PREPARO E PADRONIZAÇÃO DE SOLUÇÕES

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05/08/2012 10:49

 

PREPARO E PADRONIZAÇÃO DE SOLUÇÕES

 

1.INTRODUÇÃO:

Uma solução é uma mistura homogênea de duas ou mais substâncias em que a dispersão de uma substância na outra se dá na escala de suas partículas (moléculas, íons ou átomos). Quando um dos componentes de uma mistura é um gás ou um sólido e o outro é um líquido, o primeiro é chamado de soluto e o último de solvente. Quando ambos os componentes são líquidos, o componente em maior quantidade é denominado solvente e o componente em menor quantidade é o soluto. É claro que pode haver vários solutos em uma solução – uma solução não precisa ter somente dois componentes.

Uma solução diluída é aquela que contém somente uma pequena quantidade de soluto (ou solutos) em relação à quantidade de solvente. Por outro lado, uma solução concentrada contém uma grande quantidade de soluto. Quando se trata de soluções é necessário especificar suas composições, ou seja, as quantidades relativas dos vários componentes. A composição pode ser expressa de diferentes maneiras. E uma das formas mais importantes de medida da composição de soluções é a molaridadeou concentração, que é a quantidade de matéria de um soluto B por litro de solução: nB / V, com V em litros. A molaridade de B pode ser representada como: [B], MB ou cB.

Análise Volumétrica é o procedimento analítico quantitativo, no qual a quantidade desconhecida de um composto é determinada através da reação deste com um reagente padrão ou padronizado. A solução de concentração exatamente conhecida é denominada solução padrão e a operação que determina o volume de solução necessário para reagir com a solução problema é denominada titulação.

Quando a quantidade de substância cuja concentração quer se determinar e a quantidade de solução padrão adicionada são quimicamente equivalentes, tem-se o ponto de equivalência (ou ponto final teórico) que é o ponto onde a reação se completa totalmente, para uma dada estequiometria da reação. Qualquer propriedade que varie bruscamente nas imediações do ponto de equivalência pode servir, em princípio, para a localização deste. Um meio muito usado é o que consiste em adicionar à solução a ser titulada um indicador, capaz de produzir mudança de coloração quando ao término da reação.

A padronização de uma solução convém para determinação de sua concentração real (ou pelo menos um valor muito próximo do real). Por meio deste processo é possível encontrar o Fator de Correção, um valor adimensional utilizado para conformidade da concentração da solução em questão. Antes da padronização é conhecida a normalidade teórica. Após a padronização a concentração real da solução (normalidade verdadeira) é definida pelo produto.

Uma solução padrão é a solução cuja concentração é conhecida, esta pode ser preparada a partir de uma substância primária, a qual medida a massa, que depois é dissolvida num solvente apropriado e posteriormente diluída num balão volumétrico; ou de padrões comerciais, que são fornecidos em ampolas hermeticamente fechadas e que se diluem num balão volumétrico. Sendo substância primária ou padrão primário, a substância que deve atender alguns requisitos: grau de pureza superior a 99,95%; fácil secagem; estável tanto em solução como no estado sólido; não higroscópico nem volátil; não reagir com a luz; elevado peso molecular.

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 é denominado Titulação. A adição de um (um reativo de concentração conhecida e freqüentemente designado como reativo-titulado) se regula e se mede de alguma maneira, requerendo-se um método de indicação para saber quando a quantidade do juntado é precisamente a suficiente para reagir quantitativamente com a substância que se determina.

Por conseguinte, conhecendo a proporção em que reagem as substâncias e tendo determinado a quantidade de uma substância (o reativo titulado) necessária para reagir nesta proporção, pode-se calcular facilmente a quantidade desconhecida de substância presente no frasco da reação.

A análise titrimétrica está baseada na operação de titulação de uma solução por outra, cujas características devem ser perfeitamente conhecidas. Será necessário na titrimetria a padronização das soluções  envolvidas, pois trata-se das concentrações mais exatas possíveis. 

