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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO INSTITUTO DE ENGENHARIA CAMPUS VÁRZEA GRANDE CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 2016/1

Joana Oliveira Leite Thais Cristina Couto Hurtado Vitor Muzulon

RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA N° 22 DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE E O TEOR DE ÁCIDO ACÉTICO EM VINAGRE

CUIABÁ – MT Setembro – 2016

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ....................................................................................................................... 3 2. OBJETIVO .............................................................................................................................. 4 3. METODOLOGIA ................................................................................................................... 4 3.1 Aparelhos e Instrumentos ................................................................................................... 4 3.2 Procedimentos .................................................................................................................... 4 4. DISCUSSÕES DOS RESULTADOS..................................................................................... 5 5. CONCLUSÃO ......................................................................................................................... 7 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................. 8

1. INTRODUÇÃO O ácido acético (CH3COOH) é um ácido fraco, ou seja, não está completamente desprotonados em solução, possuindo uma constante de ionização (Ka) cujo valor é 1,7539 x 10-5, à 25 °C. Ele é bastante utilizado pela indústria química, tanto na forma de ácido acético glacial, cujo grau de pureza é 99,8% (m/m), como em soluções diluídas. A obtenção do ácido acético mais comum ocorre a partir da oxidação do álcool etílico ou por meio da fermentação, sob a ação de microrganismos. O vinagre é o resultado da fermentação de certas bebidas alcoólicas, particularmente o vinho. O teor de CH3COOH no vinagre é determinado volumetricamente titulando-se certa quantidade de vinagre com uma solução padrão de hidróxido de sódio 0,100 N ou de normalidade próxima a 0,1 N, conhecida em três casas decimais (BACCAN et al, 2001). As reações de neutralização são importantes em um procedimento de laboratório conhecido como titulação ácido-base, no qual a concentração molar de um ácido em uma solução aquosa é determinada pela adição vagarosa de uma solução básica de concentração conhecida na solução do ácido. Uma solução de ácido é comumente transferida com uma pipeta e, assim, seu volume é conhecido. A solução da base é usualmente transferida por um tubo de medição chamado bureta, e a adição desta solução é interrompida no ponto em que o número de mols de íons H+ do ácido é igual ao número de mols de íons OH- da base, que foram misturados. A isto denominamos ponto de equivalência, geralmente observado por uma mudança de cor de um composto, chamado indicador, uma pequena quantidade que, foi adicionada previamente na mistura reagente. No ponto de equivalência, a razão do número de mols de ácidos no início para mols da base que foi adicionada é igual à razão estequiométrica. A bureta permite medir o volume de base adicionado, e esse volume, juntamente com a concentração da solução de base e o volume da solução de ácido, permite calcular a concentração da solução de ácido. (RUSSEL, 2008) Como mencionado anteriormente, o papel do ácido e da base pode ser invertido, 3

isto é, a concentração de uma solução pode ser determinada por titulação com uma solução de ácido de concentração conhecida. Quando a titulação ácido-base é concluída, no ponto de equivalência, a quantidade de mols, de ácido e base que está misturada encontra-se em uma razão estequiométrica. (RUSSEL, 2008) 2. OBJETIVO Determinar experimentalmente a concentração de ácido acético em uma amostra de vinagre comercial, bem como a densidade da solução.

3. METODOLOGIA 3.1. Aparelhos e Instrumentos Para realização da prática foram utilizados os seguintes instrumentos e reagentes: Pera

Béquer

Três Erlenmeyers

Bureta

Baqueta

Bureta de 25 mL

Água destilada

Fenolftaleína

Amostra do vinagre

Balão de 25 mL

Solução padronizada de 0,1 mol/L de NaOH

3.2 Procedimentos Foram realizados os seguintes procedimentos: 3.2.1 Densidade do vinagre Primeiramente foi pesado um balão de 25,00 mL, limpo e seco, em uma balança semi-analítica. Em seguida, ao mesmo balão foi adicionada a amostra de vinagre até o menisco. Assim, foi verificada a massa do balão volumétrico contendo a amostra de vinagre e calculado a massa de vinagre presente em 25,00 mL. Desta forma é possível determinar a densidade do vinagre em g/L.

