Baixe Métodos de Preparação e Titulação de Soluções em Química Quantitativa e outras Notas de estudo em PDF para Cultura, somente na Docsity!
INTRODUÇÃO
A Química é uma ciência que desempenha um papel expressivo na atividade econômica do Brasil e no padrão de vida da sua população. A sua contribuição é marcante no parque industrial do país numa gama ampla e diversificada de setores tais como a petroquímica, a indústria farmacêutica, de tintas, de borrachas, plásticos, a indústria de alimentos, papel, couro, defensivos agrícolas e fertilizantes, a indústria têxtil, e óleos e combustíveis. A função histórica da Química como ciência foi vista como dirigida para a transformação de matérias primas básicas (petróleo, carvão mineral, extratos de plantas, minérios, gás natural) em produtos finais de utilidade prática. As transformações químicas são decorrentes de processos desenvolvidos em escalas que podem ser desde bancadas de laboratório até plantas pilotos e unidades de grande porte. A grande inovação surgida na Química dos tempos atuais surge da importância crescente do domínio das técnicas de preparação, ou fabricação, de produtos químicos de elevado valor agregado, produzidos geralmente em pequena escala, e que podem funcionar como intermediários de produtos finais considerados quimicamente nobres e altamente cobiçados. Esta evolução traz embutida nela uma transformação substancial de tecnologia e de métodos com relação à abordagem dos produtos da indústria química pesada, considerados hoje como “commodities”. Um segundo fator importante na visualização do papel da Química na vida moderna tem sido o despertar de uma consciência na sociedade sobre a importância de conciliar a fabricação e uso de produtos químicos e de recursos naturais com a preservação do meio ambiente e das condições de vida da população. Esses métodos são muitos utilizados em preparação de soluções e titulações na química quantitativa definir concentrações de soluções com soluções padrões com o meio de titulações esse papel ajuda o conhecer um caráter de uma substância desconhecida com uma solução padrão.
OBJETIVOS
Preparar diferentes tipos de soluções, Faremos uma titulação simples utilizando um indicador de pH para neutralizarmos uma solução básica NaOH e de HCL. Utilizando o procedimento de titulação condutométrica, determinaremos o ponto de equivalência de uma reação de neutralização de uma base por ácido forte e, também, para neutralização de uma base forte por um acido forte. FUNDAMENTOS TÉORICOS:
Dentro do conceito químico sobre o que é solução podemos compreender que solução são misturas de duas ou mais substâncias que apresentam aspecto uniforme, ou seja, a mistura homogênea de substâncias. As soluções podem ser classificadas como sólida, gasosa e líquida quais os componentes dessa solução se encontram, em temperatura ambiente, no estado sólido, gasoso e líquido, respectivamente. Quanto a condutividade elétrica podemos classificar uma solução como eletrolíticas (iônicas) ou não-eletrolíticas (moleculares).
Contudo, podemos também classificar as soluções quanto à proporção de soluto/solvente. Soluto pode ser considerado o componente presente em proporção menor que a do solvente. E solvente como líquido capaz de dissolver outras substâncias. Numa solução, o componente presente em maior proporção.
Entretanto, para que certa mistura possa ser considerada uma solução, as substâncias contidas devem ser solúveis umas as outras. Solubilidade pode ser conceituada como a capacidade de uma substância de se dissolver em outra. Esta capacidade, no que diz respeito à dissolução de um sólido em um líquido é limitada, ou seja, existe um máximo de soluto que podemos dissolver em certa quantidade de um solvente. Isto é solubilidade. A temperatura interfere na capacidade de dissolução de um solvente com relação a certo soluto, desta forma a cada temperatura teremos um determinado valor para a solubilidade. Desse modo podemos determinar tipos de solução quando referimos a solubilidade dessa mistura. É caracterizada como insaturada a solução que contém quantidade de soluto inferior à capacidade máxima de dissolução do
Aqui o que ocorre é uma simples diluição os dois solutos, pois suas quantidades permanecem constantes, porém disperasa num volume maior. As concentrações finais dos dois solutos serão menores que as iniciais, como no exemplo abaixo:
Mistura de Soluções Com Reação Química. Na mistura de soluções formadas por um mesmo solvente, porém com solutos diferentes, pode ocorrer uma reação química. Essa possível reação ocorre de acordo com uma porção estequiométrica. Isso nos permite determinar a concentração desconhecida de uma solução por meio de uma técnica conhecida como titulação. Para se calcular a concentração final é importante ter em mente:
Titulação Conceito: A titulação (ou titulometria) é um método de análise quantitativa que determina a concentração de uma solução. Dosar uma solução é determinar a sua quantidade por intermédio de outra solução de concentração conhecida.