OBJETIVO:

  • Preparação e Padronização de uma solução 0,1 mol. L-1 de KOH

  • Determinação da acidez do vinagre

2.MATERIAIS

  • Balança Analítica;

  • Balão Volumétrico de 250 mL

  • Béquer;

  • Bureta de 50 mL

  • Suporte Universal

  • Erlenmeyer de 50 mL;

  • Espátula;

  • Pipetas volumétricas de 25 e 50 mL;

  • Pisseta;

  • Fenolftaleína (Indicador de PH)

Reagentes:

  • Hidróxido de Potássio (KOH)

  • Biftalato de Potássio (HOOCC6H4COOK)

  • Vinagre comercial

3.PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Para uma melhor compreensão do experimento, detalharei todos os cálculos necessários ao preparo de soluções, e em seguida, apresentarei o procedimento experimental que foi dividido em três etapas:

  • Cálculo da quantidade de hidróxido de potássio (KOH) necessária para preparar 500 mL de uma solução aquosa com concentração aproximada de 0,1 mol.L-1

  • Reação entre Biftalato de potássio e Hidróxido de potássio

1 KOH + 1 HOOCC6H4COOK <=> 1 KOOC6H4COOK + 1 H2O

  • Cálculo da concentração de hidróxido de potássio (KOH) (a partir da titulação):

Primeiramente, calculamos a média da massa e do volume, dados apresentados na tabela 2. E depois calculamos a concentração padrão de KOH através da formula:

  • Cálculo da porcentagem de ácido acético (CH3COOH)contido no vinagre comercial:

Primeiramente, calculamos a média dos valores registrados na tabela 3.

Após aplicamos a regra de três para encontrarmos a concentração (em mols) do ácido acético na solução:

0,0609 mol. L-1 1000mL

x (mols) 40,85mL

x = 0,00248 mols

Tendo achado esse valor, aplicamos em outra regra de três para encontrarmos a quantidade em gramas do ácido acético em 1 mol de solução.

1 mol 60,05g

0,00248 mols x (g)

x = 0,149g

Aplicamos então esse valor em outra regra de três para encontrarmos a quantidade em gramas do ácido acético em 1000mL de solução.

0,149g 5mL

x (g) 1000mL

x = 29,8g

Sabendo-se que a densidade do vinagre é 1,049g/cm³, concluímos através do calculo abaixo que o volume de ácido acético encontrado no vinagre comercial é de 28,4mL o que caracteriza aproximadamente 3%.

  1. Preparo de uma solução a partir de um soluto sólido

Pesamos na balança analítica a massa de 2,8g de KOH (massa calculada necessária para obter a concentração de 0,1 mol. L-1 ) com o auxílio da espátula. Após dissolvemos essa massa em um béquer com um pouco de água destilada (o suficiente para dissolver totalmente) e transferimos a mistura para um balão volumétrico de 500 mL. Lavamos três vezes a parede interna do béquer transferindo a água de lavagem pra o balão e completamos o seu volume até a marca de aferição.

Fechamos o frasco para homogeneizar a solução, depois a transferimos para um frasco onde foi devidamente etiquetado com a concentração.

  1. Padronização da solução de KOH

Pesamos duas parcelas de Biftalato de potássio em q m1 = 0,380g e m2 = 0,330g, colocamos cada uma nos erlenmeyers de 250 mL e adicionamos 75 mL de água destilada. Fechamos o frasco e o agitamos até o sólido se dissolver. Após, adicionamos em cada erlenmeyer duas gotas de fenolftaleína (indicador de PH), para começar o procedimento da titulação.

