1

A .L .2.3 NEUTRALIZAÇÃO: UMA REACÇÃO DE ÁCIDO-BASE

QUÍMICA 11.ºANO

QUESTÃO-PROBLEMA

Como neutralizar resíduos de ácidos/bases do laboratório de Química da escola?

Como identificar se os resíduos são de uma ácido/base forte?

Como determinar a concentração inicial em ácido?

PREPARAÇÃO PRÉVIA

É necessário que o aluno compreenda os conceitos de:

• Reacções ácido-base

• Indicadores ácido-base

• Titulação

• Curvas de titulação de ácido forte - base forte

2

TRABALHO LABORATORIAL

MATERIAL (POR GRUPO)

REAGENTES

Reagente Frases R Frases S Ácido sulfúrico (ou outro ácido forte) 0,050 moldm-3

R35 S1/2, S26, S30, S45

Hidróxido de sódio (ou outra base forte) 0,10 moldm-3

R35, R36/38 S1/2, S26, S36/37/39, S45

Fenolftaleína (ou indicador vermelho de metilo)

R36, R37, R38 S26

Material Quantidades

Balão Erlenmeyer 4

Barra magnética para agitação (facultativo) 1

Bureta de 50 mL 1

Esguicho 1

Funil para buretas 1

Garra para bureta 1

Pipeta volumétrica de 20 mL 1

Placa com agitação magnética (facultativo) 1

Pompete 1

Suporte Universal 1

Sensor de pH ou medidor electrónico de pH com

eléctrodo combinado

1

3

PROCEDIMENTO1

PROCEDIMENTO PARA A TITULAÇÃO

1. Medir rigorosamente com uma pipeta 3 tomas de 20 cm3 para três

balões de Erlenmeyer;

2. Adicionar 3 gotas do indicador a cada balão;

3. Encher a bureta, depois de devidamente preparada, com solução padrão

de NaOH de concentração rigorosa;

4. Registar o volume inicial de titulante na bureta, atendendo aos algarismos

significativos.

5. Proceder à adição cuidadosa de titulante até ocorrer a viragem de cor do

indicador, que permaneça por agitação durante 30 s.

1Adaptado de Martins, I. P., & al., e. (2003). Programa de Física e Química A, 11º ou 12º anos. Ministério da Educação.

4

6. Registar o volume final de titulante na bureta, atendendo aos algarismos

significativos.

7. Repetir o ensaio até obtenção de três volumes concordantes

(∆V≤0,10cm3);

8. Lavar de imediato e abundantemente a bureta com água da torneira

(NaOH (aq) “ataca” o vidro);

9. Calcular a concentração da solução de ácido

5

PROCEDIMENTO PARA O TRAÇADO DA CURVA DE TITULAÇÃO:

1. Medir rigorosamente com pipeta 1 toma de 20 cm3 para um balão de

Erlenmeyer;

2. Encher a bureta depois de devidamente preparada, com solução padrão

de NaOH de concentração rigorosa;

3. Registar o volume inicial de titulante na bureta, atendendo aos algarismos

significativos;

4. Proceder à adição cuidadosa de pequenos incrementos de volume de

titulante, registando o valor de pH após cada adição com agitação;

6

5. Lavar de imediato e abundantemente a bureta com água da torneira

(NaOH (aq) “ataca” o vidro);

6. Traçar a curva de titulação em papel milimétrico ou o Excel;

7. Determinar graficamente o pH no ponto de equivalência e o volume de

titulante usado;

8. Comparar com o valor teórico previsto;

9. Justificar o uso do indicador por confronto da sua zona de viragem com a

zona de variação brusca de pH;

10. Calcular a concentração da solução de ácido - problema.

7

CÁLCULOS PRÉVIOS

PREPRAÇÃO DA SOLUÇÃO DE ÁCIDO

Pediu-se aos alunos, na aula de preparação da actividade, que determinassem o

volume a usar de !!!!! 96%, uma vez que se pretendia uma solução com

concentração igual a 0,050  mol/dm3.

Dados os cuidados de segurança no manuseamento de ácidos, foi preparado um

1L da solução, pela professora.

96 g de !!!!!

!(!!!!!) = 2×1,008 + 32,07 + 4×16,00

= 98,09g/mol

! =!!

! =96

98,09= 0,979mol

100 g de solução

1!1,84×10!  g

=!

100g⇔ ! = 0,05L

! =!!

! =0,9790,05

= 19,58mol/dm!

Tratando-se de uma diluição,

!!!! = !!!!