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3.2.2. Acidez total do vinagre Foram pipetados 10 mL do vinagre e diluído com água em um balão volumétrico de 100 mL. Desta solução foram pipetados 15,0 mL e transferidos para um erlenmeyer Ao erlenmeyer foram adicionadas quatro gotas do indicador químico fenolftaleína e titulada a amostra com solução padrão de NaOH 0,1 mol L-1 até o aparecimento de uma leve coloração rósea. O mesmo foi realizado com mais duas amostras como triplicata. 4. DISCUSSÕES DOS RESULTADOS A partir do experimento, determinou-se a densidade do ácido acético e acidez total do ácido. 4.1 Densidade do ácido acético Para determinar a densidade de ácido acético (CH3COOH), pesou-se um balão de 25 mL, que apresentou a massa de 20,7288 g. Posteriormente, com a adição de 25 mL de ácido acético, novamente pesou-se e obteve uma massa de 45,8263 g. Com isso, é possível calcular a densidade do ácido acético, conforme a equação 1 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎

𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒

(1)

Com isso, a partir da diferença de massas do balão volumétrico vazio e com o conteúdo adicionado de ácido acético, que obteve 25,0975 g, calculou-se uma densidade de 1,0039 g/mL como resultado, conforme o cálculo 2 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 =

25,0975𝑔 25 𝑚𝐿

= 1,0039 𝑔/𝑚𝐿

(2)

4.2 Acidez total do ácido acético Para a determinação da acidez total do vinagre, preparou-se uma solução de NaOH a 0,098M com um padrão primário. Porém, a concentração exigida era de 0,1M, dessa forma, foi necessário ter o fator de correção (FC) no valor de 1,0204. Posteriormente, com essa solução, adicionou-se na bureta para realizar a titulação do ácido acético. Pipetou-se 10 mL do vinagre que estava contido no balão de 25 mL, utilizado no experimento anterior, e adicionou-se em um outro balão volumétrico de 100 mL, e completou-se com água até o menisco. Após homogeneização da solução do balão volumétrico, retirou-se com auxílio da pipeta, 15 mL da solução e adicionou-se, este 5

mesmo volume, em três erlenmeyer. Após, colocou-se 4 gotas de fenolftaleína e titulou a amostra com solução de NaOH presente na bureta. A titulação da primeira amostra utilizou 9,7 mL de base para a equivalência de número de mols das espécies químicas. A segunda e a terceira amostra titulada, obteve um volume de 10,2 mL de base para a equivalência do número de mols das espécies envolvidas na equação 3 de neutralização ácido-base. (3)

𝑁𝑎𝑂𝐻 + 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 → 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎 + 𝐻2 𝑂

Após a titulação do ácido acético, foi possível fazer a média de volume utilizado de base, e obteve-se 10,03 mL de resultado da média. Com isso, por meio dos cálculos (4) foi obtido uma concentração molar de 0,65 mol L-1 (4)

𝑛𝑁𝑎𝑂𝐻 = 𝑛𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 𝑉1 ∗ 𝐶1 = 𝑉2 ∗ 𝐶2

0,098 ∗ 10,03 = 𝐶2 ∗ 15 𝐶2 = 0,065 𝑚𝑜𝑙/𝐿 Como retirou-se uma alíquota de 10 ml da amostra de ácido acético, a concentração do ácido acético no vinagre equivale a aproximadamente 0,65 mol/L. A porcentagem de massa do ácido acético no vinagre é calculada conforme a massa de ácido acético na amostra, referente ao cálculo (5). 𝑚 = 𝑛𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 𝐹𝐶 ∗

60𝑔 𝑚𝑜𝑙

= 0,0616 𝑔

(5)

Com isso, com a quantidade de ácido acética na alíquota de 10,5 g, com o cálculo (6), calculou-se a % de massa de ácido acético, e obteve o resultado de 5,8% de ácido acético no vinagre. %=

0,0616∗100% 10,5

= 5,8%

(6)

5. CONCLUSÃO 6

Por meio desta prática, foi possível aplicar a definição de densidade e descobrir a densidade do vinagre, uma substância muito utilizada no dia a dia. Além disso, calculouse a concentração de ácido acético e sua porcentagem em massa contido no vinagre, e pode perceber que faltou exatidão do fabricante na determinação do teor exato de ácido acético contido no produto.

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6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS RUSSEL, J.B. Quimica Geral vol 1.2ª ed. ed. makron books. 2008. p (484- 486). BACCAN, N. A., ANDRADE, J. C., COUTINHO, O. S. & BARONE, J. S. Química analítica quantitativa. São Paulo - SP - Brazil, 5ed, 1985.

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