10º experimento - inorgânica (titulação Ácido-base)

7/24/2019 10 EXPERIMENTO - Inorgnica (Titulao cido-base)

1/16

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS - UFAM

Instituto de Cincias Exatas - ICE

Departamento de Qumica - DQ

10 RELATRIO DE QUMICA INORGNICA EXPERIMENTAL

MANAUS - AM05 DE FEVEREIRO DE 2015


2/16

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS - UFAM

Instituto de Cincias Exatas - ICE

Departamento de Qumica - DQ

TITULAO CIDO-BASE

MANAUS - AM

05 DE FEVEREIRO DE 2015


3/16

1. INTRODUO

Titulao cido-base um processo onde faz-se reagir um cido com uma

base para que se atinja o ponto de equivalncia. medida que adicionado o

titulante ao titulado, o pH da soluo (titulante + titulado) vai variar, sendo poss-vel construir um grfico desta variao, ao qual se d o nome de curva de titula-

o. O ponto de equivalncia pode variar dependendo da concentrao inicial do

titulante e do titulado. Normalmente, para se fazer uma titulao, utiliza-se um

frasco de erlenmeyer (onde so postos o titulado, gua e um indicador

cido/base) e uma bureta, onde est contido o titulante.

- Titulao cido forte/Base forte - Neste tipo de titulao, o ponto de

equivalncia se d aproximadamente em pH 7, pois o cido ioniza-se pratica-

mente na totalidade e a base se dissocia praticamente na totalidade. Quando os

ons H3O+ e OH- reagem, formam gua. Um exemplo deste tipo de titulao a

titulao de uma soluo de HCl com NaOH:

NaOH(aq) Na+(aq)+ OH-(aq)

(dissociao da base)

OH-(aq)+ H3O+(aq) 2H2O(l)

(a reao de neutralizao que ocorre na titulao)

Numa titulao de uma base forte com um cido forte ocorre o mesmo

tipo de reaes e o ponto de equivalncia o mesmo, tendo como diferena a

forma da curva de titulao (em vez de ser crescente decrescente).

- Titulao cido fraco/Base forte - Neste tipo de titulao, o ponto deequivalncia se d em um pH superior a 7, devido hidrlise do nion do cido

fraco, que uma hidrlise que origina ons OH. Ex.: Titulao do cido actico

com o hidrxido de sdio:

NaCH3COO(aq) Na+(aq)+ CH3COO(aq)

Como o Na+ uma partcula neutra do ponto de vista cido-base (ction

de uma base forte no hidrolisa), apenas o CH3COO-(nion de um cido fraco)


4/16

sofrer hidrlise, como mostrado abaixo:

CH3COO- (aq)+ H2O(l) CH3COOH(aq) + OH-

Os ons OHaumentaro o pH da soluo pois iro reagir com H3O+pelaequao:

OH-(aq)+ H3O+(aq)2H2O(l)

O Na+e Cl-resultante da reao entre o cido forte HCl (cido clordrico)

e a base forte (hidrxido de sdio) so considerados ons neutros em soluo,

pois no sofrem hidrlise cida ou bsica.

HCl(aq)+ NaOH(aq) Na+(aq)+ Cl-(aq)+ H3O+(l)

2. OBJETIVOS

Determinar a concentrao de uma base por titulao;

Determinar a molcula-grama (Mol) de um composto; Dominar a tcnica de titulao.

3. PARTE EXPERIMENTAL

3.1 Materiais

2 Bales volumtricos (100 mL);

3 Erlenmeyers (125 mL);

Bquer (100 ml e 250 ml);

Pipeta volumtrica (10 mL)

Bureta (25 mL ou 50 mL);

Frasco lavador;

Esptula;

Basto de vidro;

Suporte universal e garras;

Balana analtica.


5/16

3.2 Reagentes

Vinagre;

cido Oxlico (HOOC-COOH) 0,10 N;

cido Benzoico (C6H5COOH);

lcool Etlico (C2H5OH);

gua destilada

Fenoftalena (Indicador)

Hidrxido de Sdio (slido);

3.3 Procedimentos

3.3.1 Preparo da soluo de NaOH

Para o preparo da soluo de NaOH, pesou-se em um bquer de 100

mL 0,869 g de hidrxido de sdio (NaOH) na balana analtica, acrescentando

imediatamente em seguida aproximadamente 50 ml de gua destilada. Utiliza-

mos um basto de vidro para solubilizar a substncia.

Transferiu-se a soluo para um balo volumtrico 100 mL, adicionando

gua at completar 100 mL.

3.3.2 Padronizao da soluo de NaOH

Montou-se a bureta no suporte universal, utilizando as garras para fix-

la.

