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Titulação Condutométrica Camila Prestes Pinto DRE: 117253005 Data: 19/04/2021 1. Objetivos • Obter os gráficos que caracterizam as titulações condutométricas: base forte por um ácido forte e base forte por um ácido fraco; • Determinar o ponto de equivalência para as duas titulações através dos gráficos obtidos; • Determinar a normalidade da base pela titulação base forte e ácido forte; • Determinar a concentração do ácido fraco. 2. Resultados e discussão Na Tabela 1 são apresentados os dados de variação da condutância por volume de ácido forte obtidos ao realizar a experiência de neutralização de uma solução alcalina por uma solução HCl 0,1 N. Tabela 1. Valores de condutância por volume de HCl 0,1N. A partir da Tabela 1, foi construído o gráfico da Figura 1. Observa-se que a parte descendente é linear e representa a variação da condutância quando em excesso de base; a parte ascendente, também linear, representa a variação da condutância quando em excesso de ácido; já onde ocorre a interseção das duas retas, representa o ponto de equivalência. Volume de ácido (mL) Condutância (S) 0 507 1 478 2 448 3 421 4 391 5 362 6 335 7 309 8 285 9 265 10 292 11 384 12 469 13 558 14 656 15 739 16 824 17 906 18 994 19 1084 20 1167 Figura 1. Gráfico de condutância por volume de HCl 0,1N. Dessa forma, o ponto de equivalência pode ser calculado igualando as duas retas. 87,4x-577,09=-27,399x+503,13 114,799x=1080,22 X=9,41 mL Para achar o y, ou seja, a condutância do ponto de equivalência, é necessário substituir o x encontrado na equação de qualquer uma das duas retas. 87,4*9,41-577,09=y Y=245,344 S OU -27,339*9,41+503,13=y Y=245,305 S A diferença dos valores de condutância encontrados é de aproximadamente 0,016%, este baixo valor se deve ao fato de as retas apresentarem um alto R². Na Tabela 2 são apresentados os dados de variação da condutância por volume de ácido fraco obtidos ao realizar a experiência de neutralização de uma solução alcalina por uma solução de ácido acético 0,1 N. Tabela 2. Valores de condutância por volume de ácido acético 0,1N. A partir da Tabela 2, foi construído o gráfico da Figura 2. Observa-se que o decréscimo da condutância, ocorre quando a base está em excesso e se traduz pela reta AB. Os valores calculados de volume de titulante no ponto de equivalência é seminal, entretanto, diferentemente do gráfico da Figura 1, quando se ultrapassa o ponto de equivalência, o excesso de ácido em presença do sal formado na titulação, tampona a solução, e a condutância se torna praticamente constante, entre grandes limites. Volume de ácido (mL) Condutância (S) 0 490 1 460 2 426 3 394 4 359 5 326 6 294 7 260 8 225 9 199 10 183 11 182 12 181 13 181 14 180 15 180 16 180 17 180 Figura 2. Gráfico de condutância por volume de ácido acético 0,1 N. Dessa forma, o ponto de equivalência pode ser calculado igualando as duas retas. -0,4167x+186,5=-32,891x+491,31 32,4743=304,81 X=9,386 mL Para achar o y, ou seja, a condutância do ponto de equivalência, é necessário substituir o x encontrado na equação de qualquer uma das duas retas. -0,4167*9,389+186,5=y Y= 190,41S OU -32,891*9,389+491,31=y Y=182,50 S A diferença entre os valores de condutância obtidos no gráfico da Figura 2 é de 4,33%, tal valor, maior que o encontrado anteriormente, com o gráfico da Figura 1, se deve ao fato de um dos R² de uma das equações ser 0,8216. Vale ressaltar que os valores de condutância no ponto de equivalência encontrados com a titulação com HCl 0,1N foram maiores do que os obtidos com o ácido acético. A normalidade da solução alcalina pode ser calculada como: C1= concentração da solução alcalina V1= volume da solução alcalina C2= concentração do ácido forte (HCl) V2= volume de HCl. C1*V1=C2*V2 C1*10=9,41*0,1 C1=0,0947N A normalidade da