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Universidade de Brasília Faculdade de Ciências da Saúde Disciplina: Controle de Qualidade Físico-Químico Aula Prática Preparo e Padronização de Soluções Estudo dirigido: 1) O que é a concentração de uma solução? É a proporção do quanto de massa de um soluto existe em certa quantidade de volume de solvente em uma solução expressa, por exemplo, em g/L. 2) O que é solução molar? É a relação entre a matéria de soluto, ou número de mol, dissolvidos no volume de uma solução. É expressa em mol/L. 3) Descreva uma solução volumétrica ou padronizada. Uma solução volumétrica é uma solução de um reagente comum, como o HCl, em uma concentração conhecida e padronizada utilizada como parâmetro em titulações a fim de se determinar a concentração real de uma outra substância (titulado). 4) Explique o que é um padrão de referência e qual sua utilidade nos ensaios de controle da qualidade. As substâncias de referência são padrões primários e secundários utilizadas em ensaio de identificação, determinação de pureza e doseamento dos fármacos, possuem um alto grau de pureza e não interagem facilmente com o ambiente (são estáveis). Exercem importante função para o controle de qualidade dos fármacos, pois servem de comparação para as amostras de fármacos preparadas. 5) Ler na Farmacopeia brasileira 6° edição o procedimento de padronização de solução de HCl 1 M (volume 1 pag. 669). 6) Elaborar um Procedimento Operacional Padrão (POP) para a padronização de solução de HCl 1 M, conforme a descrição da Farmacopeia. Destaque as vidrarias, reagentes e equipamentos necessários, assim como quantidades. Primeiramente, é necessário preparar uma solução 0,1 M de HCl 1. Ler o rótulo do HCl concentrado: 37 % m/m e d = 1,18 g/mL 2. Cálculo do volume de HCl necessário para produção de 100 mL em concentração 1M. 𝑀 = m PM x V -> 1 = m 36,46 x 0,100 -> m = 3,646 g 1,18g -------- 1mL Como a concentração do frasco é de 37% de HCl: 9,854 g -------- V 37% ------ 100% V = 8,35 mL de HCl 3,646 g ----- m -> m = 9,854 g Universidade de Brasília Faculdade de Ciências da Saúde Disciplina: Controle de Qualidade Físico-Químico 3. Em um béquer adicionar 8,35 mL do HCl sobre 30 mL de água destilada 4. Transferir a solução para um balão volumétrico de 100 mL e lavar o béquer com pequenas porções de água para retirar qualquer vestígio sobrando. 5. Acrescentar água necessária para completar 100 mL, ajustar o menisco e, por fim, homogeneizar e armazenar. Preparar uma solução de 50 Ml de Na2CO3 de 0,05 M 1. Calcular a massa necessária, sendo PM=105,99 g/mol: 𝑀 = m PM x V -> 0,05 = m 105,99x 0,050 -> m = 0,265 g 2. Pesar 0,265 gramas de Na2CO3, previamente dessecado a 200ºC por 1 hora. 3. Transferir para um béquer de 100 mL e acrescentar cerca de 20 mL de água destilada. 4. Transferir a solução para um balão volumétrico de 50 mL e lavar o béquer com pequenas quantidades de água a fim de evitar perdas. 5. Acrescentar água, ajustar no menisco homogeneizar e armazenar. Padronização de HCl com Na2CO3 1. Por meio de uma pipeta volumétrica, medir 10 mL da solução de Na2CO3 (0,05M) e transferir para um erlenmeyer. Por fim, acrescentar 1 gota do indicador vermelho de metila que possui faixa de transição 3,0 a 4,4 (Vermelho em meio ácido e amarelo em meio básico). 2. Na bureta, colocar a solução que será padronizada, ou seja, solução de HCl 0,1 mol/L. Gotejar o HCl no erlenmyer e agitar o erlenmyer constantemente. Em contato com o Na2CO3 a seguinte reação ocorrerá: 2HCl(aq) + Na2CO3(aq) ---> 2NaCl(aq) + H2CO3(aq). 3. Permitir o gotejamento até que a coloração comece a desviar da inicial, no entanto o ponto de equivalência não foi alcançado, pois o H2CO3 na reação acaba antecipando o ponto final. Por isso, deve-se ferver a solução cerca de 2 minutos para que haja decomposição do ácido carbônico em H2O e CO2. 