Relatorio 9 e 10 - Preparo e padronização de soluções PDF

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Experiência 9 e 10Preparo e padronização de soluçõesRelatório para a disciplina de Química Experimental, das práticas realizadasnos dias 9 e 16 de junho de 2015.Belo Horizonte, 18 de junho de 2015.Introdução:A titulação é um método de análise quantitativo, também conhecido como volumetria, que deter...

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Experiência 9 e 10 Preparo e padronização de soluções

Relatório para a disciplina de Química Experimental, das práticas realizadas nos dias 9 e 16 de junho de 2015.

Belo Horizonte, 18 de junho de 2015.

Introdução: A titulação é um método de análise quantitativo, também conhecido como volumetria, que determina a quantidade de uma substância dissolvida em uma amostra, ou seja, a concentração de uma solução, a partir de uma reação química. No processo de volumetria, adiciona-se o titulante (solução colocada na bureta) ao titulado (solução colocada no erlenmeyer). Podemos perceber que uma titulação chegou ao fim por alguma modificação física provocada pela própria reação entre o titulado e o titulante ou, na maioria dos casos, pela adição de um indicador ácido-base, como a fenolftaleína. Solução é o nome que se dá a toda mistura homogênea. Uma solução pode ser líquida, como a água; sólida, como o bronze; ou gasosa, como o ar atmosférico. A substância que é dissolvida na mistura e, geralmente, se encontra em menor quantidade nela é chamada de soluto. Já o solvente, é a substancia que dissolve o soluto e se apresenta em maior quantidade. Concentração de uma mistura é a relação entre a quantidade de soluto e a quantidade de solvente presente nela. A concentração comum é dada pela razão entre a massa do soluto (g) e o volume da solução (L). A padronização de um soluto determina a concentração real de um soluto em uma solução. Uma solução padrão é aquela que tem sua concentração conhecida e esta se aproxima ao máximo do valor real, sendo, portanto, uma concentração muito precisa. Um padrão primário é um composto suficientemente puro e estável que permite o preparo de uma solução padrão (primária) por pesagem de massa exata do composto e diluição até um determinado volume de solução. Um padrão secundário é um composto que permite preparar uma solução titulante em que sua concentração é determinada através da comparação contra um padrão primário. Para ser considerada uma solução padrão, a solução deve apresentar certas características quanto a determinadas propriedades. Algumas delas são:  Estabilidade: O composto não pode ser deliquescente, eflorescente, ou higroscópico; não pode sofrer mudanças químicas ao ser aquecido (para poder secá-lo); deve ter massa fácil de se obter; e ser estável no ar e em solução.  Pureza: O composto deve ter pureza de 95,5%, ou mais.  Solubilidade: O composto deve ser facilmente solúvel em água, ácidos comuns, ou bases.  Massa molar: O composto deve possuir uma alta massa molar para permitir uma pesagem mais exata.  Toxicidade: O padrão primário deve possuir a menor toxicidade possível. Indicador Universal: As tiras do indicador são imersas na solução na qual se deseja determinar o pH. As cores obtidas na fita são comparadas com a escala de cores que aparece na embalagem do indicador . Papel Tornassol: É semelhante ao indicador universal, mas não possui tabela de comparação. Determina apenas se a solução é ácida ou básica, não indicando o valor numérico do pH da substância. O papel tornassol azul adquire coloração vermelha em meio ácido. Já o papel tornassol vermelho, adquire coloração azulada em meio básico.

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Objetivo:  Preparar soluções e determinar qualitativamente o pH das mesmas.  Empregar o método volumétrico para determinar a concentração exata em quantidade de matéria das soluções de HCl e NaOH.

Procedimentos:  Preparo de soluções Os procedimentos foram realizados conforme as páginas 56 e 57 da apostila de Química geral - 1° semestre de 2015.  Padronização de soluções Os procedimentos foram realizados conforme a página 62 e 63 da apostila de Química geral 1° semestre de 2015. Obs: O experimento foi realizado em duplicata.

Resultados e Discussão:  Preparo de soluções

- Preparo de 250mL de Solução 0,10 mol L-1 de NaOH A massa de NaOH necessária para o preparo da solução foi calculada através dos cálculos estequiométricos abaixo: MM NaOH = 40 g/mol 1 mol ── 40 g de NaOH 0,1 mol ── x x = 4 g de NaOH.

4 g de NaOH ── 1 litro de solução y ── 250 mL de solução y = 1 g de NaOH.

Após o preparo da solução de NaOH, encostou-se na tampa do balão volumétrico, que continha solução, a ponta de um papel tornassol vermelho. Observou-se que o papel tornou-se azul, indicando que a solução é básica. Além disso, encostou-se também a ponta de um papel tornassol azul, porém não houve mudança de cor. Ao medir o pH da solução com o auxílio do indicador universal, observou-se que o pH da solução era aproximadamente 12,5. Podemos determinar o valor teórico do pH da solução a partir da concentração da mesma. Já que pOH = -log[OH-], e sabendo que a concentração da solução é 0,10 mol/L, temos que pOH = -log (0,1). Portanto, o pOH da solução é 1 e, como pH + pOH = 14, temos pH 13. Em seguida, adicionou-se 2 gotas de solução alcoólica de fenolftaleína e notou-se que a solução de NaOH tornou-se rosa, como esperado.

