UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA – UNOESC
UNOESC – JOAÇABA
ÁREA DAS CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
DAILAN LUVIZON
FERNANDO SOUZA
JÚLIO CÉSAR FIORIN
GUSTAVO PERIN
PREPARO DE SOLUÇÃO E TITULAÇÃO ÁCIDO-BASE
JOAÇABA
2018
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Determinação da Concentração de Ácido Acético no Vinagre, Notas de aula de Química
Descreve atividade prática em laboratório
Tipologia: Notas de aula
2020
1 / 32
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UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA – UNOESC
UNOESC – JOAÇABA
ÁREA DAS CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
DAILAN LUVIZON
FERNANDO SOUZA
JÚLIO CÉSAR FIORIN
GUSTAVO PERIN
PREPARO DE SOLUÇÃO E TITULAÇÃO ÁCIDO-BASE
JOAÇABA
DAILAN LUVIZON
FERNANDO SOUZA
JÚLIO CÉSAR FIORIN
GUSTAVO PERIN
PREPARO DE SOLUÇÃO E TITULAÇÃO ÁCIDO-BASE
Trabalho apresentado como requisito parcial da disciplina de Química Geral Experimental, do curso de Engenharia de Computação da Universidade do Oeste de Santa Catarina, Campus de Joaçaba. Professora: Drª. Eduarda de Magalhães Dias Frinhani. Joaçaba 2018
- INTRODUÇÃO
- OBJETIVOS
- 2.1 OBJETIVO GERAL......................................................................
- 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
- 3.1 Soluções......................................................................................
- 3.1.1 Classificação das soluções
- 3.2 Titulação ácido-base
- 3.2.1 Titulação
- 3.2.2 Titulação Ácido-Base
- 3.3 Substâncias utilizadas
- 3.3.1 Bases
- 3.3.2 Ácidos
- 3.3.3 Hidróxido de Sódio (NaOH).................................................
- 3.3.4 Ácido oxálico
- 3.3.5 Ácido benzóico
- 3.3.6 Ácido acético
- 3.3.7 Fenolftaleína.........................................................................
- 3.3.8 Etanol
- METODOLOGIA
- 4.1 Reagentes e materiais utilizados..................................................
- 4.2.1 Preparo de uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) 0,
- mol.L- - 4.2.2 Padronização da solução de hidróxido 0,1 mol.L- - 4.2.3 Massa molar do ácido benzóico
- RESULTADOS E DISCUSSÃO
- 5.1 Preparo da solução de NaOH
- 5.2 Padronização da solução de NaOH e reação com ácido oxálico
- 5.3 Massa molecular do ácido benzoico
- 5.4 Determinação da concentração de ácido acético no vinagre
- CONCLUSÕES
- REFERÊNCIAS
- Imagem 1 - Hidróxido de sódio ÍNDICE DE ILUSTRAÇÕES
- Imagem 2 - Formula estrutural do ácido benzoico
- Imagem 3 - Massa do Ácido benzoico
- Imagem 4 - Ponto de viragem
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 1 - reagentes e materiais ........................................................... 18
2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GERAL
Demonstrar de modo experimental o preparo de soluções em meio laboratorial e determinação da concentração e titulação dessas soluções. 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Conhecer o processo experimental em laboratório; Conhecer sobre concentração de soluções; Identificar os métodos do processo dentro da experiência; Entender titulação ácido-base; Entender os possíveis erros que se apresentam no processo; Apresentar resultados.
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
3.1 Soluções As soluções químicas são misturas homogêneas formadas por duas ou mais substâncias. Os componentes de são denominados de soluto e solvente: Soluto: representa a substância dissolvida. Solvente: é a substância que dissolve. Geralmente, o soluto de uma solução está presente em menor quantidade que o solvente, porém não é uma regra. Assim, solução é uma mistura na qual um ou mais componentes se dissolvem em outro componente. As partículas que os constituem têm dimensões de pequenas moléculas ou de íons em distribuição praticamente igual em qualquer proporção da mistura. Sendo o solvente a parte constituinte da solução que dissolve, geralmente está em maior quantidade que o soluto, porém não necessariamente necessita ser dessa maneira o solvente continuará sendo solvente mesmo estando, igual ou em menor quantidade que o soluto (BIANCHI, ALBRECHT e DALTAMIR, 2005, p. 328). Os mesmos autores falam que, as soluções mais presentes e de interesse prático em nossas vidas são as soluções aquosas, e que as reações químicas que ocorrem nos seres vivos ocorrem em meio aquoso, sendo a água a substância mais abundante em nosso planeta e tem a capacidade de dissolver inúmeras outras substâncias (iônicas e covalentes).