Esquema da Titulação Comumente, são usados uma bureta e um erlenmeyer:
Há outros tipos de cálculo para a concentração em soluções, uma muito difundida refere-se à massa molar do soluto dissolvida num dado volume de solução: CM=n/V onde n=m/M; onde CM é M é a massa molar do soluto [g/ mol].
Contudo, é importante também saber, dentro do assunto proposto, que o processo de diluição é uma operação em que se acrescenta solvente à solução. A quantidade de soluto permanece constante. Por intermédio de outro processo, a titulação pode determinar a concentração de uma solução A medindo-se o volume de uma solução B de concentração conhecida, que reage completamente com um volume conhecido da solução A.
O pH refere-se a uma medida que indica se uma solução líquida é ácida (pH < 7, a 25 °C), neutra (pH = 7, a 25 °C), ou básica/alcalina (pH > 7, a 25º C). Uma solução neutra só tem o valor de pH = 7 a 25 °C, o que implica variações do valor medido conforme a temperatura. pH é o símbolo para a grandeza físico-química 'potencial hidrogeniônico'. Essa grandeza indica a acidez, neutralidade ou alcalinidade de uma solução aquosa.
O termo pH foi introduzido, em 1909, pelo bioquímico dinamarquês Soren Peter Lauritz Sorensen (1868-1939) com o objetivo de facilitar seus trabalhos no controle de qualidade de cervejas (à época trabalhava no Laboratório Carlsberg, da cervejaria homônima). O "p" vem do alemão potenz, que significa poder de concentração, e o "H" é para o íon de hidrogênio (H+).
Matematicamente, o "p" equivale ao simétrico do logaritmo de base 10 da atividade dos íons a que se refere. Para íons H+:
Sendo que a H+ representa a atividade em mol dm−3. Em soluções diluídas (abaixo de 0,1 mol dm−3), os valores da atividade se aproximam dos valores da concentração, permitindo que a equação anterior seja escrito como abaixo:
pH = - log10 [H+] Diluição é o ato físico-químico de tornar uma solução menos concentrada em partículas de soluto através do aumento do solvente (número de vezes que a concentração da solução vai diminuir).
O fator de diluição corresponde à relação entre o volume da solução, depois de diluída, e o volume da solução, antes de ser diluída.
Para calcular os valores de uma diluição podemos usar a fórmula em seguinte: c1xV1 = c2xV2 onde: c1= concentração da solução antes de ser diluída (por exemplo, da solução de estoque); c2 = concentração da solução depois de ser diluída; V1 = volume da solução antes de ser diluída; V2 = volume final da solução diluída. A volumetria de ácido-base é um dos métodos habitualmente usados em análise química quantitativa.
Este método consiste em determinar a composição quantitativa de uma dada solução ácida ou básica fazendo-a reagir com uma solução básica ou ácida da qual se conhece rigorosamente a concentração.
trata-se de determinar a concentração de uma espécie de interesse em uma amostra a partir do volume (ou massa) de uma solução com concentração exatamente conhecida (solução padrão) necessária para reagir quantitativamente com esta amostra em solução (solução problema).
A determinação da concentração de uma solução (solução problema) a partir de sua reação quantitativa com uma quantidade conhecida de uma substância que é pura (padrão primário) é chamada de titulação de padronização, ou simplesmente padronização. Neste caso, após ter sua concentração determinada, a solução problema passa a ser uma solução padronizada.