Enxaguou-se a bureta com a soluo de NaOH para ter certeza de que

nenhum resduo interno fosse influenciar no resultado das titulaes e em se-guida completamos o volume total da bureta com NaOH (50 mL).

Para as titulaes de padronizao da soluo titulante, preparou-se 3

erlenmeyers com 10 ml de soluo padro de cido oxlico (HOOC-COOH) me-

didos com pipeta volumtrica e acrescentamos 3 gotas de Fenoftalena em cada

frasco. Iniciou-se a titulao gotejando a soluo de NaOH soluo padro de

cido oxlico, com agitao constante at que a soluo adquirir colorao rosa.

Anotou-se a quantidade de hidrxido de sdio gasto at este momento e repetiu-se o procedimento para os outros dois frascos.


6/16

3.3.3 Determinao da massa molecular de um cido

Para determinao da massa molecular do cido benzoico pesou-se

0,20 gramas do mesmo e colocou-se em um erlenmeyer, adicionou-se aproxi-

madamente 10 ml de lcool etlico ao mesmo. Agitou-se com basto de vidro atdissolver bem e adicionou-se 3 gotas de Fenolftalena a cada frasco. Titulou-se

com a soluo padronizada de NaOH, conforme procedimento anterior.

3.3.4 Determinao da concentrao de cido actico no vinagre.

Com uma pipeta volumtrica adicionou-se 10 ml de vinagre em um balo

volumtrico, completado com gua at a marca de 100 ml (diluio 1:10). Em

trs erlenmeyers limpos adicionou-se 10 ml da soluo diluda de vinagre e 3

gotas de Fenolftalena. Titulou-se com a soluo de NaOH, conforme procedi-

mento anterior, anotando-se os volumes gastos de NaOH at o momento da vi-

ragem.

4. RESULTADOS E DISCUSSO

Preparo da soluo de NaOH

O Hidrxido de Sdio em estado slido uma substncia muito higrosc-

pica. Em contato com o ar ele altamente reativo e em poucos instantes a massa

molecular dele pode ser alterada, devido estas reaes. Por este motivo, ne-

cessrio calcular a quantidade de mols de NaOH efetivamente presentes na so-

luo preparada.

Teoricamente, a soluo de NaOH teria a seguinte normalidade:

=

=

0,91

40 /= 0,0228

=

=

0,0228

0,100 = , . ,


7/16

Padronizao da soluo de NaOH

No procedimento de padronizao da soluo de NaOH frente soluo

padro de cido oxlico, obtivemos os seguintes resultados:

1 titulao: 4,5 mL

2 titulao: 4,6 mL

3 titulao: 4,1 mL

Mdia: 4,4 mL

A quantidade de mols de NaOH gastos na titulao at o ponto de equi-

valncia (ou ponto de viragem) deve ser igual a quantidade de mols de cido

Oxlico, pois no mtodo de titulao cido-Base a quantidade de ons OH-e H+

devem ser iguais para as duas solues (se o nmero de ons ionizveis dasduas solues for o mesmo), para estarem em equilbrio. Quando a colorao

rsea surge, significa que h um excesso de ons OH-na soluo, o que faz com

que o indicador Fenolftalena mude de incolor para cor de rosa. Na titulao do

NaOH, quando a soluo titulada adquiriu a cor rosa, houve um pequeno ex-

cesso de NaOH.

Desprezando-se este pequeno excesso podemos calcular a Normalidade

do Titulante de acordo com a seguinte frmula:

. = .

Sendo:

N1= Normalidade do NaOH

V1= 4,4 mL (mdia de NaOH gasto nas 3 titulaes)

N2= 0,10 N (normalidade padro do cido Oxlico)

V2= 10 mL (quantidade de cido adicionada a cada erlenmeyer)

. = . . 4,4 = 0,10 . 10

. 7,3 = 1 . =1,0 .

4,4 = ,


8/16

=

= . =

0,227

. 0,0072 = , , .

Pode-se considerar que a HOOC-COOH + NaOH atingiram equilbrio de

ons com 10 mL de HOOC-COOH e 4,4 mL de NaOH, pois neste momento, aquantidade de mols de cada uma das solues era de 0,227 N.

Definida a Normalidade da soluo de Hidrxido de Sdio, utilizaremos

este valor para os demais clculos.

Determinao da massa molecular de um cido

Na segunda etapa da aula, utilizou-se a mesma soluo titulante para

determinar a massa molecular do cido benzoico. Nesta titulao, gastamos 9,7

ml de NaOH at o ponto de viragem. Cada mol consumido de NaOH, 1 mol de

C6H5COOH utilizado, pois a estequiometria desta reao de 1:1 e o nmero

de ons ionizveis em cada uma das solues 1. Neste caso, a quantidade de

mols de C6H5COOH utilizado de 1,634x10-3 mol.

