Enviado por Do utilizador2211

Relatório - Preparo de soluções diluidas de NaOH e HCl

Propaganda
UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS
REGIONAL JATAÍ
UNIDADE ACADÊMICA ESPECIAL DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
BIOMEDICINA
QUÍMICA ANALÍTICA
PREPARO DE SOLUÇÕES DILUÍDAS DE HIDRÓXIDO DE SÓDIO E ÁCIDO
CLORÍDRICO
Discentes: Lucas Evangelista Marques
Evelyne A. Alves Resende
Docente: Prof. Dr. Gildiberto Mendonça de Oliveira
Jataí, 01 de julho de 2019
1
INTRODUÇÃO
Para uma melhor entendimento da realização desta prática é necessário
entender alguns conceitos muito importantes presentes na química. O entendimento
desses conceitos permite que haja um nível de compreensão mais adequado das
reações presenciadas em laboratório. Serão abordados os conceitos de ácido e
base segundo as teorias de Arrhenius e Bronsted-Lowry, bem como a definição de
solvente e soluto.
1.1
ÁCIDO E BASE SEGUNDO ARRHENIUS E BRONSTED-LOWRY
As definições de ácido e base foram discutidas pelos químicos ao longo de
muito tempo, até que se obtivessem conceitos mais precisos. Entre as primeiras
definições adequadas estava a de Svante Arrhenius, um químico sueco que disse
por volta de 1884 que: 1

Um ácido é um composto que contém hidrogênio e reage com a água
para formar íons hidrogênio.

Uma base é um composto que produz íons hidróxido na água.
Os compostos com essas características são chamados de ácidos e bases
de Arrhenius. Para exemplificar pode-se citar o HCl como ácido de Arrhenius, pois
ele libera um íon hidrogênio (H+) quando dissolvido em água e o hidróxido de sódio
como base de Arrhenius, pois este produz íons hidróxido na solução.
NH3 (aq) + H20 (l)
1,2
NH4+ (aq) + OH- (aq)
O problema da teoria de Arrhenius é que ela só abrange os compostos
relativos a um solvente específico, a água. Outros solventes diferentes da água
foram estudas e apresentaram o mesmo padrão de comportamento ácido-base.1
Aa solução do problema na teoria de Arrhenius veio com os estudos de dois
químicos, que trabalharam independentemente, mas com a mesma ideia. Thomas
Lowry era inglês e Johannes Bronsted um dinamarquês, juntos ajudaram no
entendimento sobre o processo fundamental de transferência de prótons de uma
substância para outra, pelas propriedades de ácidos e bases. Para eles ácidos e
bases eram definidos da seguinte forma: 2

Um ácido é um doador de prótons.

Uma base é um aceitador de prótons.
A teoria é baseada em doar ou receber prótons. Sendo assim, um ácido de
Bronsted-Lowry é toda a espécie química que doa prótons. E, uma Base de
Bronsted-Lowry é toda a espécie química que recebe prótons. Assim, chamamos
essas substâncias de ácidos e bases de Bronsted, ou simplesmente, ácidos e bases,
porque a definição de Bronsted-Lowry é comumente aceita atualmente. 2
1.2
SOLVENTE E SOLUTO
Algumas misturas são compostas por partículas muito grandes, ou que não
interagem entre si, sendo visíveis a olho nu, é o que chamamos de misturas
heterogêneas. As misturas em que os componentes estão muito dispersos e que a
composição é a mesma em toda a amostra, chamamos de mistura homogênea. 1
Composto homogêneo é o produto de uma solução. Muitos dos materiais do
cotidiano são soluções, que estão bem dissolvidas. O termo dissolver é utilizado
quanto ao processo de produzir uma solução. A substância da solução que está em
maior quantidade é, em geral, chamada de solvente. O componente dissolvido na
solução é chamado de soluto. 1,3
1.3
ALGUMAS RELAÇÕES QUÍMICAS
As relações químicas são mais rotineiramente encontradas nos valores de
concentração. A concentração de uma solução (mistura homogênea) é a medida da
quantidade de soluto que está presente em determinada quantidade de solvente.
Como as quantidades são especificadas em unidades de medida diferentes, diz-se
que há tipos de concentração diferentes. 4,5
Assim, para obter o tipo de concentração que a solução apresenta, é
necessário conhecer as unidades de medida do soluto e solvente. OBS.: Qualquer
dado referente ao soluto será indicado pelo índice 1; para o solvente, índice 2; e
para a solução, nenhum índice. 4
As principais formas e fórmulas necessárias para o cálculo do tipo de
concentração envolvendo massa e volume são as seguintes:

Concentração comum (C)
É a modalidade de cálculo da concentração de uma solução que relaciona a
massa do soluto (m1) e o volume da solução (V), como se pode ver na expressão a
seguir: 4,5
C = m1
V
A unidade é dada, comumente, é g/L. Isso quando a massa do soluto estiver
em gramas (g) e o volume estiver em litros (L). 4,5

Densidade (d)
É a modalidade de cálculo da concentração de uma solução que relaciona a
massa (m) e volume (V), como se observar na expressão a seguir:
4,5
d=m
V
Como a massa da solução é a resultante da soma (m1 + m2) da massa do
soluto e da massa do solvente (m2) e o volume da solução é resultante da soma (V1
+ V2) do volume do soluto e do volume do solvente (V 2), pode-se reescrever a
fórmula da seguinte maneira: 4,5
d = m1 + m 2
V1 + V 2
A unidade é dada, comumente, é g/mL. Isso quando a massa do soluto
estiver em gramas (g) e o volume estiver em mililitros (mL). 4,5

Concentração molar (M) ou concentração em quantidade de matéria
(molaridade)
É a modalidade de cálculo da concentração de uma solução que relaciona o
número de mol do soluto (n1) e o volume da solução (V), o que é possível observar
na expressão a seguir: 4,5
M = n1
V
OBS.: O volume da solução, na concentração em quantidade de matéria, é sempre trabalhado na
unidade litro (L).
4,5
Como o número de mol do soluto é o resultado da divisão entre a massa do
soluto e a massa molar do soluto (M1), tem-se: 4,5
n1 = m1
M1
Pode-se substituir o n1 na fórmula da molalidade pela fórmula dele, da
seguinte forma:
4,5