4. Depois, deve-se esfriar a solução em água corrente e continuar a titulação até que a coloração comece a desviar para um vermelho. Quando desviar para o vermelho e permanecer, interromper o gotejamento e anotar o volume de HCl gasto e, por meio deste volume, calcular a concentração real do HCl. 7) O que é o ponto de equivalência ou viragem no contexto de ensaios por titulação? É o ponto baseado na estequiometria da reação de tilulação, ou seja, determina-se o volume exato que uma substância vai ser titulada pelo titulante. Por exemplo, o ponto de equivalência de uma reação de neutralização determina quando houve equivalência entre o número de mols do titulante e do titulado, ou seja, quando o H+ consumiu todo OH- (ou vice-versa) da solução. Dessa forma, a partir do volume gasto Universidade de Brasília Faculdade de Ciências da Saúde Disciplina: Controle de Qualidade Físico-Químico do titulante e de sua concentração já padronizada e definida é possível calcular a concentração da substância titulada a partir dessa comparação com o padrão de referência. 8) O que são indicadores no contexto de ensaios de titulação? Os indicadores são utilizados para indicar o ponto de equivalência da titulação e são escolhidos com base na sua faixa pH e no pH de equivalência da reação, quando esses indicadores são utilizados a mudança de cor da solução indica o ponto de viragem da reação, ou seja, o momento que todo mol do titulado foi consumido pelo titulante. 9) Quais são os indicadores de uso mais frequente listados pela Farmacopeia Brasileira? Verde de malaquita (0,0 a 0,2), Vermelho de cresol (0,2 a 1,8), Púrpura de metacresol (0,5 a 2,5) Tropeolina OO (1,0 a 2,8), Azul de timol (1,2 a 2,8), Amarelo naftol (2,0 a 3,2), Amarelo de dimetila (2,8 a 4,6), Azul de bromofenol (2,8 a 4,6), Alaranjado de metila (2,9 a 4,0), Vermelho de metila (3,0 a 4,4), Vermelho de Congo (3,0 a 5,0), Verde de bromocresol (3,6 a 5,2), Resazurina (5,0 a 7,0), Tornassol (5,0 a 8,0), Púrpura de bromocresol (5,2 a 6,8), Azul de bromotimol (6,0 a 7,6), Vermelho de fenol (6,8 a 8,4), Vermelho de cresol (7,2 a 8,8), Púrpura de metacresol (7,5 a 9,2), Azul de timol (8,0 a 9,6), Fenolftaleína (8,3 a 10,0), Azul do Nilo A (9,0 a 13,0), Timolftaleína (9,3 a 10,5), Amarelo alizarina GG (10,0 a 12,0), Treopeolina O (11,0 a 12,7) e Amarelo titan (12,0 a 13,0). Atividade Laboratorial (Assista ao vídeo) Preparo de 250 mL de solução de HCl (0,5 M) Descreva os cálculos para encontrar o volume de HCl concentrado A ser utilizado. PM HCl = 36,46 g/mol e d = 1,18 g/mL d = 1,18 g/mL 𝑀 = m PM x V -> 0,5 = m 36,46 x 0,250 -> m = 4,5575 g 1,18g -------- 1mL Como a concentração do frasco é de 37% de HCl: 12,3175g -------- V 37% ------ 100% V = 10,438 mL = 10,44 mL 4,5575 g ----- m -> m = 12,3175 g Medir 10,44 mL de Ácido Clorídrico; Transferir para um balão volumétrico de 250 mL, contendo aproximadamente 60 mL de água deionizada; Completar o volume até o menisco e agitar. Universidade de Brasília Faculdade de Ciências da Saúde Disciplina: Controle de Qualidade Físico-Químico 1) Padronização de solução de HCl (0,5M) Preencher uma bureta com a solução a ser padronizada; Em um erlenmeyer de 250 mL, pesar em balança analítica, aproximadamente 0,25 g de carbonato de sódio anidro previamente seco em estufa por 1h a 105ºC e anotar a massa exata (m); Dissolver em aproximadamente 25 mL de água deionizada; Adicionar 5 gotas de indicador vermelho de metila SI; Titular essa solução gota a gota até obter coloração rosa persistente por pelo menos 15 segundos; Aquecer a solução até ebulição, esfriar e continuara titulação; Anotar o volume gasto na bureta (V); Demonstre o cálculo da concentração real da solução de HCl 0,5 M PM HCl= 36,46 g/mol e PM Na2CO3 = 105,99 g/mol 105,99 g ------ 1 mol 0,25 g ------- n Considerando o volume gasto n= 0,0023587 mol para titulação de 8,5 mL ou 0,0085 L: Como para cada 1 mol de Na2CO3 são 2 mols de HCl: nº mol de HCl = 0,0023587 x 2 = 0,0047174 mol 𝑀 = m PM x Vgasto = 0,172 36,46 x 0,0085 36,46 g ------ 1 mol 𝑀 = 0,555 mol/L m ------- 0,0047174 mol m = 0,172 g Observações Finais Referências Farmacopeia Brasileira, 6° edição. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Brasília: Anvisa, 2019. 2 HCl + Na 2 CO 3 2NaCl + CO2 + H2O
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