KAROLINE ANNE SOARES DA SILVA PATRÍCIA SANDY YEE HOCK
PREPARO E PADRONIZAÇÃO DE SOLUÇÕES
Introdução à Química Experimental – CQ092 Turma B Universidade Federal do Paraná Curitiba, 2012
1.INTRODUÇÃO Uma solução constitui uma mistura homogênea de duas ou mais substâncias diferentes, sejam elas moleculares ou iônicas. O soluto(ou disperso) é a substância que é dissolvida no solvente. Ao se misturarem, o solvente dilui o soluto, se apresentando em uma única fase na solução. A partir do soluto, é possível saber o nível de saturação da substância, ou seja, o quanto de disperso pode ser dissolvido em uma determinada quantidade de solvente a uma certa temperatura. Pode-se dizer que a concentração de uma solução é a razão entre quantidade de soluto por quantidade da solução. A concentração mássica é definida matematicamente por: C=m v Sendo C = concentração mássica m = massa do soluto v = volume da solução Já a concentração molar(ou molaridade) é definida por: C=n v Em que C = concentração molar n = número de mols v = volume da solução
Ao realizar a padronização de de uma solução, é possível determinar determinar se a concentração da solução preparada se aproxima da desejada. Usando um balão volumétrico para estabelecer um volume conhecido e pesando com precisão a massa, pode-se calcular a concentração exata da solução.
2.OBJETIVOS Preparar uma solução de hidróxido de sódio(NaOH), padronizar a solução com biftalato de potássio com vidraria adequada, calcular a concentração da solução a partir da coleta de dados de soluto e de solvente.
3.MATERIAIS UTILIZADOS -
Água destilada armazenada em frasco lavador; Álcool para lavagem; Fenolftaleína; Biftalato de potássio; Hidróxido de sódio; Balança; Bastão de vidro; Balão volumétrico; Béquer de 250ml; Bureta; Funil simples.
4.EXPERIMENTO Primeiro, foram pesados 0,978g de NaOH na balança. Após transferido t ransferido para um béquer, o hidróxido de sódio foi diluído em uma quantidade de água destilada inferior a 250ml. Para ser dissolvido e totalmente solubilizado, foi utilizado um bastão de vidro para misturar a solução. Após A pós este procedimento, a solução foi transferida para uma bureta até completar 20ml de volume. Num balão volumétrico e com o auxílio de um funil simples(lavado com álcool e água destilada), foi adicionado 0,4440g de biftalato de potássio, completando o volume da solução com água destilada até a marca de aferição do balão. Antes da agitação, foram adicionadas 3 gotas de fenolftaleína à solução para servir de indicador ácido-base. A torneira da bureta foi lentamente sendo sendo aberta para gotejar a solução de hidróxido de sódio na solução de biftalato de potássio para observar quando ocorreria a mudança de coloração do incolor para rosa até chegar ao ponto final. Ao ocorrer essa mudança, observou-se que o volume final marcado na bureta foi de 43,9ml .
5.EXERCÍCIOS p.43/44 1. Calcule a concentração (em quantidade de matéria) das seguintes soluções: s ódio em 250,00 mL de solução; a) 0,248 mol de cloreto de sódio n=0,248 mol HCl v= 250 mL C= n/v = 0,248/250x10 -3 = 0,992 mol/L
b) 102,6 g de açúcar comum (sacarose, C12H22O11) em 500 mL de solução; m = 102,6 g V= 500 mL M(C12H22O11) = 342 g/mol n=m/M = 102,6/342 = 0,3 mol C= n/v = 0,3/0,5 = 0,6 mol/L
c) 24 litros de oxigênio molecular e 57,5 mililitros de hidrogênio molecular, em 115 litros de ar atmosférico, a 0 ºC e 1,00 atm; O2: P=1atm V=24L R=0,082atm.L/mol.k T=0ºC=273k Pv=nRT 1.24=n.0,082.273 n=1,072mol O 2 H2: V=0,0575L Pv=nRT 1.0,0575=n.0,082.273 n=0,002mol H 2 C= nO2 + nH2= 0,00934 mol/L va
d) Uma solução de etileno (eteno) a 10% (V/V) em argônio, a 0 ºC e 1,00 atm; V=22,4L 1mol C2H4 = 28g/mol 28g – 100% x – 10% x=2,8g C2H4 C=n/v=m/M.v=2,8/28.22,4 = 0,0046mol/L
2. Suponha que você dispõe de 15,0 mL de uma solução de hidróxido de bário 0,20 mol/L. Responda: a) Qual é a concentração desta alíquota (em quantidade de matéria)? C=0,2 mol/L
b) Qual é a quantidade de matéria de hidróxido de bário contida nesta alíquota? C=n/v 0,2=n/0,015 n=0,0030mol
3. Calcule a concentração em quantidade de matéria das seguintes soluções aquosas: a) Solução de ácido sulfúrico a 93,3% (m/m), com densidade absoluta igual a 1,829 g/mL; C(%)H2SO4=m(H2SO4)/m(solução).100% 93,3=m.100/1,829 m=1,706g MH2SO4=98g/mol V=1ml C=n/v=m/M.v=1,706/98.1=0,001740mol/ml= 17,40mol/L
b) Solução de ácido nítrico a 32,2% (m/m), com densidade absoluta igual a 1,195 g/mL; 32,2=mHNO3.100/1,195 m=0,38479g MHNO3=63g/mol V=1ml C=n/v=0,38479/63.1=0,00610mol/ml= 6,1mol/L
4. O etanol puro tem uma densidade absoluta igual a 0,785 g/mL. Qual é a sua concentração em quantidade de matéria, expressa em mol/L? Metanol=46g/mol M=0,785g V=1ml C=n/v=m/M.v=0,785/46.1=0,017mol/ml= 17mol/L
5. Descreva, em detalhes, como você prepararia: a) Cerca de 100 mL de solução saturada de carbonato de sódio. Observação: 1,0 parte de carbonato carbo nato de sódio anidro é solúvel em 3,5 partes de água à temperatura ambiente. MNa2CO3= 106g/mol 1parte Na2CO3 – 106g 3,5 partes H2O – x x= 371g H2O total massa da solução = 106 + 371 = 477g 477g solução – 106g Na2CO3 100g solução – y y=22,22g Na 2CO3 Considerando a densidade da água = 1g/ml, temos que adicionar 22,22 ml de carbonato de sódio e 77,78 ml de água para obter 100ml de solução saturada de carbonato de sódio.