M = __m1__
M1.V
Título em massa (T)
Título em volume é a modalidade de cálculo da concentração de uma solução
que relaciona a massa do soluto (m1) com a massa da solução (m), como na
expressão a seguir: 4,5
T = m1
m
OBS.: O título em massa não apresenta unidade de medida por se tratar de uma divisão de massas
com a mesma unidade, ou seja, anulam-se.
Como a massa da solução é resultante da soma (m 1 + m2) da massa do
soluto com a massa do solvente (m2), da para reescrever a fórmula do título em
massa da seguinte maneira: 4,5
T = ____m1___
m1 + m 2
1.4
SOLUÇÃO ESTOQUE
Em práticas laboratoriais, é muito comum o costume de economizar espaço e
material, evitando desperdícios e otimizando o trabalho. Uma forma de atingir esses
objetivos é a produção de solução estoque. Quando preparada a solução estoque,
há uma necessidade somente de realizar sua diluição para reduzi sua concentração
até a desejada. 1
1.5
A PRECISÃO DE MEDIDA DOS MATERIAIS UTILIZADOS
Ao trabalhar com compostos químicos, há sempre o risco de erro. Trabalha-
se com concentrações muito pequenas, massas variadas, além de soluções de
diferentes molaridades. Por isso é tão importante conhecer os materiais que estão
sendo manuseados. 3
Uma das práticas mais importantes antes da realização de um experimento é
a aferição das vidrarias de medida de volume, como o balão volumétrico. Isso
garante o máximo de precisão nos resultados obtidos.
3
Na aferição do balão volumétrico, determina-se a massa do balão volumétrico
vazio e depois de cheio com água. Calcula-se a massa de água, sendo o volume
água:
V = m (g)__
d (g/ml)
1.6
PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DE NaOH E HCl
Hidróxido de sódio ou, popularmente, soda cáustica, é o composto químico de
fórmula química NaOH (sódio Na, oxigênio O e hidrogênio H). É uma base metálica
(do metal alcalino sódio) cáustica. O NaOH não se apresenta como um sólido
molecular, sendo um sólido completamente iônico, onde seus cátions sódio (Na +) e
seus ânions hidróxido (OH-) ficam dispostos numa rede cristalina.
O hidróxido de sódio puro e seco apresenta-se como um sólido branco
quebradiço, mas a menor absorção de umidade transforma-se num sólido
translúcido esbranquiçado.
O ácido clorídrico é uma solução aquosa formada pela dissolução do gás
cloreto de hidrogênio, HCl, e água. O HCl é um gás incolor (ou levemente
amarelado) tóxico, que pode ser obtido industrialmente de duas maneiras. Uma
delas é o aquecimento em altas temperaturas do gás hidrogênio e do gás cloro:
H2 (g) + Cl2 (g) → HCl (g)
Outra maneira é por meio da reação entre o ácido sulfúrico e o cloreto de
sódio, que forma como produto, além do gás cloreto de hidrogênio, o sulfato de
sódio:
H2SO4 + 2 NaCl → 2 HCl + Na2SO4
Esse gás é bastante solúvel em água (cerca de 450 L de gás clorídrico por
litro de água). Isso ocorre porque quando dissolvido em água, o cloreto de
hidrogênio sofre ionização, ou seja, reage com a água liberando os íons H + (aq) e Cl(aq), formando o ácido clorídrico.3
2
OBJETIVO
O objetivo desta experiência foi preparar soluções aquosas diluída de
hidróxido de sódio, por dissolução de sólido, e ácido clorídrico por diluição de
solução estoque.
3
PARTE EXPERIMENTAL
3.1
MATERIAIS E REAGENTES
- Biftalato de potássio, KC8H5O4,
- Borato de sódio, Na2B4O7·10H2O
- Fenolftaleína,
- Ácido Clorídrico, HCl
- Hidróxido de Sódio, NaOH
- Pipeta Graduada de 5,00 mL
- Béquer,
- Pipeta volumétrica,
- Balão Volumétrico,
- Bureta,
- Erlenmeyer.
3.2
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
3.2.1- Aferição das vidrarias de medida de volume
Antes de iniciar o experimento fez-se a aferição das vidrarias de medida de
volume (pipeta volumétrica, balão volumétrico e bureta).
Na aferição da pipeta, determinou-se a massa exata do béquer com volume
superior ao da pipeta. Preencheu-se a pipeta com água destilada até o menisco ficar
na direção da marca do volume nominal. Transferiu-se a água para o béquer e
mediu-se a massa total. Subtraindo a massa do béquer da massa total, obteve-se a
massa de água. Determinou-se a temperatura da água no béquer (considerada 25º
C). A partir da densidade da água, naquela temperatura, determinou-se o volume
exato da pipeta. Repetiu-se o procedimento por três vezes.
Na aferição do balão volumétrico, determinou-se a massa do balão
volumétrico vazio e depois cheio, com água. Calculou-se a massa da água, sendo o
volume água igual ao calculado para a pipeta. Repetiu-se este procedimento três
vezes.
Na aferição da bureta, preencheu-se a bureta com água destilada até a marca
de volume zero. Colocou-se um béquer sobre o prato da balança e zerou-se a
massa. Transferiu o volume de água da bureta para o béquer e mediu-se a massa. A
partir da densidade da água, naquela temperatura, determinou-se o volume exato da
bureta. Repetiu-se o procedimento por três vezes.
3.2.2 Preparo de 100 mL de solução de hidróxido de sódio
Em um béquer limpo e seco, pesou-se aproximadamente 0,4052 g de
hidróxido de sódio, NaOH. Foi adicionado aproximadamente 10 mL de água
