Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO PIAUÍ – UESPI CENTRO DE CIÊNCIAS DA NATUREZA – CCN COORDENAÇÃO DE QUÍMICA DISCIPLINA: QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA PROFESSOR: Dr. CÍCERO OLIVEIRA COSTA NETO PREPARAÇÃO E PADRONIZAÇÃO DE SOLUÇÃO DE NaOH 0,1 mol/L UTILIZANDO BIFTALATO DE POTÁSSIO 0,05 mol/L Marina Barros Bandeira TERESINA – PI 2019 1 INTRODUÇÃO Solução é uma dispersão particular homogênea de duas ou mais substâncias, ou seja, um estado em que as substâncias estão subdivididas de modo que suas partículas estejam em dimensões moleculares, atômicas ou iônicas, dependendo da natureza das substâncias. O preparo de uma solução envolve o uso de uma substância no estado sólido, conhecida como padrão primário, que deve ser solúvel no mesmo solvente da solução problema e reagir com esta. Esse padrão primário é utilizado para a verificação da concentração molar da solução problema, ou seja, da que está sendo preparada. A esse processo de verificação da concentração real dá-se o nome de padronização. Nesse preparo é necessário saber as quantidades relativas de soluto e solvente, entendendo-se, portanto como concentração de uma solução, a quantidade de soluto contida em uma quantidade especificada do solvente na solução (FELTRE, 2004, p.16). Para se determinar esta concentração pode ser utilizado diversas fórmulas como a Concentração comum, a Densidade, a Concentração molar ou molaridade, a Concentração normal ou normalidade e a Porcentagem em volume. Quando existe certo reagente com determinada pureza, devemos fazer uma determinada solução com concentração molar conhecida medindo-se uma determinada quantidade da substancia e completando-se solvente até o volume referente. Como sabemos, a grande maioria dos hidróxidos básicos não apresentam purezas suficientes, devemos partir de soluções com concentração aproximadamente igual a almejada. De tal modo que essa solução seja padronizada por titulação com uma solução de uma substancia pura de concentração molar previamente conhecida. O hidróxido de sódio é um sólido branco, cristalino, altamente tóxico e corrosivo, com ponto de fusão igual a 318 ºC. Ele é bastante solúvel em água, e essa dissolução é muito exotérmica, ou seja, libera energia na forma de calor (BACCAN, 1997). Além disso, o hidróxido de sódio não é um padrão primário, visto que sempre contém uma certa quantidade indeterminada de H2O e Na2CO3 presente no sólido. Ainda sobre o mesmo apresenta grande capacidade de absorver a umidade do ar assim como absorver com grande facilidade o CO2 presente na atmosfera produzindo carbonato de sódio, segundo a reação: 2NaOH(aq) + CO2(g) → Na2CO3(s) + H2O Por motivos citados é necessário a preparação de uma solução de NaOH de concentrações molar próximo a desejada, ou seja, padronizada. Utilizando-se da concentração real por meio de princípios da titulação mediante de uma solução padrão primaria cujo dados com concentração molar, volume, densidade, massa sejam previamente conhecidos, como por exemplo biftalato de potássio. O biftalato de potássio, abreviado para simplesmente KHP, é um sólido branco ou incolor e iônico que é sal de potássio do ácido ftálico de fórmula química KHC8H4O4 ou C8H5KO4. O hidrogênio é levemente ácido, e se apresenta como útil para ser usado como um padrão primário ácido-base titrimétrico porque é um sólido estável ao ar, fazendo-o fácil de ser pesado precisamente. É também usado como um padrão primário para calibração de pH-metros porque, pelas propriedades já mencionadas, seu pH em solução é muito estável. 2 OBJETIVO GERAL Aprender a preparar solução padrão de hidróxido de sódio, fazendo sua padronização a partir a solução de biftalato de potássio. 3 METODOLOGIA 3.1 MATERIAIS E REAGENTES Balão volumétrico de 50 mL. Balão volumétrico de 250 mL. Béqueres de 100 mL. Bastão de vidro Bureta de 25 mL Etiquetas Erlenmyer de 125 e 500 mL Frasco de polietileno de 300 ou 500 mL Frasco de vidro de 100mL Funil pequeno Pera de borracha Espátula Pipeta volumétrica de 10 mL Pisseta Vidro de relógio 3.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 3.2.1 DILUIÇÃO DA SOLUÇÃO DE NaOH 5 mol/L PARA UMA SOLUÇÃO DE 250 mL A 0,1 mol/L. O primeiro passo para a diluição da substancia foi calcular quantas mL da solução pronta de 5 molar, seriam necessárias para diluir, transformando em uma solução de 250 mL a 0,1 mol/L. Após a realização do cálculo, foi colocado no béquer uma certa quantidade da solução pronta para que pudéssemos assim, utilizar a pipeta volumétrica de 5 mL com o auxílio da pêra, para pegarmos a quantidade certa da solução pronta para colocarmos no balão volumétrico de 250 mL . Em seguida, foi adicionada, com a ajuda da pisseta, a quantidade de água destilada que faltava para diluir a solução pronta e completar o volume do balão, atingindo o seu menisco. Após isso, a solução diluída foi transferida para uma garrafa pet e rotulada. 