SUMÁRIO 1. RESUMO ............................................................................................................... 3 2. INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 4 3. METODOLOGIA .................................................................................................... 7 3.1 MATERIAIS ...................................................................................................... 7 3.2 REAGENTES SÓLIDOS ................................................................................... 7 3.3 REAGENTES EM SOLUÇÃO ........................................................................... 7 3.4 EQUIPAMENTOS ............................................................................................. 7 3.5 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ................................................................... 7 3.5.1 PROCEDIMENTO 1 ...................................................................................... 7 3.5.2 PROCEDIMENTO 2 ...................................................................................... 8 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................. 9 4.1 ETAPA 1 ........................................................................................................... 9 4.1.2 ETAPA 2 ...................................................................................................... 10 5. CONCLUSÃO ...................................................................................................... 12 6. REFERÊNCIAS ................................................................................................... 13 3 1. RESUMO Atualmente se conhece vários tipos de titulação como acidimetria -alcalimetria, redox, precipitação, formação de complexos e titulação sem indicador. Neste relatório, o qual o procedimento foi realizado no laboratório de química geral da Universidade Federal da Paraíba, tem como objetivo descrever o experimento feito sobre Padronização de Soluções de NaOH e Titulação Ácido-base, com a definição de ácidos e bases, pH, titulação ácido e base, e padronização de NaOH titulante e com todo o procedimento experimental e seus resultados. Este estudo é preciso para o entendimento de uma série de propriedades dos ácidos. 4 2. INTRODUÇÃO Ácidos e bases estão presentes em diversos lugares do nosso cotidiano, até mesmo em nosso corpo. Ácidos e bases também são chamados de álcalis. A definição mais tradicional dos ácidos e bases foi dada pelo cientista Svante Arrhenius, que estabeleceu os ácidos com substâncias que em solução aquosa liberam íons positivos de hidrogênio (H+), enquanto as bases também em solução aquosa, liberam hidroxilas, íons negativos OH-. Íons de hidrogênio são gerados espontaneamente na água pura por meio da dissociação (ionização) de uma pequena porcentagem de moléculas de água. chama- se processo de autoíonização da água: H2O(l) H+(aq) + OH-(aq) Normalmente, a concentração de íons de hidrogênio de uma solução é expressa em termos de pH. Significa "potencial Hidrogeniônico", uma escala logarítmica que mede o grau de acidez, neutralidade ou alcalinidade de uma determinada solução. O pH varia de acordo com a temperatura e a composição de cada substância (concentração de ácidos, metais, sais, etc.). A escala compreende valores de 0 a 14, sendo que o 7 é considerado o valor neutro. O valor 0 (zero) representa a acidez máxima e o valor 14 a alcalinidade máxima. Valores abaixo de zero ou superiores a 14 também podem ser verificados em algumas substâncias. As substâncias são consideradas ácidas quando o valor de pH está entre 0 e 7 e alcalinas (ou básicas) entre 7 e 14. 5 Quando nos 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. 6 O hidróxido de sódio (NaOH), também conhecido como soda cáustica, é um hidróxido cáustico usado na indústria (principalmente como uma base química). Reage de forma exotérmica com a água e é produzido por eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio (salmoura), sendo produzido juntamente com o cloro. É uma base forte e por isso reage com ácidos (orgânicos e inorgânicos) gerando sais e água. A fenolftaleína é um indicador de pH com a fórmula C20H14O4. Apresenta-se normalmente como um sólido em pó branco. É insolúvel em água e solúvel em etanol. Utilizada frequentemente em titulações, na forma de suas soluções alcoólicas, mantém-se incolor em soluções ácidas e torna-se cor-de-rosa em soluções básicas. A sua cor muda a valores de pH entre pH 8,2 e pH 9,8. Se a concentração do indicador for particularmente forte, pode tomar uma cor carmim ou fúcsia. Substância primária ou padrão primário é uma substância que deve atender alguns requisitos: 1) Grau de pureza superior a 99,95% (obtida normalmente por recristalização). 