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Relatório de Fisico-quimica experimental 2
Tipologia: Provas
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Essa lei nos diz que as moléculas do solvente em soluções diluídas apresentam- se em um ambiente químico semelhante aos que possuem no líquido puro, ou seja, as moléculas do soluto estão completamente solvatadas e não apresentam interações entre si.
A lei da distribuição de Nernst nos diz que quando se reparte uma quantidade determinada de soluto entre dois solventes imiscíveis, se alcança um estado de equilíbrio no qual tanto o potencial químico como a fugacidade do soluto é o mesmo nas duas fases. Essa lei prevê e possibilita quantificar o grau de associação de moléculas do soluto em um dos solventes empregados.
Materiais
Funil de Separação; Bureta de 25 mL; Proveta; Erlenmeyers; Pipeta volumétrica de 5 mL e 25 mL; Cicloexano; Solução 0,025 mol L-1^ de NaOH; Ácido benzóico; Solução alcoólica de fenolftaleína; Agitador magnético com barra magnética; Água destilada.
Métodos
Uma solução de NaOH foi padronizada com ftalato ácido de potássio e posteriormente utilizada para a determinação da concentração do ácido benzoico.
Foram adicionados 25 mL de cicloexano e 25 mL de água em um funil de separação. Agitou-se a mistura e foi possível verificar a formação de duas fases.
Soluções com diferentes concentrações de ácido benzoico foram adicionadas ao funil de separação e uma agitação vigorosa permitiu a dissolução do ácido entre as fases, dentre as quais se apresentaram diferentes solubilidades.
A fase aquosa e a fase orgânica foram recolhidas separadamente, adicionou-se solução indicadora e uma quantidade de água para que a solução se apresentasse diluída. Determinou-se a quantidade em mols de ácido benzoico em cada fase a partir da titulação de uma alíquota de 5 mL de cada fase com uma solução de NaOH padronizada.
Primeiramente, coletou-se uma alíquota de 2,5 mL de NaOH 5 mol L-1^ a fim de preparar 500 mL de uma solução de NaOH 0,025 mol L-1.
C1NaOH x V1NaOH = C2NaOH x V2NaOH
5 mol L-1^ x V1NaOH = 0,025 mol L-1^ x 500 mL
V1NaOH = 2,5 mL
Posteriormente, padronizou-se esta solução de NaOH 0,025 mol L-1^ com biftalato de potássio. Para isto, calculou-se a massa necessária de biftalato para consumir 10 mL de base.
𝑛𝑏𝑖𝑓𝑡𝑎𝑙𝑎𝑡𝑜 = 𝑛𝑏𝑎𝑠𝑒
𝑚𝑏𝑖𝑓𝑡𝑎𝑙𝑎𝑡𝑜 𝑀𝑀𝑏𝑖𝑓𝑡𝑎𝑙𝑎𝑡𝑜
𝑚𝑏𝑖𝑓𝑡𝑎𝑙𝑎𝑡𝑜 = 0,051 g
𝑚𝑏𝑖𝑓𝑡𝑎𝑙𝑎𝑡𝑜 pesada = 0,055 g
Então, essa massa foi solubilizada com água em um erlenmeyer e 3 gotas de
fenolftaleína foram adicionadas a ela. Dessa forma, deu-se início à titulação na qual o
volume gasto de base foi 11,30 mL. Como o volume teórico era 10 mL, é possível
calcular a concentração real da base:
Era previsto que o gráfico de ln(CB) x ln(CA) tivesse o comportamento de uma reta crescente, com isso, percebe-se que o segundo ponto está fora do que seria previsto. Para ter uma idéia do quão longe de uma reta estava o Gráfico 1, fizemos a regressão linear do mesmo e analisamos o valor do R².
Figura 1 - Dados obtidos pela regressão linear do Gráfico 1.
Plotamos então um gráfico retirando os dados obtidos pelo grupo 2, afim de obter uma melhor reta.
Gráfico 2 - Gráfico de ln(CB) x ln(CA) sem os valores do grupo 2.
Sabendo que coeficiente de partição K pode ser obtido a partir do coeficiente linear, e o do grau de associação n, a partir do coeficiente angular da reta, fizemos a
regressão linear do Gráfico 2. A Figura 1 mostra o coeficiente angular (slope) e o coeficiente linear (intercept) obtidos através da regressão linear, além de dar o valor de R² e outras informações. Como o R² deu muito próximo de 1, podemos dizer que temos uma boa reta.
Figura 2 - Dados da regressão linear do Gráfico 2.
Portanto, temos que K é aproximadamente 5,73 e que n é aproximadamente 2,22.
Questões:
a) Por que antes da titulação se adiciona água às alíquotas a serem tituladas?
R: Antes das titulações, adicionou-se água às alíquotas a serem tituladas a fim de diluir o analito e aproximar as soluções do comportamento ideal, assim não é preciso calcular as atividades destas e, apenas com as concentrações do analito, é possível obter um resultado satisfatório.
Misturas nas quais o soluto obedece a Lei de Henry e o solvente obedece a Lei de Raoult são chamadas de soluções diluídas ideais. A diferença entre o comportamento do soluto e do solvente em baixas concentrações (expressas pelas leis de Henry e de Raoult, respectivamente) surge do fato de que em soluções diluídas, as moléculas de solvente estão em um ambiente próximo ao que seria se fosse líquido puro. Em contraste, as moléculas de soluto estão rodeadas por moléculas de solvente, o que é totalmente diferente do ambiente quando ele está puro. Assim, o solvente se comporta como um líquido puro levemente modificado, mas o soluto se comporta totalmente diferente do seu estado puro, a não ser que as moléculas de solvente e de soluto sejam muito similares. Neste caso, o soluto também obedece à Lei de Raoult.
