Relatório 5 - Química

Prévia do material em texto

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
Universidade Federal de Ouro Preto
Instituto de Ciências Exatas e Biológicas
Departamento de Química
Laboratórios de Química Geral
PADRONIZAÇÃO DE SOLUÇÕES
Disciplina: QUI200 – QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL Turma: 10
Professor: Marcus Vinícius Cangussu Cardoso
Data da experiência: 24/06/2021
Data da entrega do relatório: 15/07/2021
Alunos – Curso:
André Mendonça Carvalho – Engenharia Ambiental
Letícia Sigrid Alves Ribeiro – Engenharia Ambiental
Philipe Viana Oliveira – Engenharia Ambiental
Ouro Preto
Junho de 2021
1. RESUMO
Realizar a padronização das duas soluções, sendo as mesmas de Hidróxido de Sódio
(NaOH) e Ácido Clorídrico (HCl), ambas que foram preparadas na realização da prática 4.
2. INTRODUÇÃO
A padronização de soluções busca determinar a concentração exata, já que ao
prepararmos uma solução o soluto pode apresentar impurezas, ser higroscópico, ou ocorrer
erro de pesagem.
Para padronizar as soluções são necessárias substâncias chamadas padrões primários.
Substância essa, que para ser considerada de padrão primário deve ser um composto estável,
portanto, não ser higroscópica, oxidável, e nem estar sujeito a carbonatação, ser de fácil
obtenção, dessecação, purificação, conservação, ser sólido e não sublimar. Portanto, a massa
pesada desse padrão primário deve estar o mais próximo possível de ser puro, ou seja, deverá
ser 99,9% puro ou mais.
Por meio de titulação é possível determinar a concentração correta da substância de
uma solução, solução essa que geralmente é obtida a partir de um padrão primário. E para isso
acontecer, devemos confrontá-la com uma substância de concentração e natureza conhecida.
A substância que procuramos a concentração recebe o nome de titulante, enquanto a solução
de natureza e concentração conhecida recebe o nome de titulado.
Um método para identificação do titulante e titulado é o colorímetro. O processo se dá
por meio da adição de um indicador ácido-base, que mudará de cor ao atingir o ponto de
equivalência. No caso da fenolftaleína, ela fica incolor em meio ácido e violeta em meio
alcalino.
3. OBJETIVO
Essa prática tem como objetivos a utilização de técnicas titulométricas
ácido-base para padronização das soluções de hidróxido de sódio e ácido clorídrico
preparadas anteriormente.
4. DESENVOLVIMENTO
4.1. Materiais
● Bureta de 25,00 mL;
● Pipeta volumétrica de 10,00 mL;
● Erlenmeyers de 125 ou 250 mL;
● Béquer de plástico de 100 mL;
● Béqueres de vidro de 100 mL;
● Pêra ou pipetador.
4.2. Soluções e reagentes
● Solução padrão de hidrogenoftalato de potássio 0,1000 mol/L;
● Solução indicadora de fenolftaleína;
● Soluções de hidróxido de sódio e ácido clorídrico a serem
padronizadas.
4.3. Procedimentos
1ª Experiência: Padronização da solução de hidróxido de sódio
Para padronizar a solução de hidróxido de sódio deve-se utilizar uma
substância primária. Utilizou-se o biftalato de potássio (C6H4COOK.COOH), e
utilizou-se a fenolftaleína como indicador.
● Fez-se ambiente nos béquer, na pipeta volumétrica e na bureta com as
soluções a serem utilizadas em cada uma delas.
● Utilizou-se uma pipeta volumétrica, pipetou-se para um erlenmeyer
100,00 mL da solução de biftalato de potássio de concentração 01000
mol/L;
● Acrescentou-se ao erlenmeyer 3-5 gotas da solução indicadora
fenolftaleína;
● Acrescentou-se ao erlenmeyer uma quantidade de água destilada
suficiente para chegar a um volume de 30-50 mL;
● Preencheu-se e zerou-se a bureta com a solução de hidróxido de sódio,
observou-se as técnicas adequadas (evitando formação de bolhas e
atentando para o menisco e possíveis vazamentos).
● Procedeu-se à titulação, adicionou-se lentamente a solução de NaOH à
solução do erlenmeyer, utilizando a técnica adequada, até o
aparecimento de uma coloração rosa clara;
● Anotou-se, cuidadosamente o volume da solução titulante gasta;
● Repetiu-se mais duas vezes os procedimentos acima.
● Fez-se os cálculos necessários e determinou-se a concentração correta,
com o número adequado de algarismos significativos.
2ª Experiência: Padronização da solução de ácido clorídrico
Para padronizar a solução de ácido clorídrico deve-se utilizar uma
substância primária (carbonato de sódio, por exemplo) ou secundária
(hidróxido de sódio). Utilizou-se a solução de hidróxido de sódio, e utilizou-se
a fenolftaleína como indicador.
