UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI

CAMPUS ALTO PARAOPEBA

ENGENHARIA DE BIOPROCESSOS

Determinação da concentração de ácido fosfórico por volumetria

ácido-base

Camila Henriques de Paula (124200024)

Mariana Resende Alvim (124200008)

Samille Henriques Pereira (124200058)

WerlayneTamyres Gomes Santos (124200057)

Ouro Branco, Minas Gerais, Brasil

2013

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ................................................................................................1

2 OBJETIVO ......................................................................................................1

3 MATERIAIS E REAGENTES ..........................................................................1

4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL................................................................2

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES ....................................................................2

6 CONCLUSÃO .................................................................................................6

7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................................6

1 INTRODUÇÃO

A titulometria volumétrica envolve a medida de volume de uma solução de concentração conhecida necessária para reagir essencial e completamente com o analito.

Uma solução padrão (ou um titulante padrão) refere-se a um reagente de concentração conhecida que é usado para se fazer uma análise volumétrica. Uma titulação é realizada pela lenta adição de uma solução padrão de uma bureta, ou outro aparelho dosador de líquidos, a uma solução de analito até que a reação entre os dois seja julgada completa. O volume, ou massa, de reagente necessário para completar a titulação é determinado pela diferença entre as leituras inicial e final.

Neste relatório será apresentado uma analise quantitativa a respeito da

determinação de H3PO4 através de uma titulação com NaOH.

Ácido fosfórico ou ácido ortofosfórico é um composto químico de fórmula

molecular H3PO4. Dentre os ácidos minerais, pode ser considerado um ácido

mais fraco. A partir do ácido fosfórico derivam-se o ácido difosfórico ou

pirofosfórico, o ácido metafosfórico e o ácido polifosfórico. É trivalente, isto é,

os três hidrogênios ácidos podem ser convertidos por substituição gradual a

fosfatos primários, secundários e terciários. O ácido fosfórico é, portanto, um

ácido que varia de fraco a medianamente forte. Seus sais são chamados de

fosfatos. É o derivado do fósforo mais importante comercialmente,

respondendo por mais de 90% da rocha fosfática que é extraída. O ácido

fosfórico origina três séries de sais contendo os íons fosfato (V) cujos ânions

são: [(HO)2PO2]-, [(HO)PO3]2- e PO43-.

2 OBJETIVO

Utilizar os princípios da volumetria ácido-base para determinar a

concentração real de uma amostra de ácido fosfórico.

3 MATERIAIS E REAGENTES

Solução de ácido fosfórico 0,1 mol L-1

Solução de hidróxido de sódio 0,0983 mol L-1

Timolftaleína 0,1%

Verde de bromocrescol 0,1%

1

Proveta de 50 mL

Béquer de 100 mL

Erlenmeyer de 250 mL

Bureta de 25 mL

Garra e mufa

Suporte universal

4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Mediu-se 20 mL de solução de ácido fosfórico 0,1 mol L-1 com uma

pipeta e o transferiu para um erlenmeyer de 250 mL. Adicionou-se 5 gotas de

indicador verde de bromocresol. Logo após, reparou-se mais 2 amostras.

Encheu-se a bureta com a solução de hidróxido de sódio 0,983 mol L-1

padronizada e, em seguida, titularam-se as soluções dos erlenmeyers. Anotou-

se os volumes de NaOh gastos para neutralizar o primeiro próton dissociado do

ácido (de amarelo para azul).

Repetiu-se o procedimento de titulação, mas com uso do indicador

timolftaleína, em triplicata (de incolor para azul). Anotou-se os volumes gastos

para neutralizar o segundo próton dissociado do ácido.

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Na primeira triplicata do ácido fosfórico em que o indicador adicionado

foi verde de bromocresol, a solução inicial era amarelo (Figura 1) e depois de

titulada alterou para azul (Figura 2).

2

Figura 1: Ácido fosfórico com indicador verde de bromocresol.

Figura 2: Primeira triplicata do ácido fosfórico titulado com NaOH.

Na segunda triplicata do ácido fosfórico em que o indicador adicionado foi

timolftaleína, a solução inicial era incolor (Figura 3) e depois de titulada alterou

para azul (Figura 4).

3

Figura 3: Ácido fosfórico com indicador timolftaleína.

Figura 4: Segunda triplicata do ácido fosfórico titulado com NaOH.

Os volumes gastos nas titulações estão descritos na tabela a seguir:

AmostraVerde de

bromocresolTimolftaleína

1ª amostra 23,5 mL 39,8 mL2ª amostra 21,2 mL 42, 0 mL3ª amostra 21,5 mL 39,3 mL

Média 22,06 mL 40,36 mLDesvio Padrão ±1,56 mL ±2,06 mL

O ácido fosfórico é um ácido poliprótico, isto é, tem capacidade de doar

mais do que um próton. Quando está em solução aquosa, sofre as seguintes

dissociações:

H3PO4(aq)→ H+ + H2PO4-(aq)

4

H2PO4-(aq) ↔ H+ + HPO4

2-(aq)

HPO42-

(aq) )↔ H+ + PO43-

(aq)

Quando adicionamos o hidróxido de sódio na solução, ocorrerá a

neutralização das espécies ácidas conforme as equações abaixo:

H3PO4+ NaOH→ NaH2PO4+ H2O

NaH2PO4+ NaOH↔ Na2HPO4+ H2O

NaHPO4+ NaOH↔ Na3PO4+ H2O

A adição sucessiva de base vai fazer com que o ácido passe a formas

iônicas com cargas cada vez mais negativas, até que surja uma espécie

aniônica que não se comporte como ácido. Alguns dos indicadores que podem

ser utilizados na sua titulação sãoo verde de bromocresol e a timolftaleína.

O indicador verde de bromocresol possui intervalo de viragem de cor em

pH na faixa de 3.8 a 5.4, mudando de amarelo a azul. Essa viragem no ácido

fosfórico mostra que o primeiro ponto de equivalência do sistema foi atingido.

Já indicador timolftleína possui intervalo de viragem de cor em pH na faixa

de 9.4 a10.6, mudando de incolor a azul. Essa viragem no ácido fosfórico

mostra que o segundo ponto de equivalência do sistema foi atingido.

É difícil titular todos os prótons do ácido fosfórico em solução aquosa,

pois o pH que titula o último próton é em 10-14 e fica muito difícil chegar a esse

pH por isso só o primeiro e o segundo próton é titulado.

6 CONCLUSÃO

7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

OHLWEILER, Otto Alcides. Química Analítica Quantitativa, 2ª ed, Vol 3, Rio de

Janeiro: Livros Técnicos Científicos , 1976.

SKOOG, D.A; WEST, D.M; HOLLER, F.J; CROUCH, S.R. Fundamentos de

Química Analítica.8ª edição, São Paulo: Thomson, 2007. 999 p.

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VOGEL, A. I et al. Analise Química Quantitativa. 5ª ed, Rio de Janeiro: Livros

Técnicos Científicos, 1992.

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