2) De fácil secagem (dessecação). 3) Estável tanto em solução como no estado sólido. 4) Não higroscópico, nem reagirem com substâncias existentes no ar. 5) Não reagir com a luz. 7 3. METODOLOGIA 3.1 MATERIAIS Material Capacidade Quantidade Béquer Bureta Erlenmeyer Pipeta Volumétrica Proveta 100 mL 25 mL 125 mL 10 mL 50 mL 02 01 06 01 01 Tabela 1 – Materiais 3.2 REAGENTES SÓLIDOS Reagente Hidrogenoftalato de potássio Tabela 2 – Reagentes sólidos 3.3 REAGENTES EM SOLUÇÃO Reagentes Concentração Ácido acético Fenoftaleína Hidróxido de sódio ~ 0,1 M 0,1 % (m/V) em etanol ~ 0,1 M Tabela 3 – Reagentes em solução 3.4 EQUIPAMENTOS Equipamentos Balança analítica Tabela 4 – Equipamentos 3.5 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 3.5.1 Procedimento -1. Padronização do NaOH com Hirogenoftalato de potássio. A- Separou-se três frascos Erlenmeyer limpos de 125 mL. Na balança analítica, tarou-se um frasco de cada vez e anotou-se sua massa, em seguida adicionou-secerca de 0,200g de hidrogenoftalato de potássio (KHP) puro, registrando a massa de cada amostra com precisão de miligrama. Logo após, adicionou-se 3 gotas de uma 8 solução a 0,1 % de indicador fenoftaleína ao KHP e dissolveu-se antes de iniciar a titulação. B- Após ambientar, encheu-se a bureta de 25 mL com uma solução aproximadamente 0,1 M de NaOH, tomando cuidado para expelir todas as bolhas da ponta da bureta antes de começar a titulação, e ajustou-se o menisco no zero. Após, titulou-se a primeira solução até que fique com a aparência do primeiro róseo permanente, registrou-se então o volume de leitura da bureta, rezou-se a mesma e repetiu-se a titulação com as duas amostras restantes. 3.5.2 Procedimento -2 Titulação do ácido acético, CH3COOH, com NaOH: A- Para realizar esse procedimento, separou-se três fracos Erlenmeyer limpos de 125 mL. Transferiu-se para cada Erlenmeyer 10,00 mL de uma solução aproximadamente 0,1 M de CH3COOH. Em seguida, adicionou-se 50 mL de água desionizada a cada frasco e girou-se para homogeneizar a solução. Adicionou-se e gotas de uma solução a 0,1% de indicador fenoftaleína á solução de CH3COOH, antes de iniciar a titulação. B- Completou-se a bureta de 25 mL com uma solução aproximadamente 0,1 M de NaOH, ajustando então o menisco no zero. Titulou-se a primeira solução até que fique com a aparência do primeiro róseo permanente. Registou-se o volume final de leitura da bureta, zerou-se a bureta e repetiu-se o procedimento para as duas amostras restantes. 9 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1 Etapa -1. Padronização do NaOH com Hidrogenoftalato de potássio: A- Para realizar a padronização do NaOH, foi preciso primeiramente separar três Erlenmeyer limpos e secos, levando os mesmo para abalança analítica, pesou- se cada um e anotou-se a massa. Em seguida, tarou-se um frasco de cada vez, e pesou-se em cada um cerca de 0,2000g de hidrogenoftalato e registrando a massa de cada frasco. Após realizar todo esse processo, adicionou-se 50 mL de água destilada em cada frasco e girou-se até dissolver, foi preciso adicionar 3 gotas de fenoftaleína ao KHP, antes de iniciar a titulação. B- Para iniciar o processo de titulação, foi necessário, encher a bureta de 25 mL de NaOH, com cuidado para expelir todas as bolhas da ponta da bureta, com isso, ajustou-se o menisco no zero. Após, começou-se a realizar o processo de titulação, titulou-se a primeira solução com o objetivo de ficar com a cor do primeiro róseo claro permanente, mas não obteve êxito, ficou com uma cor mais escura, devido ao excesso de NaOH que foi deixado cair na solução. foi realizado o mesmo procedimento para as outras duas amostras restantes e também não obteve êxito, apenas no Erlenmeyer dois que quase obteve o resultado esperado. Na tabela abaixo, é possível observar os valores referentes a pesagem do frasco, da massa do KHP e o volume de NaOH deixado cair na solução. Tentativa 1 Tentativa 2 Tentativa 3 Massa do frasco vazio 90,8806 g 90,4710 g 100,8021 g Massa do KHP 0,1999 g 0,2001 g 0,2034 g Massa do frasco + KHP 91,0805g 90,6711 