● Fez-se ambiente nos béquer, na pipeta volumétrica e na bureta com as
soluções a serem utilizadas em cada uma delas.
● Utilizou-se uma pipeta volumétrica, pipetou-se para um erlenmeyer
10,00 mL da solução de ácido clorídrico;
● Acrescentou-se ao erlenmeyer 3-5 gotas da solução indicadora
fenolftaleína;
● Acrescentou-se ao erlenmeyer uma quantidade de água destilada
suficiente para chegar a um volume de 30-50 mL;
● Preencheu-se e zerou-se a bureta com a solução de hidróxido de sódio,
observou-se as técnicas adequadas (evitando formação de bolhas e
atentando para o menisco e possíveis vazamentos).
● Procedeu-se à titulação, adicionou-se lentamente a solução de NaOH à
solução do erlenmeyer, utilizando a técnica adequada, até o
aparecimento de uma coloração rosa clara;
● Anotou-se, cuidadosamente o volume da solução titulante gasta;
● Repetiu-se mais duas vezes os procedimentos acima.
● Fez-se os cálculos necessários e determinou-se a concentração correta,
com o número adequado de algarismos significativos.
5. DISCUSSÃO DE RESULTADOS
A concentração correta do NaOH é de 0,092 mols/L.
A partir das titulações feitas foram obtidos três volumes:
1º - 11,2 mL
2º - 11,0 mL
3º - 10,7 mL
Dos quais fazendo a média aritmética obtemos o volume final de 10,9 mL.
11,2 + 11,0 + 10,7 = 32,9/3 = 10,9 mL.
Mols do Ftalato
mols = c x V
mols = 0,1 mols/L x 0,01 L
mols = 1x10-³ mols de ftalato.
Como mols do ácido é igual aos mols da base, temos:
Mols = c x V
1x10-³ mols = c x 0,0109 L
c = 0,092 mols/L.
A concentração correta do HCl é de 0,094 mols/L.
A partir das titulações feitas foram obtidos três volumes:
1º - 10,5 mL
2º - 10,8 mL
3º - 10,7 mL
Dos quais fazendo a média aritmética obtemos o volume final de 10,6 mL.
10,5 + 10,8 + 10,7 = 32/3 = 10,6 mL.
Mols do Ácido Clorídrico
mols = c x V
mols = 0,1 mols/L x 0,01 L
mols = 1x10-³ mols de ácido clorídrico.
Como mols do ácido é igual aos mols da base, temos:
Mols = c x V
1x10-³ mols = c x 0,0106 L
c = 0,094 mols/L.
6. CONCLUSÃO
Após a padronização das soluções, conclui-se que se faz necessário a utilização em
quantidade apropriadas dos reagentes, pois por se tratar de uma padronização devemos obter o
valor mais preciso e ideal possível, portanto é preciso compreender e aplicar de forma correta
o que foi proposto para que os procedimentos sejam feitos corretamente e, portanto, obtermos
obter o volume ideal e a concentração correta de cada solução usada.
7. QUESTIONÁRIO
1. Qual é a necessidade de se padronizar uma solução?
Tem por finalidade determinar a concentração real de um soluto em uma solução, para fins
quantitativos como por exemplo em titulações.
2. O que é um padrão primário? Cite suas características principais.
Padrão primário é um reagente que é puro o suficiente para ser pesado e usado
diretamente em uma solução, ou seja, deverá ser 99,9% puro, ou mais. Tem como
características: não se decompõe em estocagem normal, ser estável quando secado por
aquecimento ou vácuo, não é higroscópico e não reage facilmente com CO2 e/ou O2 do ar.
3. O que é uma substância indicadora?
São substâncias que mudam de cor na presença de íons H+e OH- livres em uma solução, e
justamente por esta propriedade são usados para indicar o pH, ou seja, como o próprio nome
já diz, os indicadores indicam se uma solução é ácida ou básica.
4. O que é ponto de equivalência? É o mesmo que ponto final ou ponto de
viragem? Se não, quais as diferenças entre eles?
Ponto de equivalência = quando a quantidade de titulante adicionado é a quantidade exata
necessária para uma reação estequiométrica com o titulado,é o resultado ideal (teórico) que
buscamos em uma titulação.
Ponto final (ou ponto de viragem) = súbita mudança em uma propriedade física da solução, tal
como uma mudança de cor de uma substância indicadora, por exemplo.
5. O que significa fazer ambiente em uma vidraria? Por que em uma titulação é
feito ambiente na bureta e nas pipetas volumétricas utilizadas, mas não nos
erlenmeyers?
Fazer ambiente = colocar um pouco da amostra na vidraria para evitar que impurezas
contaminem e/ou prejudiquem o experimento.
6. Qual é o volume de uma solução de 0,115 mol L-1 de HClO4 necessário para
neutralizar 50,0 mL de uma solução 0,0875 mol L-1 de NaOH?