Um fator que é extremamente de grande importância em uma titulação de padronização é a utilização de indicadores químicos, que são escolhidos conforme o tipo da reação química. Os indicadores químicos são substâncias através das quais é possível observar o desenvolvimento de uma reação química. Estes, utilizam-se, sobretudo, na determinação do ponto de equivalência em análise volumétrica e são denominados de indicadores de pH ou indicadores ácido-base ou ainda de
Os indicadores mais usados em laboratórios são: Estes indicadores, em contato com soluções ácidas ou alcalinas, mudam de cor, sendo por este fato ainda hoje são utilizados para indicar o caráter ácido ou alcalino de uma solução.
A fenolftaleína é um corante orgânico sólido, branco, insolúvel em água, mas solúvel em álcool etílico, originando uma solução incolor.
A Salificação ou Reação de neutralização é o nome que se dá a toda reação química que ocorre na mistura de um ácido com uma base. A reação de neutralização é a reação entre um ácido e uma base dando origem a sal e água.
É importante destacar que essas reações químicas só acontecem em meio aquoso, pois é preciso primeiro acontecer a ionização dos compostos.
Pode ser subdividida em: Neutralização Total: Após o término da reação, todos os hidrogênios e hidroxilas se neutralizaram.
Neutralização Parcial: Após o término da reação, sobram cátions hidrogênio ou ânions hidroxilas.
PREPARO DA SOLUÇÃO DE NAOH
A princípio teremos como propósito preparar uma solução de NaOH de 0, molar, utilizando 50 mL de água destilada. Com algumas informações retiradas da tabela periódica, foi possível a determinação do peso molar do hidróxido de sódio (40 g/mol).
Observou-se, com a verificação do rótulo do frasco do hidróxido de sódio, que possui dosagem de 98%. Em nossos cálculos, quais serão todos discriminados na seção 4 desse relatório, desconsideraram-se as impurezas contidas no mesmo e os cálculos foram feitos utilizando a dosagem de 100%, ou seja, totalmente puro.
Entretanto, a substância NaOH é sólida, desse modo é necessário saber quantos gramas é preciso utilizar para o preparo dessa solução. Com as determinações e informações expostas anteriormente, contidas no primeiro parágrafo dessa seção, utilizá-las-emos em uma fórmula matemática, com a qual conseguiremos encontrar a massa necessária para este procedimento.
A fórmula utilizada e todo procedimento matemático realizado tendo Já determinamos a massa molecular do NaOH (40 g/mol) e o índice de pureza do mesmo (aproximadamente 100%). Utilizaremos esses dados para obter a massa necessária para a produção de uma solução de NaOH de 0,1 molar e 50 mL. Para isso utilizaremos a fórmula abaixo:
Incorporando os dados a fórmula:
1mol---------40g y=4g 4g---------1000mL x=0.2gNaOH
0.1mol-------y x-----------50mL
clorídrico, encontramos como resultado a massa molecular de 36,46 g/mol, que utilizaremos um valor aproximado, 36,5 g/mol.
massa molar x volume em litros 40 g/mol x 0,05 L
Molaridade
massa em gramas
Entretanto, o HCl não é uma substância totalmente pura. Seu índice de pureza nem se aproxima dos 100%, sendo 37%. Observando o frasco, tomamos nota de algumas informações importantes que nos auxiliou na busca pelo volume de HCl necessário no preparo da solução. O recipiente contém 1 L de HCl, e possui massa igual a 1,19 Kg. Utilizando a fórmula a seguir encontraremos a molaridade total da substância, ou seja, desconsiderando seu índice de 37% de pureza e utilizando 100%.