g 1001,005 g Volume de NaOH 8,500 mL 8,00 mL 7,500 mL Dados. Foram realizados os cálculos para obter a concentração de NaOH em mol-1 para cada titulação. CNaOH = 0,1999gKHP x 1 mol KHP 204,22g KHP x 1 mol NaOH1 mol KHP x 1 L8,5 mL x 1000 mL1 L = 199,9 mol NaOH1735,87 L = 0,1151 mol L 10 CNaOH = 0,2001g KHP x 1 mol KHP 204,22g KHP x 1 mol NaOH1 mol KHP x 1 L8,0mL x 1000 mL1 L = 200,1 mol NaOH11633,76 L = 0,1225 mol L CNaOH = 0,2034g KHP x 1 mol KHP 204,22g KHP x 1 mol NaOH1 mol KHP x 1 L7,5 mL x 1000 mL1 L = 203,4 mol NaOH1531,65 L = 0,1328 mol L Tentativa 1 Tentativa 2 Tentativa 3 Concentração de NaOH 0,1151 mol L-1 0,1225 mol L-1 0,1328 mol L-1 Dados referente a concentração de NaOH Valor médio da molaridade de NaOH +/- desvio – padrão (0,1234 +/- 0,01) 4.1.2 Etapa -2. Titulação do ácido acético, CH3CooH, com NaOH. A- Para realizar esse procedimento, foi necessário obter três frascos Erlenmeyer limpos de 125 mL. Com isso, transferiu-se para cada 10,00 mL de CH3COOH. Adicionou-se 50 mL de água destilada a cada frasco e girou-se até homogeneizar a solução, em seguida adicionou-se 3 gotas de fenoftaleína á solução de CH3COOH antes de iniciar a titulação. B- Para começar o processo de titulação, completou-se a bureta de 25 mL com solução aproximadamente 0,1 M de NaOH, ajustando então o menisco no zero. Titulou-se a primeira solução até ficar com a aparência do primeiro róseo permanente e registrou o volume final de leitura da bureta, foi realizado o mesmo procedimento para as duas amostras restantes. Esse procedimento não obteve êxito na cor esperada, apresentou um róseo escuro, diferente do esperado devido o excesso de NaOH na solução. A tabela abaixo, apresenta o volume de NaOH em cada tentativa. Tentativa 1 Tentativa 2 Tentativa 3 Volume de CH3COOH 10,00 mL 10,00 mL 10,00 mL Volume de NaOH 7,500 mL 8,800 mL 8,600 mL 11 Foram realizados os cálculos para obter a concentração de CH3COOH em mol- 1 para cada titulação. CcH3COOH = 7,500 mL x 0,1159 mol NaOH 1 L x 1 mol CH3COOH1 mol NaOH x 1 L10,00 mL = 0,86925 mol10 L = 0,086925 mol L CcH3COOH = 8,800 mL x 0,1159 mol NaOH 1 L x 1 mol CH3COOH1 mol NaOH x 1 L10,00 mL = 1,01992 mol10 L = 0,101992 mol L CcH3COOH = 8,600 mL x 0,1159 mol NaOH 1 L x 1 mol CH3COOH1 mol NaOH x 1 L10,00 mL = 0,99674 mol10 L = 0,009967 mol L Tentativa 1 Tentativa 2 Tentativa 3 Concentração de CH3COOH 0,086925mol L-1 0,101992mol L-1 0,009967mol L-1 Dados referente a concentração de CH3COOH Valor médio da molaridade de CH3COOH +/- desvio – padrão (0,0663 +/- 0,05) 12 5. CONCLUSÃO Com o objetivo de compreender o conceito de PH, diferenciar a concentração de H3O+, padronizar uma solução hidróxido de sódio e aprender as técnicas de titulação ácido- base. Conclui-se por meio deste experimento que, o pH serve para nos indicar se uma solução é ácida, neutra ou básica, e sua escala varia entre 0 e 14, se o valor for igual a 7 será neutro, mas se o PH for menor que 7, será ácido, e se for maio que 7, básico. Também foi possível compreender, que pode determinar a concentração de uma determinada substância através da titulação, o qual foram realizados dois procedimentos para determinar a concentração do NaOH e do CH3COOH. É de grande importância conhecer a concentração exata da solução usada como titulante e também conhecer as propriedades das duas soluções (titulante e titulado) para entender as reações que irão ocorrer durante a titulação e interpretá-las corretamente. 13 6. REFERÊNCIAS QUIMICA. Ácido e base. Disponível em: <https://educacao.uol.com.br/disciplinas/quimica/acidos-e-bases-definicoes-de- arrhenius-bronsted-lowry-e-lewis.htm>. Acesso em: 04 de maio de 2019. KHAN ACADEMY. Ácido, base e ph. Disponível em: <https://pt.khanacademy.org/science/biology/water-acids-and-bases/acids-bases- and-ph/a/acids-bases-ph-and-bufffers>. Acesso em: 04 de maio de 2019. Padronização NaOH. Disponível em: <https://www.ebah.com.br/content/ABAAAAbRkAF/padronizacao-naoh>. Acesso em: 04 de maio de 2019. UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA – CAMPUS II CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS - CCA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA E FÍSICA INTRODUÇÃO ÀS TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS LICENCIATURA PLENA EM QUÍMICA-2018.2 DISCENTES: KELLINY PEREIRA DE PÁDUA VANDERSSON DE ARAÚJO FERREIRA RELATÓRIO:AREIA – PB, 06/05/2019
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