Com o auxílio de um béquer, preenchemos a bureta de 50 mL, instalada em um suporte universal, com a solução de hidróxido de potássio até a altura do menisco. Examinamos a ponta da bureta para verificar a retenção de bolhas de ar, eliminando-as e finalmente, acertando o nível de KOH no zero. Feito isso colocamos o erlenmeyer por baixo da bureta e o KOH foi adicionado lentamente, gota a gota. Durante a adição do KOH, o béquer contendo a solução de biftalato de potássio foi agitado circularmente com uma mão enquanto a outra controlava a torneira.

Continuou-se a adição do ácido até que houvesse a mudança de coloração na solução (rosado), assinalando o ponto final da titulação. Em seguida, realizou-se a leitura da bureta. Resultados obtidos da titulação estão representados na tabela 1.

  1. Preparo de uma solução a partir de um soluto líquido

Diluímos, no balão volumétrico, 50 mL de vinagre comercial em água destilada até completar a altura do menisco de 500 mL. Separamos com o auxílio da pipeta duas soluções de 50 mL e transferimos para os erlenmeyers correspondentes. Feito isso, adicionamos duas gotas de fenolftaleína em cada erlenmeyer (indicador de PH), para começar o procedimento da titulação.

Com o auxílio de um béquer, preenchemos a bureta de 50 mL, instalada em um suporte universal, com a solução de hidróxido de potássio até a altura do menisco, acertando o nível de KOH no zero. Feito isso colocamos o erlenmeyer por baixo da bureta e o KOH foi adicionado lentamente, gota a gota. Durante a adição do KOH, o béquer contendo a solução foi agitado circularmente com uma mão enquanto a outra controlava a torneira.

Continuou-se a adição do ácido até que houvesse a mudança de coloração na solução (roxeado), assinalando o ponto final da titulação. Em seguida, realizou-se a leitura da bureta. Resultados obtidos da titulação estão representados na tabela 3.

4.RESULTADOS OBTIDOS E DISCUSSÕES

TABELAS:

Tabela1:

 

Titulação

1

2

Massa do biftalato de potássio

0,380g

0,330g

Volume gasto de KOH

0,035L

0,022L

 

Tabela 2:

 

Média da massa

Média do volume

0,380g + 0,330g / 2 = 0,355g

0,035L + 0,022L / 2 = 0,0285L

 

Tabela 3:

Medidas da bureta

40,4 mL

41,3 mL

DISCUSSÕES:

  • A primeira parte do experimento foi feito de forma satisfatória com desprezíveis fontes de erros e mínimas perturbações.

  • A segunda parte do procedimento envolveu um pouco mais de atenção na indicação do valor observado na bureta para determinar a solução padrão de KOH. Por esse procedimento depender da visibilidade da coloração deve-se salientar a presença de possíveis erros na medição do KOH padrão.

  • A última parte do processo assim como na segunda dependeu da visão e sensibilidade humana para identificação da coloração na solução. Isso possibilitou o erro mínimo aproximado de 1% na quantidade percentual de ácido acético presente no vinagre comercial, visto que sabemos que o valor real é de 4% e o obtido nos cálculos foi de aproximadamente 3%.

5.CONCLUSÃO:

Uma solução diluída expressa sua concentração de modo meramente qualitativo. Por isso que para muitos experimentos, inclusive neste, precisa-se utilizar soluções com concentração bem definida, expressa quantitativamente em percentagem ou em molaridade. E é através dos métodos analíticos de volumetria que possivelmente preparamos, padronizamos e titulamos soluções e amostras de concentração verdadeira desconhecida.

A diferença dos valores obtidos na prática se deve a erros analíticos e também do método, já que este método está vinculado à sensibilidade humana de observação da viragem de cores dos indicadores e, portanto, sujeito a erros.

No entanto, a proposta da experiência foi válida, pois aproximadamente 90% das reações químicas acontecem com os reagentes dissolvidos em algum solvente. E que muitas das coisas que consumimos são soluções. Daí a importância e dedicação dadas a este procedimento.

6.REFRÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:



Leia mais: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAfyMAB/relatorio-quimica#ixzz22gR1ZT7d


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