Universidade Federal de São João Del-Rei Campus Alto Paraopeba Engenharia de Bioproessos
Determina!ão do teor de arbonato e hidr"#ido em uma amostra de soda $ustia
Relat"rio apresentado omo parte das E#ig%nias da disiplina &u'mia Anal'tia E#perimental apliada a Bioproessos sob responsabilidade da Pro()* Ana +aria de ,liveira*
Em'lio da Costa dos Santos .//0111/2 3abriella Cristina Pro"pio da Silva .//01114/ 5alita Ferreira +ota .4/0111/6 Jos7 Carlos Banes 5*8r* 5*8r* .//011199
,uro Brano +3 Abril:01.9 Abril:01.9 Determina!ão do teor de arbonato e hidr"#ido em uma amostra de soda $ustia 1. Resumo
;a omposi!ão da soda $ustia enontra-se hidr"#ido de $lio e arbonato de s"dio< os =uais (oram determinadas suas alalinidade totais e as onentra!>es atrav7is de duas titula!>es
2. Resultados e Discussões
A soda $ustia omerial utiliada neste e#perimento ARA< G 7 (ormada prinipalmente por hidr"#ido de s"dio e ont7m outros produtos minorit$rios< omo o arbonato de $lio* A sua produ!ão est$ ilustrada na rea!ão abai#oH Rea!ão .H
;a 0C,4sG I Ca,?G 0a=G CaC,4sG I ;a,?a=G
Como a rea!ão não apresenta um rendimento de .11< o produto (inal pode ainda onter res'duos de arbonato de s"dio< =ue em meio a=uoso se dissoia em 'ons ;aI e C,40-< de aordo om a rea!ão 0* A basiidade do produto 7 proveniente da onentra!ão dos 'ons ,? -< e estes são gerados tanto pela dissoia!ão do hidr"#ido de s"dio =uanto pela hidr"lise do 'on arbonato< representados pelas rea!>es 4 e /* Rea!ão 0H ;a 0C,4a=G 0;aIa=G I C,40-a=G Rea!ão 4H ;a,? a=G ;aIa=G I ,?-a=G Rea!ão /H C, 40-a=G I ?0,
?C,4-a=G I ,?-a=G
, hidr"#ido de s"dio 7 uma base (orte e est$ em maior =uantidade no produto (inal< assim ser$ a maior (onte de hidro#ilas na solu!ão* Portanto< a dissoia!ão do ;a,? (ornee mais rapidamente 'ons hidro#ilas na solu!ão< (aendo om =ue o e=uil'brio da rea!ão / se8a desloada no sentido de (orma!ão do 'on arbonato< (reando a rea!ão e a (orma!ão de ,? -* Assim< o $lulo da alalinidade total da solu!ão ser$ onsiderando apenas as hidro#ilas provenientes da dissoia!ão do hidr"#ido de s"dio* PARTE I – Determinação da alcalinidade total
;a primeira parte do e#perimento< pesou-se .<. g de soda $ustia omerial ARA<G< e a diluiu em $gua livre de C, 0* Em seguida< trans(eriu-se =uantitativamente a solu!ão para um balão volum7trio de 091 m@< ompletando o volume om esse mesmo tipo de $gua* 5itulou-se tr%s al'=uotas de 09 m@ desta solu!ão< om uma solu!ão padrão de $ido lor'drio 1<. mol @ -.< utiliando o alaran8ado de metila omo indiador* ,s volumes titulados de ?Cl estão na tabela .* 5abela .H Kolumes de ?Cl utiliados nas titula!>es de soda $ustia omerial Replicatas
Volume (m!
.
40<11
0
40<91
4
40<01
A m7dia dos volumes de ?Cl (oi alulada pela ("rmulas abai#oH ´= x
´= x
x
1 + x 2 + … + xn n
32,00 + 32,50 + 32,20 3
´= x
32,23 m@
&uando se utilia um $ido (orte omo titulante 7 poss'vel garantir =ue a =uantidade adiionada na amostra est$ totalmente dissoiada* Então os 'ons ? I e Clestarão dispon'veis para reagir om a amostra* Se por aaso se utiliasse um $ido (rao omo titulante< o nLmero de 'ons ? I produidos dependeria da dissoia!ão do mesmo ?ARRMS< 0119G* ;o ponto de e=uival%nia da rea!ão< os 'ons ,? - na soda $ustia reagem na propor!ão .H. om os 'ons ?I* Assim< =uantidade de mat7ria em mol de 'ons hidro#ilas 7 a mesma da =uantidade de mat7ria em mol de ?Cl* Enontrou-se então a molaridade de ,?- para ada repliata de ?Cl titulado< de aordo om a e=ua!ão 9H n,?- N n?I E=ua!ão . H
+ ,?- # K,?- N +?Cl # K?Cl ?ARRMS< 0119G
• • • •
sendoH +,?- a molaridade de ,? - na solu!ãoO K,?- o volume das al'=uotas de solu!ãoO +?Cl a molaridade da solu!ão $ido lor'drioO K?Cl volume titulado de solu!ão ?Cl Para a primeira repliata< (e-seH +,?- # 1<109m@ N 1<.mol@ -. # 1<1400@ +,?-N 1<.0 mol @ -. Este proedimento (oi (eito para ada repliata e as molaridades de ,? - obtidas estão e#pressos na tabela 0H 5abela 0H Kolume titulado de ?Cl e molaridade de ,? - alulada pela e=ua!ão 9 Replicatas
Volume "#l (m!
$olaridade de %" & (mol &1!
.