s ulfato de alumínio 0,100 mol/L. b) 250,00 mL de solução de sulfato M Al2SO43 = 342g/mol C=n/v 0,100=n/250.10 -3 n= 25.10-3mol 1mol - 342g 25.10-3 – x x=8,55g de Al 2(SO4)3 Deve-se adicionar 8,55g de Al2(SO4)3 e 250ml de água na solução.
6. Que quantidade de água destilada deve ser adicionada a 25,0 mL de solução de hidróxido de potássio 0,500 mol/L, para produzir uma solução de concentração igual a 0,350 mol/L? 1L KOH – 0,5mol 0,025L – x x=0,0125mol C=n/v 0,350=0,0125/v+0,025 v=0,010714L de H2O
7. Um aluno de Química Geral dissolveu 12,2 g de hidróxido de estrôncio em água suficiente para preparar 1,00 litro de solução. Responda: a) Qual é a percentagem (m/V) hidróxido de estrôncio na solução? m/V = 12,2g/1L = 12,2% (m/V) de Sr(OH)2
b) Considere a densidade absoluta absoluta igual igual a 1,15 g/mL. g/mL. Qual é a percentagem (m/m) de hidróxido de estrôncio na solução?
1,15g – 1ml x – 1000ml(1L) x= 1150g m/m= 12,2/1150 = 1,06%(m/m) de Sr(OH)2
c) Qual é a concentração em quantidade de matéria da solução? 1mol Sr(OH)2 – 121 g n – 12,2g n= 0,1mol v=1L C=n/v=0,1/1= 0,1mol/L da solução
8. O tetracloreto de carbono é um líquido de densidade absoluta igual a 1,594 g/cm³ (20ºC), muito utilizado como solvente industrial. Cinquenta litros (50,0 L) de uma solução s olução foram preparados pela dissolução de 2,50 L de CCl4 em hexano. Qual é a concentração em e m quantidade de matéria desta solução? dCCl4= 1,594g/cm 3 v=50L MCCl4=154g/mol 1,594g – 10-3L x – 2,5 L x=3985g de CCl 4 C=n/v=m/M.v=3985/154.50= 0,517mol/L de CCl4
p.53/54 carb onato de sódio pode ser utilizado 1. Explique por que o carbonato como padrão primário na determinação da concentração c oncentração verdadeira de soluções ácidas. Da mesma maneira, explique por que o biftalato de potássio é padrão primário para a padronização de soluções básicas. O carbonato de sódio pode ser utilizado como padrão primário na determinação de soluções pois ele apresenta características definidas como básicas para os padrões primários, como por exemplo, possui uma massa molar elevada e alta solubilidade em água. O biftalato de potássio também possui essas características que os padrões primários necessitam, pois é um sólido estável ao ar sob condições ordinárias, sendo assim facilmente pesado, além de ser solúvel em água.
2. Que erros podem ser cometidos durante o preparo de uma
solução, que façam a sua concentração conc entração real ser diferente da concentração suposta? Os erros que podem ser cometidos durante o precesso do preparo de soluções estão relacionados ao uso inadequado inadequado da vidraria vidraria ou dos equipamentos, às falhas nas determinações de massa e de volume e à utilização de reagentes de baixo grau de pureza.
3. Para que são utilizados indicadores em titulações? Os indicadores em titulações são utilizados para detectar o ponto final da titulação, que se refere à mudança de cor que a solução sofre.
4. Diferencie os termos ponto de equivalência e ponto final de uma titulação ácido-base. Ponto de equivalência é quando as quantidades de titulante e as de titulado são proporcionais em termos estequiométricos. O ponto final é muito próximo do ponto de equivalência, sendo que só pode ser observado o ponto final, que é quando o solução titulada muda de cor, verificando o final da titulação.