- Preparo de 100mL de Solução 0,10 mol L-1 de HCl: O volume de HCl necessário para o preparo da solução foi calculada através dos cálculos estequiométricos abaixo:

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MM HCl = 35,5 g/mol 1 mol ── 36,5 g de HCl 0,1 mol ── x x = 3,65 g de HCl.

3,65 g de HCl ── 1 litro de solução y ── 100 mL de solução y = 0,365 g de HCl.

0,365 g de HCl ── 37% de pureza x ── 100%

x = 0,99 g de HCl

d = m / V = 1,18 g/mL 1,18 = 0,99 g / V V = 0,84 mL

Após o preparo da solução de HCl, encostou-se na tampa do balão volumétrico, que continha solução, a ponta de um papel tornassol vermelho. Não houve alteração da cor do papel. Além disso, encostou-se também a ponta de um papel tornassol azul e observou-se que este adquiriu coloração rósea, indicando meio ácido. Ao medir o pH da solução com o auxílio do indicador universal, observou-se que o pH da solução era aproximadamente 0,5. Podemos determinar o valor teórico do pH da solução a partir da concentração da mesma. Já que pH = -log[H+], e sabendo que a concentração da solução é 0,10 mol/L, temos que pH = -log (0,1). Portanto, o pH da solução é 1.  Padronização de soluções - Padronização da solução de NaOH com solução padrão de biftalato de potássio: Tabela 1: Volume de NaOH gasto na titulação de 10 mL de biftalato de potássio: 1ª titulação / mL 2ª titulação / mL Média / mL 13,00 ± 0,05 13,30 ± 0,05 13,15 Como a proporção da reação entre o biftalato e o NaOH é de 1 : 1, a quantidade de matéria que reage do primeiro é a mesma que reage do segundo. Portanto: n(NaOH) = n(KH) VKH x 0,100 = VNaOH x [ ]NaOH [ ]NaOH = 10,00 x 0,100 / 13,15 [ ]NaOH = 0,076 mol L-1 Assim, descobriu-se que a concentração da solução de NaOH preparada não é 0,10 mol L-1, mas sim, 0,08 mol L-1. Tais valores demonstram que durante o experimento houveram erros, que podem ter sido provenientes da falta de prática dos operadores, da não higienização adequada das vidrarias, assim como a falta de precisão e calibração das mesmas, das características do soluto, entre outros fatores. - Padronização da solução de HCl com solução padronizada de NaOH:

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Tabela 2: Volume de NaOH padronizado gasto na titulação de 10 mL de HCl: 1ª titulação / mL 2ª titulação / mL Média / mL 13,35 ± 0,05 11,60 ± 0,05 12,50 Como a proporção da reação entre o NaOH e o HCl é de 1 : 1, a quantidade de matéria que reage do primeiro é a mesma que reage do segundo. Portanto: n(NaOH) = n(HCl) VHCl x [ ]HCl = VNaOH x 0,076 [ ]HCl = 12,50 x 0,076 / 10,00 [ ]HCl = 0,094 mol L-1 Assim, descobriu-se que a concentração da solução de HCl preparada não é 0,10 mol L -1, mas sim, 0,09 mol L-1. Tais valores também demonstram que durante o experimento houveram erros, que podem ter sido provenientes da falta de prática dos operadores, da não higienização adequada das vidrarias, assim como a falta de precisão e calibração das mesmas, das características do soluto, entre outros fatores.

Conclusão: Em todo procedimento experimental é comum a ocorrência de erros, devido a diversos fatores que influenciam no resultado final do experimento. Muitos erros não podem ser evitados, como os aleatórios, que dependem das condições ambientes, como temperatura, pressão, etc. Porém, a maioria dos erros são ocasionados por falhas do operador (erro de paralaxe, distração, etc.), os quais podem ser minimizados. Com estas práticas, aprendemos a preparar soluções e a importância de realizar tal processo corretamente, apesar de que alguns erros são inevitáveis. Dessa forma, torna-se necessário a padronização das soluções, que corrige a concentração das mesmas através da utilização de uma solução padrão. Ao analisar qualitativamente o pH das soluções e calcular o pH teórico das mesmas, foi possível concluir que os indicadores (papel tornassol e indicador universal) cumprem bem o objetivo com o qual são utilizados, apresentando resultados coerentes e informativos.

Referências: DEMICHELI, Cynthia Peres – PRÁTICAS DE QUÍMICA GERAL – Universidade Federal de Minas Gerais - Departamento de Química - ICEX.

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