ETEC SUZANO Experimento Nº10
Preparo de soluções e padronização da solução de HCl
Caroline Rodrigues Rodrigues dos Santos Santos Nº42 Turma:1º QUIT Data da realização realização do experimento: 17/06/2011 Data da entrega: 28/06/2011
Suzano 2011
1.0 OBJETIVO Preparar soluções e fazer a padronização. 2.0 INTRODUÇÃO TEÓRICA A química em soluções e amplamente utilizada nas mais diversas áreas. Nesse sentido o conhecimento sobre o preparo de soluções tem fundamental importância tendo em vista que grande parte das reações realmente ocorre em solução aquosa e não aquosa. Uma solução é uma mistura homogênea de uma ou mais substâncias que podem ser iônicas ou moleculares. A substância em maior quantidade é o solvente. As outras substâncias são chamadas de solutos. A titulação é uma técnica analítica, que tem como finalidade determinar a concentração exata de uma solução. Na análise volumétrica, a solução de concentração conhecida é designada por solução titulante e aquela cuja concentração se pretende determinar é designada por solução titulada. O titulante é adicionado ao titulado até que se atinja a quantidade estequiométrica. A titulação termina quanto se atinge o ponto final da reação ou ponto de equivalência. O ponto final é detectado pela variação de uma propriedade física ou química da solução a ser titulada, utilizando indicadores. Soluções – padrão são soluções de concentração, rigorosamente conhecida, que podem ser preparadas por dois processos diferentes, conforme se dispõe ou não de uma substância primária ou padrão. Uma substância primaria ou substância padrão é aquela que apresenta características como: um elevado grau de pureza, não ser higroscópica, ser estável, reagir nas proporções indicadas pela equação química, ser bastante solúvel, ter elevada massa molar. Quando se dispõem de uma substância primaria pode preparar-se diretamente a solução padrão medindo com rigor a massa correspondente a quantidade necessária e dissolvendo no volume de água necessário para obter a concentração pretendida. Quando não se dispõem de uma substância primária, prepara-se uma solução de concentração aproximada, mais concentrada do que a que se pretende e, por titulação com uma solução-padrão, determina-se a sua concentração exata. 2.0 PARTE EXPERIMENTAL 3.1 MATERIAIS UTILIZADOS Solução HCl
1) 2) 3) 4) 5) 6)
Béquer 250 mL Pipeta 25 mL Balão Volumétrico de fundo chato – 100 mL Bastão de Vidro Pisseta Funil de Vidro
Solução NaOH
1) 2) 3) 4) 5)
Espátula de Metal Béquer 250 mL Balança Analítica Balão Volumétrico de fundo chato – 50 mL Pisseta
Padronização HCl
1) 2) 3) 4) 5)
ErlenMeyer Proveta 50 mL Bureta de 25 mL Suporte Universal Garra para bureta.
3.2 REAGENTES Soluções:
HCl 1) 0,828 mL de Ácido Cloridrico (HCl) 2) 49,172 mL de água Destilada NaOH 1) 0,2g de hidróxido de sódio (NaOH) 2) 99,8 mL de água destilada. Padronização HCl
1) 0,1295 g de Carbonato de sódio 2) 50 mL de água destilada 3) 5 gotas de alaranjado de metila
3.3 PROCEDIMENTO Primeiramente realizou-se os cálculos para determinação da concentração em normalidade. Considerou-se os seguintes cálculos:
N= e (nº de equivalentes) e= m (q) V (l) E (equivalente) N=M¹ E= M (g/mol) V.E¹ K (valência)
E= M (g/mol) K (Valência)
HCl Preparo de Solução.
Primeiramente realizou-se os cálculos para preparar uma solução de HCl com concentração de 0,1 N, considerando também o P.A. de 37% presente no ácido clorídrico utilizado de acordo com o informado no rótulo do mesmo, considerou-se também a densidade do produto. Logo após de se efetuar os cálculos, levou-se até a capela o vidro contendo o ácido clorídrico, adicionou-se uma pequena quantidade de água ao balão volumétrico utilizando a pisseta, logo após pipetou-se a quantidade desejada de ácido e despejou-se no balão, logo após completou-se com água destilada até o traço do balão, fechou-se o mesmo e foi feita a homogenização.