HC1O4 + NaOH —> NaC1O4 + H2O
0,05L x 0,0875 mol I L = 4,375 x 10-3mols de NaOH
0,115 mol de ácido — 1000 ritL 4,375 x 10 3mol de ácido — x mL x = 38 mL
7. Se forem necessários 45,3mL de uma solução de 0,108mol de HCl para
neutralizar uma solução de KOH, quantos gramas de KOH devem estar presentes em 500 mL
solução?
HCl(aq) + KOH(s) -> KCl(aq) + H2O(aq)
mm KOH = 39,102 + 15,999 + 1 = 56,10 g/mol
V = 0,0433 L
C = 0,108 mol/L
C = m / mm x V
0,108 = m / 56,10 x 0,0433
m = 0,27 g de KOH.
8. Qual o volume de 0,128mol/L de HCl necessários para neutralizar 2,87g de
Mg(OH)2?
mm Mg(OH)2 = 58 g/mol
mm HCl = 36,46 g/mol
2HCl + Mg(OH)2 -> MgCl2 + 2HCl
Mols Mg(OH)2 = 2,87g / 58 g/mol
0,05 mols Mg(OH)2
2mol HCl – 1 mol Mg(OH)2
x – 0,05 mol
x = 0,1 mol
0,128 – 1 L
0,1 – x
x = 0,78 L = 780 mL de HCl.
9. Se 25,8mL de AgNO3 são necessários para precipitar todos os íons Clem
785mg de uma amostra de KCl (formando AgCl), qual é a concentração em
quantidade de matéria da solução de AgNO3?
1 g ------ 1000 mg
x g ------ 785 mg
x = 758 / 1000
x = 0,758 g de KCl
Massa molar KCl = 74,55 g/mol
AgNO₃(aq) + KCl ( aq ) = AgCl(s) + HNO₃(aq)
1 mol KCl ------------ 74,55 g
y mol KCl ------------ 0,758 g
y = 0,758 * 1 / 74,55
y = 0,758 / 74,55
y = 0,011 mols de Cl⁻
1 mol AgNO₃ ---------- 1 mol KCl
z mol AgNO₃ ---------- 0,011 mols
z = 0,011 * 1 / 1
z = 0,011 / 1
z = 0,011 mols de AgNO₃
1 L ----------- 1000 mL
w ------------- 25,8 mL
w = 25,8 / 1000
w = 0,0258 L
M = mols AgNO₃ / Volume AgNO₃
M = 0,011 / 0,0258
M = 0,426 mol/L⁻¹
10. Em uma indústria alimentícia é gerado um resíduo contendo ácido sulfúrico.
A fim de determinar a concentração de ácido presente neste resíduo, um
químico coletou uma amostra de 20 mL, filtrou para remover particulados e
diluiu para 100 mL utilizando um balão volumétrico. Desta solução, ele
recolheu três alíquotas de 25 mL, transferiu para erlenmeyers de 250 mL,
adicionou cerca de 25 mL de água destilada e algumas gotas de fenolftaleína.
Em seguida ele titulou as alíquotas utilizando uma solução padronizada de
NaOH de concentração 0,2088 mol L-1 , gastando volumes de 46,75, 46,80 e
46,65 mL até a viragem do indicador. Qual a concentração de ácido sulfúrico no
resíduo industrial, em quantidade de matéria e massa por volume?
28g de N2 ------------- 44,8 ml
280 -------------- x
x= 448 ml
1 mol de N2 ----------- 3 mols de N2
x ---------- 15
x = 5 mols de N2
8. REFERÊNCIA
VINICIUS, Marcus. Química Geral experimental. Ouro preto, 2020. (Apostila).
Disponível em
<https://www.moodlepresencial.ufop.br/pluginfile.php/842715/mod_resource/cont
ent/1/Apostila%20de%20QUI200%20versa%CC%83o%202020.1%2004.03.202
0.pdf> Acesso em 15jul.2021.
- VINICIUS, Mascus. Aula proferida no Moodle, Ouro preto (Minas Gerais).
17jun.2021. Disponível em
<https://drive.google.com/file/d/1jRxVmpNIEd6hw56RtYDgGjOke8X7ke40/view
?usp=sharing> Acesso em 15jul.2021.
https://www.moodlepresencial.ufop.br/pluginfile.php/842715/mod_resource/content/1/Apostila%20de%20QUI200%20versa%CC%83o%202020.1%2004.03.2020.pdf
https://www.moodlepresencial.ufop.br/pluginfile.php/842715/mod_resource/content/1/Apostila%20de%20QUI200%20versa%CC%83o%202020.1%2004.03.2020.pdf
https://www.moodlepresencial.ufop.br/pluginfile.php/842715/mod_resource/content/1/Apostila%20de%20QUI200%20versa%CC%83o%202020.1%2004.03.2020.pdf
https://drive.google.com/file/d/1jRxVmpNIEd6hw56RtYDgGjOke8X7ke40/view?usp=sharing
https://drive.google.com/file/d/1jRxVmpNIEd6hw56RtYDgGjOke8X7ke40/view?usp=sharing