3.2 Titulação ácido-base 3.2.1 Titulação Frequentemente no âmbito empresarial cientifico ou cotidiano se necessita determinar a concentração, e para conseguir identificar soluções se usa muito à técnica conhecida como titulação, por ser um método confiável, viável para todos e principalmente de fácil manuseio. Titulação é o método pelo qual se determina uma quantidade desconhecida de uma substância particular, mediante a adição de um reativo-padrão que reage com ela em proporção definida e conhecida (SANTOS e ANTUNES, 2016, p. 5). 3.2.2 Titulação Ácido-Base Para Sussuchi, Machado e Souza Moraes (s/d, p. 9 ) titulação ácido- base, como o nome indica, ocorre uma reação entre um ácido e uma base. Esta reação é completa, e ocorre uma neutralização. O termo neutralização geralmente cria confusões, muitas vezes associado a tornar o pH neutro. A neutralização consiste numa reação entre quantidades equivalentes de um ácido e de uma base para se formar um sal. Numa titulação ácido-base ocorre uma reação completa entre um ácido e uma base. Portanto, o que se tem é uma reação de neutralização: ácido + base → sal + água
Por exemplo: HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H 2 O(l) Um íon de Hidrogênio (H+) neutraliza um íon de hidroxila (OH-). Onde: H = Hidrogênio Cl = Cloro Na = Sódio O = Oxigênio. Cálculo da concentração no ponto de equivalência é: nácido = nbase No início da titulação: [Titulante (A), Volume conhecido (VA) Concentração conhecida (MA) ] X [Titulado (B) Concentração desconhecida (CB) Volume conhecido (VB) ]. E no final da titulação temos: [ Titulante (A), Volume conhecido (VA) Concentração conhecida (MA) ] X [Titulado (B) Concentração conhecida (CB) Volume conhecido (VB) ].
cáustico - sensação de escorregadio ou ensaboado - muda a cor do tornassol de vermelho para azul capacidade de interagir com ácidos 3.3.2 Ácidos Segundo a definição de Arrhenius, ácido é toda substância que se ioniza em presença de água e origina, como um dos íons, o cátion H+. Uma das características mais comuns nos ácidos é o sabor azedo. Essa propriedade está presente em inúmeros alimentos, para descobrir quais são ácidos, é só observar quais deles produzem salivação na boca. Esse fato se explica pela presença do cátion H+, que diante das células da língua produz mais saliva (SOUZA, S/D). E ainda Usberco e Salvador (2014, p. 301) diz que para se determinar uma substancia como acida existem várias maneiras, onde a maneira experimental é a uma das maneiras básicas de operação para a identificação de uma ácido através de um indicador. 3.3. 3 Hidróxido de Sódio (NaOH) Brum da Silva (2012, p.1) diz que, o hidróxido de sódio (Figura 1), ou soda cáustica, é um sólido branco, muito higroscópico, inorgânico, comercializado na forma escamas, pó,lentilhas, pérolas e micropérolas.1 Apresenta massa específica de 2,12 g/mL, ponto de fusão de 318,4 ºC e ponto de ebulição de 13 90 ºC. Fonte: Brum da Silva (2012, p.1) Figura 1 - Hidróxido de sódio
O NaOH é uma típica base de Arrhenius, pois quando dissociado em água, libera íons hidroxila (OH-), (Equação 1). A soda cáustica, do latim caustĭcus, 3 queimar, é uma base forte com alto poder corrosivo, podendo causar graves queimaduras em contato com a pele NaOH (aq) Na+^ (aq) + OH-^ (aq) A fabricação do hidróxido de sódio é de extrema importância para diversos segmentos industriais. Esta base é considerada como uma das mais importantes, pois além de ser usada para a produção de tecidos e papel, participa como insumo na fabricação de diversos produtos. 3.3.4 Ácido oxálico O ácido oxálico, anidro ou di-hidratado, aparece na forma de cristais higroscópicos, translúcidos, incolores. O ácido oxálico anidro é parcialmente solúvel em etanol e outros solventes. O ácido oxálico di-hidratado é parcialmente solúvel em água, em etanol e outros solventes. O ácido oxálico é um ácido orgânico saturado, de cadeia normal e relativamente forte, sendo 10.000 vezes mais forte que o ácido acético. É uma substância incolor, que cristaliza a partir de soluções aquosas com duas moléculas de água de cristalização. Neste estado de diidrato, apresenta ponto de fusão em torno de 189 °C e elevada hidrossolubilidade; também se dissolve com facilidade em álcool comum. Em presença de ácido sulfúrico concentrado, decompõe-se, formando monóxido e dióxido de carbono em água (GOTAQUÍMICA, [2000-2018], p.1). Principais usos do Ácido Oxálico Em Química: Agente purificador no fabrico de glicerina. Obtenção de ácido fórmico por reação com glicerina.