NaOH
Primeiramente fez se os cálculos de hidróxido de sódio para concentração de 0,1 Normal de concentração. Pesou-se então 0,2 g de NaOH, colocou-se em um béquer e uma pequena quantidade de água fez-se a homogenização com a ajuda de um bastão de vidro, logo após transferiu-
se para o balão volumétrico utilizando o bastão de vidro, completou-se até o traço do balão volumétrico com água destilada, fez-se a homogenização. Padronização HCl
A padronização é feita a partir da utilização do carbonato de sódio. Fez se os cálculos para determinar a quantidade de carbonato de sódio a ser utilizada. Logo após realizar os cálculos foram pesados 0,1295 g de carbonato de sódio em um ErlenMeyer utilizando a balança analítica, mediu-se 50 mL de água destilada utilizando uma proveta, transferiu-se para o ErlenMeyer, adicionou-se as 5 gotas de alaranjado de metila, homogenizou-se até a dissolução total do carbonato de sódio. A solução apresentava-se laranja. Lavou-se a bureta a ser utilizada, verificou-se sua vasão e logo após ambientalizou-se a bureta com o ácido, montou –se a aparelhagem, fixando a garra no suporte universal, adicionou-se o a bureta o ácido até completar seu traço de aferição, fixou-se garra, colocando em baixo o ErlenMeyer, fez se a titulação até a viragem, anotou-se o volume usado para a padronização. Logo após fez-se os cálculos da Normalidade real das soluções e calculou-se também o fator de correção, considerando as seguintes fórmulas: Normalidade Real N= M¹ . E. V(L)
N= normalidade real do HCl M¹ = massa do carbonato de sódio utilizado E= Equivalente do carbonato = m/K V= Volume do HCl gasto na bureta
Correção F= Nr . Nt Esse procedimento foi realizado com duas amostras diferentes, uma preparada pelo próprio grupo, outra por outro grupo. 4.0 DADOS COLETADOS V. I. Bureta 1ª Amostra 25 m.L 2ª Amostra 29 m.L
Cor ErlenMeyer
V. dispensado bureta p/ viragem
Cor viragem
Laranja
21,7m. L
Vermelho
Laranja
25,7 m.L
Vermelho
5.0 TRATAMENTO DE DADOS Preparo de soluções N= e (nº de equivalentes) e= m (q) V (l) E (equivalente) N=M¹ E= M (g/mol) V.E¹ K (valência) HCl Cálculos
E= M (g/mol) K (Valência)
50 mL 0,1 = M¹ . 36,5. 0,05 M¹= 0,18g 100 mL 0,1 = M¹ . 36,5.0,1 M¹ = 0,365 0,365 --------------------- 37% X --------------------- 100% X= 0,986 D= 1,19 g/mL 1,19 --- 0,986 V V= 0,828 NaOH 50 mL E¹ = 40 1 0,1 =
M¹ . 40.0,05 0,1 = M¹ . 0,20g . M¹ = 0,20 g. 100 mL 0,1 =
M¹ . 40.0,1 0,1 = M¹ . 4 M¹ = 0, 4 g. Padronização HCl 2 mol ---------- 1 mol 0,1 mol ---------- x X= 0,05 mol 106 g -------- 1 mol X --------- 0,05 mol X= 5,3 g 5,3 ----- 1 l X ------- 0,025 l X= 0,1325 g.
r = m¹ m
Normalidade Real N= M¹ . E. V(L)
N= normalidade real do HCl M¹ = massa do carbonato de sódio utilizado E= Equivalente do carbonato = m/K V= Volume do HCl gasto na bureta
Correção F= Nr . Nt 1ª Amostra Nr = 0,1295 . 53. 0,0217 Nr =
0,1295 1,150
. = 0,1125
Correção F= 0,1125 . 1,125 0,1 2ª Amostra Nr = 0,1327 . 53. 0,0257 Nr =
0,1327 1,3621
. = 0,0974
Correção F= 0,0974 . 0,974 0,1 6.0 DISCUSSÃO DE DADOS 1ª Amostra Os resultados obtidos não são considerados satisfatórios, já que para serem satisfatórios o fator de correção deve ser o mais próximo de 1,000. O resultado pode ter sido influenciado pela quantidade a mais de soluto ou solvente, outra explicação razoável para esse resultado pode ser a concentração do ácido clorídrico estava abaixo de 37%. 2ª Amostra Os resultados obtidos foram satisfatórios. 7.0 CONCLUSÃO De acordo com os resultados obtidos conclui-se a importância da padronização de soluções, para verificar a concentração da mesma, pois podem apresentar variações, o que pode alterar resultados de experimentos realizados com a mesma.
8.0 QUESTÕES 1) O que significa uma solução 0,1N ou 0,2N? Significa que sua concentração é igual a 0,1 Normal. 2) Qual o estado físico do HCl? Quando em contato com a atmosfera ambiente, o ácido clorídrico se encontra em estado gasoso, 3) Por que saem vapores do frasco de ácido clorídrico concentrado quando este esta aberto? Por causa do ponto de ebulição do ácido clorídrico, por ser muito baixo, ao abrir o frasco ele evapora. 4) Por que o teor do HCl concentrado não passa de 37%? Pois ele não haveria como mantê-lo em estado líquido. 5) Por que se deve padronizar a solução de HCl 0,1 N ou 0,5 N preparada? 6) Quais os cuidados devem ser tomados na pipetagem do HCl concentrado? Por causa do seu ponto de ebulição, sua pipetagem deve ser feita em capela, e de maneira rápida. 7) Baseado em que fato teórico são feitos os cálculos de padronização do HCl? Baseado no fato de que um mol de carbonato de sódio é capaz de neutralizar um mol de ácido clorídrico. 8) Qual a função do metilorange nessa aula? É nos “mostrar” quando a neutralização é feita, a partir da mudança de cor. 9) Por que são feitas duas titulações duas vezes nesta aula com a mesma amostra? Para constatar se os resultados obtidos são realmente verídicos, que não houve nenhum erro na hora da titulação. 10)Escrever as fórmulas da normalidade e do número de equivalentes. N= e (nº de equivalentes) e= m (q) E= M (g/mol) V (l) E (equivalente) K (Valência) 11)Por que não é conveniente pesar o HCl concentrado? Pois ao pesar ele pode entrar em contato com o ar mais facilmente e evaporar, além oferecer perigos a que irá pesar o mesmo 12)Montar a equação química da reação do carbonato de sódio e o ácido na padronização. 2 HCl + Na2CO3 ---------> 2 NaCl + CO2 + H2O 9.0 BIBLIOGRÁFIA http://qinorgamaia.uepb.edu.br/Aula_Pr%E1t..7.pdf Acessado dia 24/06/2011 Ás 20 horas e 23 minutos http://analgesi.co.cc/html/t27651.html Acessado dia 25/06/2011 Ás 22 horas e 45 minutos