5. Na padronização de uma solução de ácido nítrico aproximadamente 0,1 mol/L, um estudante obteve Creal = 0,132 mol/L. Que procedimento este estudante deveria adotar para corrigir a concentração desta solução, de modo a obter um erro relativo máximo de ± 5% em relação à concentração esperada? (inclua os cálculos necessários). O estudante deveria adicionar mais água destilada para aumentar o volume, para assim obter uma concentração menor. Por exemplo: Vamos supor que em um recipiente colocamos ¼ de água destilada e ¾ da solução. Se o volume fosse de 1L, iria para 1,333. Como a solução tem 0,132mol em 1L, se o volume se altera-se para 1,333L Sua concentração seria: 0,132/1,333 = 0,099mol/L.
6. Para neutralizar 0,1970g de ácido oxálico (padrão primário) puro e seco foram gastos 30,15 mL de solução aproximadamente 0,15 mol/L de hidróxido de sódio recémpreparada. Calcule a concentração verdadeira da solução alcalina. Dado: ácido oxálico = ácido etanodióico. C2H2O4 – 0,1970 g Vreal = 30,15 mL = 0,03015 L Cesperada = 0,15 mol/L (NaOH) Vesperado = x Creal = ? C = n -> 0,15 = 2 -> V = 2/0,15 V V
Creal = Vesperado . Cesperada Vreal
C2H2O4 + 2NaOH -> Na2C2O4 + 2H2O 1 mol de C2H2O4 é neutralizado por 2 mols de NaOH, sendo que, 1mol de C2H2O4 = 90 g sendo necessário 2/0,15 L de solução 0,15 mol/L de NaOH, e em 0,1970 g são necessário x L de solução de 0,15 mol/L de NaOH x = 0,02919 L de solução de 0,15 mol/L de NaOH Utilizando a formula: Creal = Vesperado . Cesperada -> Creal = 0,02919.0,15 Vreal 0,03015
Creal = 0,1452 mol/L
7. Uma amostra de ácido capróico de massa igual a 0,1000 g foi dissolvida em água destilada e titulada com 17,20 mL de solução de hidróxido de sódio (Creal = 0,0498 mol/L), até a neutralização completa. De posse destes dados e sabendo que o ácido capróico é monoprótico, calcular a sua massa molar. C = n -> 0,0498 = n -> n = 85656.10-8 mol V 0,01720 Ác.capróico – 0,1000 g em 0,0172 L de solução solução de NaOH com C = 0,0498. MH.capróico = ? H. capróico + NaOH -> Na-capróico + H 2O 0,1 g xg
85656.10-8 mol 1 mol
M(ac.cap.) = massa(g)/mol = 116,764/1
x = 116,764g,
M(ac.cap.) = 116,764g
solução de HCl 0,100 mol/L com solução 8. A titulação de uma solução de Na2CO3 0,100 mol/L (reação completa) tem seu ponto de equivalência entre pH 2,5 e pH 4,5. De posse desta informação indique, na tabela, que indicador(es) você escolheria para a visualização do ponto final desta titulação. Explique também por que a fenolftaleína não poderia ser usada neste caso. Os indicadores possíveis para a visualização do ponto final poderiam ser azul de bromofenol e alaranjado de metila, por apresentar a faixa de pH entre 2,5 e 4,5. A fenolftaleína seria inviável para ser usada como indicador pois a faixa de pH em que se observa a “viragem” é muito mais alta que o ponto de equivalência da titulação descrita no enunciado.
6.CONCLUSÃO A partir do preparo e da padronização padronização da solução, foi possível possível obter o valor da concentração de soluto presente no solvente. Isso somente ocorre com o preparo correto da solução de NaOH, e com a padronização da solução de biftalato de potássio, utilizando a titulação. O valor correto de solvente necessário foi calculado pelos volumes iniciais e finais da solução de NaOH, que são Vi = 20ml e Vf = 43,9ml. Os valores das massas de NaOH 0,978g.99%(porcentag 0,978g.99%(porcentagem em de pureza) pureza) e e de biftalato (0,4440g), podemos descobrir a concentração soluto(biftalato) no solvente(NaOH): Sendo para o biftalato: n= número de mol m= massa M= massa molar n= m/M
n=0,4440/204 temos que n= 0,00217 mols
Assim sendo que o numerous numerous de mols do biftalato e do NaOH são iguais, iguais, pois então na proporção de 1:1, temos que: C= concentração n= número de mol V= volume utilizado para titular(43,9 – 20)ml C=n/V C=0,00217/0,0239 , com isso concluimos concluimos que a concentração é
C= 0,09 mol/L Os procedimentos são passiveis de erro, como os da vidraria, da balança e humanos, e por isso não é possível calcular precisamente os valores da concentração.
7.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAcOQAI/praparacao-padronizacaosolucoes http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAsXIAD/relatorio-quimica-preparosolucoes www.wikipedia.com
