Padronização de uma solução de HCl 0, 1 mol.L-1 a partir de uma solução padronizada de NaOH

Padronização de uma solução de HCl 0, 1 mol.L-1 a partir de uma solução padronizada...

Fundação Universidade Federal do Vale do São Francisco

Colegiado de Engenharia Agrícola e Ambiental

Experimento nº 5

Padronização de uma solução de HCl 0,1 mol.L-1 a partir de uma solução padronizada de NaOH

Thiago Silva Maia

Química Geral Prática

Turma AB

Docente: Fernanda Anjos

Juazeiro – Bahia

2009

Padronização de uma solução de HCl 0,1 mol.L-1 a partir de uma solução padronizada de NaOH

1 – Introdução

A titulometria ou titulação é um método de análise quantitativa que determina a concentração de uma solução. Através do processo de padronização ou fatoração é possível verificar o quanto a concentração da solução preparada aproxima-se da concentração da solução desejada. O preparo e padronização de soluções é muito importante para um bom procedimento de uma análise quantitativa, pois mesmo que um experimento seja conduzido de forma adequada, se as soluções não apresentarem uma concentração conhecida os resultados poderão ser equivocados.

Nem todos os reagentes utilizados em preparo de soluções são padrões primários (padrões primários são reagentes quimicamente puros e com composição perfeitamente definida). O biftalato de potássio (C8H5KO4) é um exemplo. São características básicas de um padrão primário

• deve ser de fácil obtenção, purificação, conservação e secagem;

• deve possuir uma massa molar elevada, para que os erros relativos cometidos nas pesagens sejam insignificantes;

• deve ser estável ao ar sob condições ordinárias, se não por longos períodos, pelo menos durante a pesagem. Não deve ser higroscópico, eflorescente, nem conter água de hidratação;

• deve apresentar grande solubilidade em água;

• as reações de que participa devem ser rápidas e praticamente completas;

• não deve formar produtos secundários

Como o número de padrões primários é limitado, recorre-se, muitas vezes, a padrões secundários. Neste caso, a concentração de uma solução padrão secundário é determinada por titulação com um padrão primário, designando-se o processo por padronização. Em geral, as soluções de padrões secundários não oferecem as garantias de estabilidade dos padrões primários devendo ser padronizadas periodicamente.

O ponto exato onde reação completa é denominado ponto final. O ponto final da titulação é o ponto onde ocorre o término da titulação, que é percebido por alguma modificação física provocada pela própria solução ou pela adição de um reagente auxiliar, conhecido como indicador. Em qualquer reação estequiométrica, o número de equivalentes dos reagentes devem ser iguais. Partindo-se desse princípio, temos:

A + B = C, onde A é a amostra e B o titulante

A titulação é uma operação feita em laboratório e pode ser realizada de várias maneiras. A titulação ácido-base é importante para análises e é divida em:

Acidimetria: determinação da concentração de um ácido.

Alcalimetria: determinação da concentração de uma base.

Indicadores ácido-base: substâncias que mudam de cor na presença de ácidos ou de bases. Os indicadores mais usados em laboratórios são:

Indicador

Meio ácido

Meio básico

Tornassol

róseo

Azul

Fenolftaleína

incolor

Vermelho

Alaranjado de metila

vermelho

Amarelo

Azul de bromotimol

amarelo

Azul

O objetivo desse experimento é a padronização de uma solução de HCl 0,1 mol.L-1 a partir de uma solução padronizada de NaOH preparada no experimento de número 4 (Padronização da solução de NaOH).

2 – Experimental

2.1 – Materiais e equipamentos

  • Bureta de 50 mL

  • Suporte universal

  • Erlenmeyer de 250 mL

  • Água destilada

  • Pisseta

  • Fenolftaleína 1%

  • Pipeta volumétrica

  • Solução de NaOH 0,1M

  • Solução de HCl 0,1M

2.2 – Procedimento

Uma bureta de 50 mL foi pressa a um suporte universal e abaixo destes foi posto um erlenmeyer de 250 mL sobre uma folha de ofício. Foi colocada 10 mL da solução de HCl 0,1M no erlenmeyer, onde foi dissolvido em 10 mL de água destilada e adicionado 4 gotas de fenolftaleína a 1%.

A bureta foi preenchida com a solução de NaOH e aferida corretamente, anotou-se o volume inicial, não necessariamente sendo o zero como referência.

A solução de NaOH foi sendo adicionada aos poucos ao erlenmeyer e este foi sendo agitado suavemente, a fim de homogeneizar a solução. Percebeu-se o ponto final se aproximando [cor rosa da fenolftaleína] e a titulação foi suspensa. Prosseguiu com a titulação sendo adicionada gota a gota, averiguando a coloração da solução [rosa claro]. Obteve-se essa coloração e a titulação foi concluída. Foi anotado o volume final da solução de NaOH indicado na bureta.