19,58×!! = 0,050×1000⇔ !! = 2,55mL

8

PREPRAÇÃO DA SOLUÇÃO DE BASE

Pediu-se da mesma forma aos alunos que determinassem a massa de NaOH a

pesar para preparar uma solução de 1 L com concentração 0,10mol/dm3.

! =!!⇔ ! = !×!

! = 0,10×1 = 0,10mol

! =!!⇔ ! = !×!

! !"#$ = 22,99 + 16,00 + 1,008 = 40,00g/mol

! = 0,10×40,00 = 4,00g

9

REGISTO E TRATAMENTO DE DADOS

PROCEDIMENTO PARA A TITULAÇÃO

Vtitulante adicionado (mL) Média Vtitulante adicionado (mL)

20,45

20,50 20,50

20,50

Como o ácido era diprótico, não estamos em condições de usar a expressão

!!!! = !!!! , pois o ácido e a base não estão nas mesmas quantidades

estequiométricas.

!!"#$ = !!"#$!!"#$ = 0,05×20,50×10!! = 1,025×10!!mol

Como 2á!"#$: 1!"#$,

21=

!á!"#$1,025×10!!

⇔ !á!"#$ = 2,05×10!!mol

!á!"#$ =!á!"#$!á!"#$

=2,05×10!!

20×10!!= 0,103mol/dm!

10

PROCEDIMENTO PARA O TRAÇADO DA CURVA DE TITULAÇÃO:

Vtitulante adicionado (mL) pH Vtitulante adicionado (mL) pH

0 1,86 18 3,24

2 1,84 18,20 3,73

4 1,81 18,40 5,04

6 1,86 18,60 9,05

8 1,92 18,80 9,35

10 1,99 19 10,29

12 2,10 19,50 10,80

14 2,22 20 10,96

15 2,37 20,5 11,10

16 2,51 21 11,18

16,50 2,63 23 11,38

17,50 2,92 25 11,50

17,70 2,98

A análise da curva de titulação permite estimar o ponto de equivalência a cerca

de 17,50 mL. Como tal,

!!"#$ = !!"#$!!"#$ = 0,05×17,50×10!! = 8,75×10!!mol

Como 2á!"#$: 1!"#$,

21=

!á!"#$8,75×10!!

⇔ !á!"#$ = 1,75×10!!mol

!á!"#$ =!á!"#$!á!"#$

=1,75×10!!

20×10!!= 0,088mol/dm!

0

5

10

15

0 5 10 15 20 25

pH

Vtitulante adicionado (mL)

Curva de titulação

11

DISCUSSÃO DOS RESULTADOS

Ambos os métodos permitiram a determinação da concentração de ácido, sendo

os valores encontrados valores próximos do valor esperado (a solução foi

preparada para ter uma concentração 0,10mol/dm! ), no entanto valores um

pouco dispares(0,103mol/dm! e 0,088mol/dm! ). Sendo a titulação usando um

indicador de mudança de cor uma técnica pouco fidedigna, por depender a

sensibilidade do operador, provavelmente o valor real da solução será o

determinado pelo segundo método. Ainda assim é de salientar que o volume

gasto para o ponto de equivalência foi estimado através do gráfico pelo que não

há grande sensibilidade na determinação deste valor.

A análise da curva de titulação permite confirmar a reacção entre um ácido forte

e uma base forte, quer pelos valores limite (pH 2 e pH 12) quer por o ponto de

equivalência ser sensivelmente a pH 7.

CONSIDERAÇÕES

1. Numa aula prévia, explicar o funcionamento de uma bureta e como se faz

a sua lavagem, permitindo aos alunos a exploração do instrumento

usando, por exemplo, água.

2. Fornecer aos alunos as instruções do medidor electrónico de pH.

Antecipadamente explicar-lhes o processo de calibração.

3. Poderá usar-se outro indicador desde que cubra a ganha de viragem

desta reacção.

12

BIBLIOGRAFIA

Dantas, M. d., & Ramalho, M. D. (2009). Caderno de actividades laboratoriais, Jogo

de Partículas - Física e Química A - Química - Bloco 2 - 11.º/12.º ano. Lisboa: Texto

Editores, Lda.

Dantas, M. d., & Ramalho, M. D. (2009). Jogo de Partículas - Física e Química A -

Química - Bloco 2 - 11.º/12.º ano. Lisboa: Texto Editores, Lda.

Martins, I. P., & al., e. (2003). Programa de Física e Química A, 11º ou 12º anos.

Ministério da Educação.