Sabendo a quantidade em gramas utilizada de C6H5COOH e o nmerode mols presente na soluo podemos conhecer a massa molecular, atravs dos

seguintes clculos.

=

=

0,20

1,63. 10= , .

Determinao da concentrao de cido actico no vinagre.

A terceira etapa do experimento era identificar a concentrao de uma

amostra de vinagre, utilizando a tcnica da titulao.

Os volumes gastos de NaOH nas trs titulaes do vinagre diludo 10xforam:

1 titulao: 2,6 mL

2 titulao: 3,1 mL

3 titulao: 2,7 mL

Mdia: 2,8 mL


9/16

Os clculos para encontrar a normalidade do cido Actico foram os se-

guintes:

. = .

Sendo:

N1= 0,228 N (normalidade da amostra de NaOH)

V1= 2,8 mL (mdia de NaOH gasto nas 3 titulaes)

N2= x (normalidade da amostra de vinagre)

V2= 10 mL (quantidade de cido adicionada a cada erlenmeyer)

. = . =.

=

0,228. 0,28

10 = ,

Como diluiu-se o vinagre em 10x, multiplicou-se o valor de N1por 10.

0,06384 . 10 = ,

No rtulo do vinagre titulado est escrito a concentrao de cido ac-tico, 4%.Nesse caso, como a densidade da gua 1,0 e a densidade da solu-

o do cido actico tambm, considerou-se a seguinte relao:

=4,0 / 60

1 / 10= 0,667

A concentrao da amostra calculada no experimento foi de 0,6384 N,

sendo que o valor obtido no rtulo do produto foi de 0,667 N. O percentual deerro calculado para este experimento foi de 4,48%. Vrios motivos podem ter

contribudo para que esta diferena ocorresse, sendo: Pesagem incorreta dos

reagentes, equipamento e vidrarias com algum resduo (que pode ter reagido

com as solues).


10/16

CONCLUSO

Com o trmino do experimento compreendemos como possvel deter-

minar a concentrao de uma determinada substncia atravs da titulao. Para

isto, porm necessrio conhecer a concentrao exata da soluo usada como

titulante e tambm conhecer as propriedades das duas solues (titulante e titu-

lado) para entender as reaes que iro ocorrer durante a titulao e interpret-

las corretamente.

5. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

SZPOGANICZ, Bruno; DEBACHER, Nito A; STADLER, Eduardo; Experincias

de Qumica Geral; Florianpolis: UFSC, 2005.

KOTZ, John E.; TREICHEL, Paul M., Jr; Qumica Geral 2 e Reaes Qumicas;

vol.2; 5ed; So Paulo: Thompson, 2005.

RUSSEL, John B.; Qumica Geral; vol.2; 2ed; So Paulo: Makron Books, 1994

USBERCO, Joo; SALVADOR, Edgard; Qumica Essencial; 1ed; So Paulo:

Saraiva, 2001.


11/16

6. ANEXOS

6.1 PR-LABORATRIO

1) Existem aproximadamente 10 g de Clcio na forma de Ca2+, em 1 Litro de

leite. Qual a molaridade do Ca2+no leite?

n = m / PMn = 10 / 40n = 0,25 moles

M = n / VM = 0,25 / 1M = 0,25 mol / L de Ca2+

2) Calcule o n de mols e a massa do soluto em cada uma das seguintes

solues:

a) 2,0 L de H2SO418,5 M (cido Sulfrico concentrado)

M = n / Vn = 18,5 * 2n = 37 moles

n = m / PM

m = 37 * 98m = 3.626 g

b) 0,5 L de glicose 0,3 M, C6H12O6(usada nas injees intravenosas).

M = n / VN = 0,3 * 0,5n = 0,15 moles

n = m / PMm = 0,15 * 180m = 27 gc) 0,325 L de FeSO41,8x10-6M, a quantidade mnima de Sulfato ferroso

percebida pelo sabor, na gua.

M = n / Vn = 1,8x10- 6/ 0,325n = 5,85x 10-7 moles

n = m / PMm = 5,85x 10-7 * 152


12/16

m = 8,89 x 10-5g

3) Calcule a molaridade de cada uma das seguintes solues:

a) 0,195 g de colesterol (C27H46O), em 0,1 mL de soro sanguneo. Esta a

concentrao mdia de colesterol no soro humano.

n = m / PMn = 0,195 / 386n = 5,05 x 10-4 moles

M = n / VM = 5,05 x 10- 4/ 1 x 10-4M = 5,05 mol/L

b) 0,029 g de I2em 0,1 L de soluo. Esta a solubilidade do I2em gua a

20C.

n = m / PMn = 0,029 / 254n = 1,14 x 10-4

M = n / VM = 1,14 x 10-4/ 0,1

M = 1,14 x 10-3mol/L

c) 0,86 g de NaCl em 0,1 ml de gua, uma soluo de cloreto de Sdio para

injeo intravenosa.