40<11
1<.01
0
40<91
1<.411
4
40<01
1<.0
A m7dia e o desvio padrão (oram enontrados pelas ("rmulas abai#oH ´= x
x
1 + x 2 + … + xn n
x ´=
0,1289 mol:@
Atrav7s da ("rmula de desvio padrão< realiou-se o $lulo do desvio padrão das molaridades de ,? - das repliatasH
SN
√
N
∑ ( x − x´ )
2
n=1
N −1
S N 0<20* .1 -/
A partir da m7dia da onentra!ão de ,? -< (oi enontrado o p? da solu!ão< determinando assim a alalinidade total* p,?N -log,? -Q N -log1<.0Q N 1<1 p? N ./ p,? N .4<.. Portanto< a alalinidade total do sistema 7 de 1<.0 1<1114 mol*@ -.* Para esse valor e#perimental 7 poss'vel dier =ue o resultado 7 signi(iativamente e#ato< uma ve =ue o desvio padrão 7 bai#o e o hidr"#ido de s"dio 7 uma base (orte* ;o entanto< não h$ omo disorrer sobre a e#atidão< uma ve =ue não se onhee o valor te"rio desta onentra!ão* S,,3 et al*<011G PARTE II – Determinação do teor de 'idr)ido
;esta parte do e#perimento< (oram oletadas al'=uotas de 09 m@ de solu!ão de soda $ustia obtida na primeira parte< a (im de determinar o teor de hidr"#ido presente na hidr"lise do arbonato e da dissoia!ão do hidr"#ido de s"dio* Para isso< adiionouse 21 da m7dia do volume de solu!ão de $ido lor'drio 1<. mol*@ -. titulado na primeira parte para neutraliar a onentra!ão de 'ons hidro#ila provenientes da dissoia!ão de ;a,?* Essa etapa (oi realiada antes da adi!ão de loreto de b$rio na solu!ão< om o intuito de ma#imiar a preipita!ão de arbonato de b$rio< pois evitar$ a ompeti!ão entre arbonato e 'ons hidro#ila a reagir om o $tion Ba 0I* Realiou-se o a=ueimento da solu!ão para =ue houvesse a solubilia!ão do loreto de b$rio . adiionado lentamente a solu!ão at7 =ue se (ormasse preipitado* Posteriormente< res(riou-se a solu!ão< adiionando a mesma indiador aul de bromotimol< realiando em seguida a titula!ão da solu!ão om ?Cl 1<. mol*@ -.* ,s volumes de titulante utiliados no e#perimento seguem abai#o na tabela 4H
5abela 4H Kolumes de ?Cl utiliados nas titula!>es da solu!ão de soda $ustia omerial
Replicatas
Volume de "#l (!
.
1<140
0
1<140.
4
1<1416
A partir do volume de $ido usado na titula!ão< (oi poss'vel determinar a onentra!ão de 'ons hidro#ila presentes na solu!ão< na propor!ão este=uiom7tria .H.* Assim< no ponto de e=uival%nia temos n ;a,? N n$idos* Então< (oram alulados os valores da onentra!ão dos $idos presentes na solu!ão* Seguem abai#o os $lulosH E=ua!ão 4 H
• • • •
+ ,?- # K,?- N +?Cl # K?Cl
?ARRMS< 0119G
sendoH +,?- a molaridade de ,? - na solu!ãoO K,?- o volume das al'=uotas de solu!ãoO +?Cl a molaridade da solu!ão $ido lor'drioO K?Cl volume titulado de solu!ão ?Cl PortantoH 1<. mol:@ # 1<140 @ N + ,?- # 1<109 @ +,?- N 1<.4. mol:@ Repetiram-se os $lulos para os outros volumes de hidr"#ido de s"dio e obtiveram-se os valores dados na 5abela /*
5abela /H +olaridade de ;a,? enontrada em ada titula!ão
Replicatas
$olaridade (mol*!
.
1<.4.
0
1<.0
4
1<.00
Da mesma (orma (eita anteriormente para o $lulo da m7dia de alalinidade total< (oram aluladas a m7dia e o desvio padrão das repliatas da molaridade de ;a,?< =ue seguem abai#oH ´= x
0,127
mol:@
S N <491 # .1 -9
Sendo assim< a alalinidade =ue (oi estabeleida apenas pelo hidr"#ido de s"dio (oi 1<.02 1<1111 mol*@ -.< uma ve =ue o arbonato de b$rio (oi preipitado* A alalinidade total da solu!ão 7 enontrada pela soma do nLmero de 'ons hidro#ila provenientes da dissoia!ão de hidr"#ido de s"dio rea!ão 4G e da hidr"lise dos 'ons arbonato rea!ão /G* AssimH ,?-Qtotal N ,?-Q;a,? ,?-Qions arbonato ,?-Qions arbonato N 1<.02 1<1111mol*@ -. Com a onentra!ão dos 'ons hidro#ila provenientes de ada substTnia aima< pode-se enontrar< utiliando a alalinidade total< a porentagem tanto de hidr"#ido de s"dio =uanto de ;a 0C,4< sendo =ue a propor!ão este=uiom7tria 7 de .H. em ada uma das rea!>es 0 e 4*
+. #onclusão
;a parte . do e#perimento o valor enontrado para a onentra!ão de ;a,? 7 e#ato e preiso< pois este est$ pr"#imo do valor enontrado na rotulagem do produto 1<. mol-.G e possui um erro relativamente pe=ueno 8$ =ue os valores utiliados no $lulo da onentra!ão m7dia estavam pr"#imos entre si*
,. Re-erncias /i/lio0r-icas
.* S,,3< D* AO ES5< D*+O ?,@@ER< F*JO CR,UC?< S*R* undamento de 3u4mica Anal4tica* edi!ão< São PauloH Cengage @earning< 01..* ..0/p* 2. ?ARRMS< D*C* Anlise 3u4mica 3uantitati5a * 6) edi!ão< Rio de JaneiroH @5C* 0119* 26p*