solução de ácido acético pode ser calculada como: C3= concentração da solução alcalina V3= volume da solução alcalina C4= concentração do ácido fraco (ácido acético) V4= volume de ácido acético C3*V3=C4*V4 0,0947*10=9,389*C4 C4=0,1009N 3. Conclusão Ao realizar o experimento proposto, foi possível obter dois gráficos que caracterizam as titulações condutométricas de uma solução alcalina: um por um ácido forte e um por um ácido fraco, onde foi possível calcular o ponto de equivalência. A diferença entre os gráficos consiste em que, no gráfico da Figura 1, ao adicionar excesso de ácido forte, há o aumento da condutância, enquanto no gráfico da Figura 2, pelo fato de o excesso de ácido em presença do sal formado na titulação, tamponar a solução, os valores de condutância se tornam praticamente constante. Além disso, o valor de condutância do ponto de equivalência é maior quando a titulação ocorre com ácido forte. Em consonância, calculou-se a normalidade da solução alcalina (0,0947N) e a concentração da solução de ácido acético (0,1009N). 4. Material Complementar Neste artigo, é descrito como é possível a quantificação de ácido acetilsalicílico (AAS) em Aspirina®, empregando-se a titulação condutométrica e os resultados obtidos foram concordantes com o valor declarado pelo fabricante, a um nível de confiança de 95%. 5. Atividades 1. Como medir a condutância? A condutometria mede a condutância elétrica de soluções iônicas por meio da migração de íons positivos e negativos com a aplicação de um campo eletrostático. Portanto, a condutância depende do número de íons presentes, das suas cargas e da mobilidade dos íons. Para uma melhor compreensão de algumas definições nas medidas de condutância, considere uma célula hipotética constituída por duas lâminas de platina paralelas com superfície A (cm2) e distância l (cm) uma da outra. A resistência R (ohm) da coluna de solução formada entre as duas placas dispostas paralelamente é diretamente proporcional à razão da distância pela área da seção reta dos eletrodos (Equação 1). R= ρ x 𝑙/A (1) A constante de proporcionalidade ρ (ohm x cm) representa a resistência específica da fração da coluna de solução e dependerá da temperatura. A condutância L da solução eletrolítica pode ser expressa como o inverso da resistência elétrica (Equação 2). L = 1/R (2) Combinando-se as Equações 1 e 2, tem-se: L = 1/ρ 𝑥 A/𝑙 (3) O inverso da resistência específica (1/ρ) é denominado condutância específica K, sendo expressa em Siemens por centímetro (S cm-1), portanto, pode-se escrever a Equação 3 como descrito na Equação 4. L = K x A/𝑙 (4) Quando 𝑙 entre os dois eletrodos é igual a 1 cm e a área é de 1 cm2 pode-se afirmar que L = K, e a condutância específica é chamada apenas de condutância. 2. Vantagens da titulação condutométrica. Pode ser utilizada para soluções turvas, opacas ou coloridas; Titulação de ácido fraco com base fraca (melhor que na potenciometria); Ponto final muito próximo ao ponto de equivalência (maior exatidão na determinação do PE); aproveita certas reações para as quais a técnica convencional é impraticável por falta de indicadores; permite automação e até miniaturização; Aplicável para soluções muito diluídas; 6. Referências https://sites.google.com/site/iqf367fisicoquimicaexpufrj/ Goes Junior, Enock José A., Roeder, Jakson S., Oliveira, Kaiky B. L., Ferreira, Mateus P., & Silva, Jonatas G. da. (2019). VALIDAÇÃO DE MÉTODO ESPECTROFOTOMÉTRICO DE ANÁLISE PARA A QUANTIFICAÇÃO DE ÁCIDO ACETILSALICÍLICO EM FORMULAÇÕES FARMACÊUTICAS: UMA PROPOSTA DE AULA EXPERIMENTAL PARA ANÁLISE INSTRUMENTAL. Química Nova, 42(1), 99-104. https://doi.org/10.21577/0100-4042.20170300 https://sites.google.com/site/iqf367fisicoquimicaexpufrj/https://doi.org/10.21577/0100-4042.20170300
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