3.2.2 PREPARAÇÃO DE 50 mL DE SOLUÇÃO DE BIFTALATO DE POTÁSSIO 0,05 mol/L Para começar, calculamos o valor de massa de biftalato de potássio necessária para a concentração de 0,05 mL . Em seguida, medimos essa massa calculada na balança analítica, sendo que o biftalado tinha sido previamente aquecido por 1 a 2 horas em estufa a 110°c. Após medirmos essa massa, colocamos a em um béquer e foi adicionado 30 mL de água destilada para dissolver o reagente, utilizando o bastão de vidro como auxilio. E assim, colocamos o biftalato dissolvido no balão volumétrico de 50 mL, lavando o béquer com pequenos volumes de água destilada e colocando no balão para completarmos o volume desejado e atingir o seu menisco e enfim, rotulando a solução. 3.2.3 PADRONIZAÇÃO DA SOLUÇÃO DE HIDRÓXIDO DE SÓDIO (NaOH) 0,1 mol/L Primeiro passamos uma pequena porção da solução de hidróxido de sódio na bureta para lavar, e depois enchemos ela até a marca do menisco com a solução diluída. Em seguida, com o auxílio de uma pipeta volumétrica, pegamos 10 mL da solução de biftalato preparada e transferimos para um erlenmyer de 125 mL, adicionando duas gotas da solução alcoólica de fenolftaleína 1%. E após, adicionando lentamente a solução de hidróxido de sódio, com o auxílio da bureta até o ponto de viragem, quando a substancia atingiu uma coloração rosa, sendo repetido três vezes esse processo. 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1 DILUIÇÃO DA SOLUÇÃO DE NaOH 5 mol/L PARA UMA SOLUÇÃO DE 250 mL A 0,1 mol/L. Para diluirmos a solução, calculamos a quantidade de mL da solução pronta, que seria necessária o preparo dessa solução mais fraca. Ci . Vi = Cf . Vf 5 mols . Vi = 0,1 . 0,25 L 5 . Vi = 0,025 Vi = 0,025 / 5 Vi = 0,005 L = 5 mL. Com a diluição da substancia pronta, obtivemos a nossa solução que será padronizada, pois pelo fato dela não ser de padrão primário, porque sempre contém uma certa quantidade indeterminada de água e Na2CO3. Sendo assim, esse reagente não tem uma pureza suficiente e por tanto, precisa ser padronizado por uma substancia com um alto grau de pureza. 4.2 PREPARAÇÃO DE 50 mL DE SOLUÇÃO DE BIFTALATO DE POTÁSSIO 0,05 mol/L Calculamos pela molalidade, a massa necessária de biftalato para preparar a solução e obtivemos o valor de 0,51055g.M = m / MM.V 0,05 = m / 204,22 . 0,05 0.05 = m / 10, 211 m = 0,05 . 10,211 m = 0,51055 g Preparamos essa solução de biftalado de potássio, pelo fato dela ter um auto grau de pureza, podendo assim padronizar uma solução que não seja de padrão primário, ou seja, que tem um baixo grau de pureza. Figura 1 Diluição da solução NaOH 5mol/L Figura 2 Preparação de biftalato de potássio 4.3 PADRONIZAÇÃO DA SOLUÇÃO DE HIDRÓXIDO DE SÓDIO (NaOH) 0,1 mol/L Com a solução de biftalato de potássio, que é uma solução com auto grau de pureza e uma concentração conhecida, foi possível padronizar a solução de hidróxido de sódio. Na qual observou-se ser preciso de 27 mL de hidróxido de sódio, para atingir o ponto de viragem e obter a coloração rosa. Repetindo assim, essa padronização três vezes. Fonte: Autoria própria 1 ° vez 27 mL de NaOH 2° vez 27,5 mL de NaOH 3° vez 27 mL de NaOH Figura 3 Padronização de solução NaOH 5 CONCLUSÃO De acordo com os experimentos realizado no laboratório de química da UESPI, conseguimos alcançar nossos objetivos. Aprendendo a preparar as soluções e a padronizar o hidróxido de sódio com a solução de biftalato de potássio. Pois como a solução de hidróxido de sódio não é de padrão primário, precisa ser padronizado por uma solução com um auto grau de pureza, que nós usamos o biftalato de potássio. 6 REFERÊNCIAS FELTRE, Ricardo. Química: Físico-Química. 6. ed. São Paulo: Moderna, 2004. 419 p. v. 2. BACCAN, N. GODINHO, O. E. S. ALEIXO, L. M. STEIN, E. Introdução à Semimicroanálise Qualitativa. 2.a. ed. Campinas (SP): Editora da Unicamp, 1997. v. - . 295 p. 7 ANEXOS 4.1 DILUIÇÃO DA SOLUÇÃO DE NaOH 5 mol/L PARA UMA SOLUÇÃO DE 250 mL A 0,1 mol/L. A) figura 4 Diluição da solução NaOH 5mol/L Fonte: Autoria própria • 4.2 PREPARAÇÃO DE 50 mL DE SOLUÇÃO DE BIFTALATO DE POTÁSSIO 0,05 mol/L B) Fig.2 Preparação de biftalato de potássio Fonte: Autoria própria 4.3 PADRONIZAÇÃO DA SOLUÇÃO DE HIDRÓXIDO DE SÓDIO (NaOH) 0,1 mol/L C) Fig. 5 Padronização de solução NaOH Fonte: Autoria própria 4.3 PADRONIZAÇÃO DA SOLUÇÃO DE HIDRÓXIDO DE SÓDIO (NaOH) 0,1 mol/L D) Tabela 1. 1 ° vez 27 mL de NaOH 2° vez 27,5 mL de NaOH 3° vez 27 mL de NaOH Fonte: Autoria própria