O ácido benzoico é um composto orgânico, mais precisamente, um ácido carboxílico, quer isto dizer que possui um grupo carboxílico. Imagem 2 - Formula estrutural do ácido benzoico Fonte: Alves et al. (2015, p. 8). Como é possível verificar, a sua fórmula química é C 6 H 5 COOH e formula estrutural conforme imagem 2. Como composto orgânico que é, ocorre livremente na natureza. O ácido benzoico é um composto orgânico simples, no entanto constitui um dos materiais mais importantes, não só pelas suas características físicas, aliadas às suas aplicações, mas também por ser a base de produção de inúmeros compostos orgânicos. 3.3. 6 Ácido acético Ácido acético (AcOH,) é um líquido incolor, transparente e com odor característico de vinagre. Apresenta ponto de ebulição de 118°C, ponto de fusão de 16,7°C, densidade relativa de 1,049 g/mL a 20°C e ponto de inflamação de 39°C. Possui fórmula molecular C2H4O2 e peso molecular igual a 60,05 g/mol. O AcOH é classificado como um ácido fraco porque quando dissolvido em uma solução aquosa não é capaz de se dissociar completamente. Apenas 1% das moléculas presentes em uma solução aquosa 0,1M de ácido acético são capazes de se dissociar, formando os íons acetato e hidrônio. O AcOH é considerado ácido porque quando dissolvido em água libera prótons (H+ ), aumentando a concentração deste íon em solução (SILVA, DUPIN e CHAZIM, 2015, p.1).
3.3.7 Fenolftaleína A fenolftaleína, ou 3,3-bis- (p-hidroxifenil) ftalida, é um composto bastante empregado em química, principalmente na verificação de acidez e basicidade de substâncias. Este composto é um indicador de pH, ou seja, apresenta mudança de coloração em função do pH. Possui cor róseo em meio básico e incolor em meio ácido e neutro (PEREIRA, SILVA e RUBIRA, S/D, p.1). Geralmente nesse tipo de aplicação é incolor com PH abaixo de 8,2, róseo entre 8,2 e 10 e vermelho acima de 10. 3.3.8 Etanol Mendes (20--, p.1) diz que o etanol é o mais comum dos álcoois, também conhecido como álcool etílico ou simplesmente álcool (fórmula molecular: CH 3 CH 2 OH) é obtido por meio da fermentação de carboidratos, hidratação do etileno ou redução a acetaldeído. Nos Estados Unidos, até a década de 30, o etanol era obtido por fermentação de açúcares e nos últimos anos a fermentação do milho passou a ser utilizada, contribuindo para mais de 90% da produção desse álcool. O etanol é amplamente na síntese de várias reações orgânicas para a obtenção de diversos produtos como: solventes para resina, gorduras, óleos, graxas, produtos em limpeza em geral, cosméticos e drogas sintéticas.
4.2.2 Padronização da solução de hidróxido 0,1 mol.L- 1 Primeiramente montou-se a bureta no suporte universal, utilizando uma garra para fixar a mesma, após isso foi verificado se a bureta estava limpa e enxaguada com a solução de NaOH. Com o auxílio de um funil foi transferido NaOH do balão volumétrico para a bureta, a mesma foi enchida e removido o excesso a fim de o menisco inferior ficar na marca zero da bureta. Obs.: remover as bolhas de ar que se formam abaixo da torneira. Separou-se três erlenmeyers e colocamos em cada um deles 10 ml de ácido oxálico utilizando uma pipeta volumétrica, também foi acrescentado aproximadamente 25 ml de agua destilada e também três gotas de fenolftaleína utilizando um conta gotas, afim de saber quando a reação estava completa. Após isso titulou-se cada solução dos 3 erlenmeyer, gotejando de forma lenta a solução de NaOH disponível na bureta até o aparecimento da cor rosa na solução, após isso anotamos o volume gasto de NaOH para mudar a cor da solução, lendo diretamente na bureta. Foi repetido o processo 3 vezes a fim de encontrar um valor mais próximo da realidade fazendo a média do volume gasto nas três titulações. 4.2.3 Massa molar do ácido benzóico Com o auxílio da balança semi-analitica pesou-se aproximadamente 0, g de ácido benzoico em um erlenmeyer limpo e anotou-se a massa encontrada aproximada (conforme imagem 3). Após isso se adicionou aproximadamente 10 ml de etanol e agitou-se até dissolver o ácido.
Imagem 3 - Massa do Ácido benzoico Fonte: autores (2018) Adicionaram-se três gotas de fenolftaleína na solução, e em seguida foi feita a titulação usando a solução de NaOH até o ponto de viragem, onde a solução muda de cor (conforme imagem 4 ). Imagem 4 - Ponto de viragem Fonte: Autores (2018) Anotamos o volume utilizado na titulação e em seguida fizemos o cálculo (será apresentado no capitulo resultados) utilizando a equação a baixo para encontrar a massa molar do ácido benzoico.