M
1190 g = 32,6 mol/L
Assim, 32,6 mol/L seria a molaridade do ácido clorídrico caso esse tivesse pureza de 100%. Utilizando uma operação matemática conhecida como regra de três, conseguimos obter a molaridade do HCl de pureza de 37%, com pode ser observado a seguir. 32,6 mol/L equivale a 100% de pureza X mol/L equivale a 37% de pureza Multiplicando o primeiro fator da esquerda com o último fator da direita e dividindo esse produto pelo primeiro fator da direita obteremos X. Nesse caso o valor encontrado para X foi 12,06 mol/L. Então, a solução de HCl contida no recipiente, qual possui 37% de pureza, tem molaridade igual a 12,06.
Possuímos dados suficientes para poder encontrar o volume necessário para o preparo da solução de HCl, de 0,1 molar em 50 mL de água destilada. Utilizaremos a seguinte fórmula:
Molaridade inicial (Mi) x Volume inicial (Vi) = Molaridade final (Mf) x Volume final (Vf)
Ou seja: Mi x Vi = Mf x Vf
Substituindo as informações: 12,06 mol/L x Vi = 0,1mol/L x 50 mL
Logo, Vi = 0,4145 mL. Arredondando, o volume necessário para a obtenção da solução desejada será de 0,4 mL de HCl.
Logo após demos início ao procedimento prático, realizado a capela com exaustor, porque o HCl libera um certo vapor quando aberto a ambiente natural. Tomamos o cuidado de despejar certa quantidade em um béquer com o frasco virado contra o rótulo, para que nenhum resquício de material pudesse danificar o rótulo. Ao misturar o ácido clorídrico com a água destilada, observou-se que a mistura rapidamente solubilizou, caracterizando-se como uma solução homogênea.
Com o béquer, no qual está os 0,4 mL de HCl, ainda na capela, pegou-se um balão volumétrico de fundo chato e adicionou-se 30 mL de água destilada. Em segundo ato, desejou-se o HCl que estava no béquer dentro do balão volumétrico e completou-se a solução com água destilada, com a utilização de um pisseta, até chegar o volume de 50 mL.
TITULAÇÃO DO NAOH E HCL
Procedimento experimental faremos a titulação do NaOH com o HCl. Essa etapa do procedimento é divida em duas fases, as quais trataremos em uma única divisão, pois elas se correlacionam no final do procedimento.Inicialmente separou-se 10 mL de NaOH, da solução preparada na primeira etapa desse experimento, com a utilização de uma pipeta graduada de capacidade de 20 mL. Depositou-se os 10 mL de NaOH em um erlenmeyer e em seguida despejou-se duas gotas de fenolftaleína na solução. Dentro de poucos instantes a solução começou a mudar a coloração, variando do transparente a uma espécie de carmim, ou seja, um rosa escuro.
Detectamos, com a utilização de um medidor, o nível de gradação do pH da solução, qual constata-se ser é igual a 13.
Na segunda fase, deixaremos um pouco de lado a solução de NaOH e trabalharemos com a solução de HCl, produzida na segunda etapa desse procedimento. O primeiro passo foi preencher totalmente uma bureta, de
titulação de oxidação-redução e titulação de complexação. Em medicina, titulação é o processo de ajustar, gradualmente, a dosagem da medicação até se conseguir o efeito desejado com êxito.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
http://chemicalwedding.wordpress.com/2011/08/04/titulacao/
http://chemicalwedding.wordpress.com/2011/07/28/mistura-de-solucoes-sem- reacao-quimica-e-mistura-de-solucoes-com-reacao-quimica/> Acessado em: novembro de 2011
HARRIS, D.C., Análise Química Quantitativa. 6ª Ed. Rio de Janeiro: LTC Editora, 2007. > Acessado em: novembro
Disponível em: Acessado em: novembro de 2011
Disponível em: Acessado em: novembro de 2011
Disponível em: http://qaonline.iqsc.usp.br:8180/FCKeditor/UserFiles/File/Eder/ LabQuimicatica7> Acessado em: novembro de 2011
http://www.qca.ibilce.unesp.br/prevencao/produtos/fenolftaleina.htmL >Acessado em: novembro de 2011
http://pt.wikipedia