n = m / PMn = 0,86 / 40n = 0,0215

M = n / V

M = 0,0215 / 1 x 10-4M = 215 mol/L

d) 4,25 g de NH3e 0,5 L de soluo, concentrao de amnia nos produtos

de limpeza a base de amonaco.

n = m / PMn = 4,25 / 17n = 0,25

M = n / V


13/16

M = 0,25 / 0,5M = 0,5 mol/L

4) Que volume de uma soluo de cido Brmico 0,33M necessrio para

neutralizar completamente 1 L de Hidrxido de Brio 0,15M?M = n / Vn = 0,15 . 1n = 0,15 moles de BaOH

M = n / VV = 0,15 / 0,33V = 0,4545 L

5) Calcule a normalidade de cada uma das seguintes solues:

a) 5 equivalentes de HCl em 2 L de soluo;

N = ne / v

N = 5 / 2N = 2,5N

b) 0,050 equivalentes de Ba(OH)2em 0,67 L de soluo;

N = ne / vN = 0,050 / 0,67

N = 0,075 N

c) 0,0015 equivalentes de HCl em 100 mL de soluo;

N = ne / vN = 0,0015 / 0,1N = 0,015N

6) Que volume de HCl 0,421 N necessrio para titular 47 mL de KOH 0,204 N,

at o ponto de viragem do indicador de Fenoftalena?

0,204 = n n = 9,588 x 10-3moles0,047

0,421 = 9,588 x 10-3 V = 0,0228 LitrosV

7) Na titulao de 0,15 g de um cido foram requeridos 47 mL de NaOH a

0,0120N at o ponto de viragem.

a) Qual a massa de um equivalente deste cido?


14/16

E = P * M/V

E = 40g/mol

m = ne * M

m = 1mol * 40g/1molm = 40g

b) Se for um monocido, qual a sua massa molecular?

PM = E * VPM = 40g/mol * 1PM = 40g/mol

c) E se for um dicido determine tambm sua massa molecular.

PM = E * VPM = 40g/mol * 2PM = 80g/mol

8) Qual a normalidade de uma soluo de H2SO4se 24,8 ml dessa soluo

so necessrios para titular 2,5 g de NaHCO3?

H2SO4+ 2NaHCO3Na2SO4+ 2H20 + 2CO2

n = m / PMn = 2,5g / 84g/moln = 0,030 mol

M = n / vM = 0,030mol / 0,0248LM = 1,21mol/L

N = 2 * 1,21mol/LN = 2,42N


15/16

6.2 QUESTIONRIO

1) Porque na preparao da soluo de NaOH quando voc dissolveu a

pastilhas de NaOH e transportou para um balo volumtrico de 100 mL, aps a

adio da gua, se o volume ultrapassou a marca de 100 ml no tinhaimportncia?

R = Porque a normalidade da soluo de NaOH seria determinada atravs da

titulao com uma soluo padro, ou seja, com o cido Oxlico.

2) Os resduos gerados neste experimento foram neutralizados e depois

descartados na pia. Explique por que foi possvel usar este procedimento?

R = Por que na mistura de H+

e OH-

, ocorre uma reao de neutralizao, coma formao de sal e gua

3) Sabendo-se que a frmula molecular do cido benzoico C7H6O2utilize uma

tabela peridica para calcular sua massa molecular.

R = C7H6O2= 122,12 g/mol

4) Calcule o erro percentual de sua determinao experimental da massa

molecular do cido benzoico.

E (%) = PM calculado 1 * 100

PMexperimental

E (%) = 122,12 -1 * 100 E (%) = 0,4645%122,69

5) No rtulo do vinagre que voc titulou est escrito a concentrao de cido

actico, por exemplo 4,1% (neste caso, como a densidade da gua

aproximadamente = 1,0 e do cido actico tambm, quase no importa se a

porcentagem v/v ou p/p,

N = 4,1/60 = 0,67 N

1/10

A concentrao do cido actico no vinagre estava certa? Determine a m-dia aritmtica de sua medida com a de seus colegas que titularam a mesma


16/16

marca. Considerando este valor como correto, qual o erro % do valor publicado

no rtulo?

N = 4,0 / 60 N = 0,667 N

1 / 10

A concentrao do cido Actico no vinagre era de 0,667 N, enquanto

que o valor medido foi de 0,6384 N. Considerando o valor do experimento como

correto, o percentual de erro no rtulo do produto foi de:

E (%) = N vinagre 1 * 100

Nexperimental

E (%) = 0,667 -1 * 100 E (%) E(%) = 4,48%

0,6384

10º experimento - inorgânica (titulação Ácido-base)

Documents