destilada e com o auxílio de um bastão de vidro agitou-se a solução até que todo o
hidróxido de sódio foi dissolvido. Após a dissolução, transferiu-se a solução para um
balão volumétrico de 100 mL (aferido anteriormente). Lavou-se o béquer com um
pouco de água destilada, utilizando o frasco lavador (pisseta), e a solução foi
passada para o balão volumétrico que continha a solução de hidróxido de sódio
diluída. Realizou-se este procedimento até que o volume de solução no balão
volumétrico atingiu mais ou menos metade da capacidade do balão. Com a pisseta
completou-se a marca do menisco, em 100 mL. Com a solução homogeneizada,
tampou-se o balão.
Então, foi transferida a solução diluída de hidróxido para um frasco rotulado
com as seguintes informações: Nome da solução - NaOH; concentração em
quantidade de matéria de (mol/L); data (15 de abril de 2019) e Nome do professor
responsável (Gildiberto M. Oliveira).
3.2.3 Preparo de 100 mL de solução de ácido clorídrico
Previamente preparado, dentro da capela, foi transferido aproximadamente 10
mL de solução estoque de ácido clorídrico concentrado para um béquer de 25 mL.
Colocou-se água destilada até a um terço (1/3) do volume total de um béquer
de 50 mL. Com o auxílio de uma pipeta volumétrica (aferida) e com o auxílio um
pipetador de borracha (pêra), transferiu-se 1,00 mL de solução em estoque para o
béquer contendo água destilada. Em seguida, agitou-se a solução de ácido no
béquer e esperou-se o sistema resfriar. A solução foi transferida para um balão
volumétrico (aferido) de 100 mL de capacidade. Lavou-se o béquer com um pouco
de água destilada com o frasco lavador (pisseta), e foi transferida a solução para o
balão volumétrico. Realizou-se o procedimento de lavar o bequer até que o volume
de solução no balão volumétrico estivesse próximo da marca de 50 mL, sem que
ultrapassado este valor. Então, com o auxílio do frasco lavador ou pipeta de Pasteur
plástica, completou-se o volume até 100 mL. O balão volumétrico foi tampado e a
solução agitada até ser homogeneizada completamente.
Transferiu-se a solução do balão volumétrico para um béquer limpo e seco.
Então, foi transferida a solução diluída de ácido para um frasco rotulado com as
seguintes informações: Nome da solução – exemplo: HCl; concentração em
quantidade de matéria de HCl (mol/L); data (15 de abril de 2019) e Nome do
professor responsável (Gildiberto M. Oliveira).
4
RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1
PREPARO DE SOLUÇÃO DILUÍDA DE HIDRÓXIDO DE SÓDIO (NaOH)
Massa molecular NaOH = 40 g/mol
Na (23 g/mol) + H (1 g/mol) + O (16 g/mol)
Foi pesado 0,4052 g de NaOH (soluto) e diluído em 100 ml (equivalente a 0,1 L) de
água destilada. Assim obtiveram-se as seguintes concentrações:
Concentração Comum (C):
C = m (g)
V (L)
C= 0,4052
0,1
C = 4,052 g/L
Concentração Molar (M):
M = número de mols
V (L)
Para tal, obteve-se o número de mols pela seguinte relação:
1 mol de NaOH
X mol de NaOH
40 g
0,4052 g
X = 0,01013 mols de NaOH
M = 0,01013 mols / 0,1 L
M = 0,1013 mols/L de NaOH
4.2
PREPARO DE SOLUÇÃO DILUÍDA DE ÁCIDO CLORIDRÍCO (HCl)
Massa molecular HCl = 36,5 g/mol
H (1 g/mol) + Cl (35,5 g/mol)
A partir de uma concentração de solução estoque de HCl com densidade (d) = 1,18
g/mL, fez a seguinte relação:
1 mL
1,18 g
1000 mL
1180 g, do qual 37% é HCl (informação fornecida em aula)
Logo,
0,37 x 1180 g = 436,6 g de HCl em 1000 mL de solução
Assim foi feito os seguintes cálculos,
Concentração é dada por:
Ci x Vi = Cf x Vf
0,4366 x 1 = Cf x 100
Cf = 0,4366
100
Cf = 4,36 x 10-3 g/mL
Concentração Molar (M):
M = número de mols
V (L)
Uma nova relação foi montada, onde:
1 mol de HCl
X mol de HCl
tem 36,5 g
vai ter 4,36 x 10-3 g
X = 1,196 x 10-4 mols de HCl em 100 mL
M = 1,196 x 10-4 mols
0,1 L
M = 0,0012 mols/L de HCl
5
CONCLUSÃO
As concentrações finais obtidas foram M = 0,101 mols/L para NaOH e M =
0,0012 mols/L para HCl.
Esses resultados são importantes para o possível preparo de novas soluções
ou realização de experimentos posteriores. A prática de preparo de soluções se faz
necessária, há no cotidiano biomédico uma vasta empregabilidade e usabilidade de
seus conceitos técnicas.
6
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. ATINKS, P.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e
o meio ambiente. Tradução técnica: Ricardo Bicca de Alencastro. 5. ed. Porto
Alegre: Bookman, 2012.
2. ATINKS, P.; PAULA, J. Físico-química: fundamentos. Tradução: E. C. Silva, O.
E.
3. BETTELHEIM, F. A.; et.al. Introdução à química geral, orgânica e bioquímica.
Tradução: M. C. Silva, G. C. A. 9. ed. São Paulo: Cengage Learning, 2012.Barcia. 5.
ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012.
4. ROCHA FILHO, R. C.; SILVA, R. R. Introdução aos cálculos da química. São
Paulo : McGraw-Hill do Brasil, 1992.
5. SILVA, R. R.; BOCCHI, N.; ROCHA FILHO, R. C. Introdução à química
experimental. São Paulo : McGraw-Hill do Brasil, 1990.
Download
Random flashcards
paulo

2 Cartões paulonetgbi

A Jornada do Herói

6 Cartões filipe.donner

Criar flashcards