O mesmo processo foi repetido com mais duas amostras de NaOH já padronizado.

3 – Resultado e discussões

Foram recolhidos os valores dos volumes gastos da solução padronizada de NaOH contidos na bureta. Na primeira amostra foram utilizados 9,5 mL da solução de NaOH; na segunda amostra, 9,1 mL e na terceira, 9,3 mL. Esses valores serviram para que fosse encontrada a concentração de HCl, através da seguinte equação:

mB X VB = mA X VA

onde:

mB = concentração do NaOH VB = volume do NaOH utilizado

mA = concentração do HCl VA = volume do HCl

Na primeira amostra da solução de HCl, a concentração foi de 0,079 mol.L-1. Foi obtido este valor através desse procedimento:

mB X VB = mA X VA -> 0,084 X 9,5 = mA X 10 -> mA = 0,079 mol.L-1

Já a concentração da segunda amostra da solução de HCl foi de 0,076 mol.L-1.

mB X VB = mA X VA -> 0,084 X 9,1 = mA X 10 -> mA = 0,076 mol.L-1

A concentração da três amostra da solução de HCl foi 0,078 mol.L-1

mB X VB = mA X VA -> 0,084 X 9,3 = mA X 10 -> mA = 0,078 mol.L-1

Encontradas as concentrações das três amostras, foi calculado o desvio padrão das mesmas. O valor do desvio padrão foi de ± 0,001, o que implica que é um desvio relativamente baixo e que não acarreta mudanças perceptíveis nos resultados obtidos.

1º passo 0,079 + 0,078 + 0,076 / 3 = 0,077

2º passo |0,079 - 0,077| = 0,002

|0,078 - 0,077| = 0,001

|0,076 - 0,077| = 0,001

3º passo (0,002)2 = 0,000004

(0,001)2 = 0,000001

(0,001)2 = 0,000001

4º passo 0,000004 + 0,000001 + 0,000001 / 2 = 0,000006 / 2 = 0,000003

Desvio Padrão = = ± 0,001

A reação ocorrente entre o hidróxido de sódio e o ácido clorídrico é a reação é de neutralização, pois ocorre entre uma base e um ácido: logo forma-se um sal e água. Esta reação é exotérmica pela formação da molécula de água, uma vez que os íons cloreto e sódio não participam desta reação como espécies que liberam energia.

NaOH + HCl NaCl + H2O

4 – Conclusão

A padronização da solução de HCl foi realizada a partir da utilização da solução de NaOH 0,1M já padronizada (e considerada padrão secundário), juntamente com a fenolftaleína a 1%. Os padrões secundários precisam ser padronizados periodicamente, já que não apresentam as mesmas garantias que os padrões primários possuem. Foram apresentadas três amostras contendo a solução de HCl 0,1M e os resultados foram analisados, obtendo-se as massas reais das concentrações do HCl nas respectivas soluções. O desvio padrão foi considerado baixo e por isso é irrelevante para uma análise mais crítica sobre os resultados.

5 – Referências bibliográficas

  • Atkins, P., Jones, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman, 2001.

  • Mahan B. e Rollie J., Química – um curso universitário, 4ª Ed., Edgard Blucher, 1995.

  • Bastos, F., Química geral experimental / Ervim Lenzi, Rio de Janeiro, Freitas Bastos Editora, 2004.

6 – Questões

6.1 – Defina os termos

6.1.2 – Solução padrão: é uma solução cuja concentração é conhecida. É uma solução rigorosa (4 casas decimais).

6.1.3 – Titulação: é o processo utilizado para se determinar a quantidade de substância de uma solução pelo confronto com outra espécie química, de concentração e natureza conhecidas.

6.1.4 – Ponto de equivalência: é o momento em que o titulado reagiu completamente com o titulante.

6.1.5 – Ponto final de uma titulação: é quando ocorre a mudança de cor (viragem) e indica que é a hora de parar de adicionar a base.

6.1.6 – Padrão primário: são reagentes quimicamente puros e com composição perfeitamente definida.

6.1.7 – Padronização: é a quantidade exata necessária para que uma solução ácida neutralize uma solução básica, ou vice e versa.

6.1.8 – Indicadores ácido-base: é um composto químico que é adicionado em pequenas quantidades a uma solução e que permite saber se essa solução é ácida ou básica.

6.2 – Por que o HCl pode ser padronizado com a solução padrão NaOH?

O HCl pode ser padronizado com a solução de NaOH porque esta já havia sido padronizada com o biftalato (padrão primário)e se tornado padrão secundário.

6.3 – O ponto de equivalência (PE) de uma titulação e o ponto final (PF) precisa ser necessariamente igual?

Não. O ponto final será sempre depois do ponto de equivalência, visto que ele significa a saturação, a mudança de ácido para base ou vice versa. O ponto de equivalência é o limite na titulação.

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