Preparo de solução padrão de HCl

Resumo: Primeiramente foi calculado a quantidade de Na2CO3 necessário, medindo sua massa, logo após calculou-se a quantidade de HCl em (ml) para obtermos uma solução com concentração de 0,1M de seguida procedeu-se a dissolução do carbonato de sódio adicionando água destilada, logo agitou-se até sua homogeneização em um erlenmeyer, por ultimo diluiu-se o ácido clorídrico em água destilada e titulou a solução.

Introdução

A análise quantitativa teve grande influência no desenvolvimento científico e

tecnológico na química, pois permitiu estabelecer as massas atômicas nos elementos e

conhecer a composição das diversas matérias de origem natural. Assim, as indústrias são

beneficiadas com os estudos de análises quantitativas, já que permitem a identificação de

matérias primas e controle de matérias em várias fases da sua produção, ou seja, avaliação

da qualidade do produto, dentre outros benefícios.

Nos laboratórios análise quantitativa está presente em trabalhos e estudos com

matérias primas e em todos os processos de melhoria dos padrões de qualidade dos

produtos, etc...

A titulação é o processo de adição lenta de uma solução padrão, geralmente feita com

o auxílio de uma bureta, no meio reacional para quantificar alguma propriedade. Quando

se pretende encontrar uma concentração, a titulação pode ser um meio eficaz para este

método. Onde titular é um processo analítico e, geralmente, são feitas medidas de

volumes, caracterizando as titulações volumétricas, mas em alguns casos, pode-se

monitorar a variação de outra grandeza, como a massa que é o caso das titulações

gravimétricas.

A análise gravétrica consiste na dosagem de uma substância na pesagem de outra, por

exemplo: supõem-se que se queira dosar uma solução de NaCl, para fazer a dosagem,

reage-se com uma solução adequada, no caso AgNO3, que deve ser usado em excesso,

para que todo NaCl possa reagir. Essa solução produzirá um precipitado branco (Ag+ Cl-).

Veja a equação da reação:

Na+Cl- (aq) + Ag+NO3- (aq) → Na+NO3

- (aq) + Ag+Cl-(S)

Com o conhecimento do número de mols de AgCl (precipitado) é possível saber a

quantidade de matéria do NaCl, por meio de um simples cálculo estequimétrico.

Os métodos volumétricos é um procedimento quantitativo que baseia-se ma

determinação da concentração de um constituinte de uma amostra a partir de uma reação,

em solução, deste com um reagente de concentração conhecida pela medida de quantidades

de soluções adicionadas discretamente. De maneira resumida, trata-se de determinar a

concentração de uma espécie em outra amostra a partir do volume de uma solução de

concentração conhecida (solução padrão) em quantidades necessárias para reagirem

( solução problema ). Assim quando a concentração da solução problema é determinada

tem-se a solução padronizada. O volume ou massa de reagente necessário para realizar a

titulação é determinado pela diferença ente às leituras final e inicial da bureta.

Para a preparação de uma solução padrão devem-se levar em consideração alguns

fatores, dentre os quais se podem destacar:

Fácil de secar;

Inalterável ao ar durante a pesagem( não higroscópico, não oxidável e não

afetado pelo CO2 atmosférico);

Prontamente solúvel;

Possuir uma massa molar elevada( de modo a minimizar erros de pesagem).

São exemplos dessas substâncias o carbonato de sódio (NaCO3), o hidrogenoftalato de

potássio KH(C8H4O4), oxalato de sódio NaC2O4 , cloreto de potássio KCl, dentre outros.

Esta análise requer bastante atenção, uma que a mudança de coloração pela adição do

indicador, o qual varia de cor de acordo com o meio, ou seja, ácido ou básico, o que é o

indicativo do término da titulação, daí o nome ponto de viragem. O ponto em que o

número de equivalentes-gramas de uma substância para outra é denominado ponto de

equivalência e neste ponto deve finalizar a titulação.

A titulação é o processo de adição lenta de uma solução padrão, geralmente feita com o

auxílio de uma bureta, no meio reacional para quantificar alguma propriedade. Quando se

pretende encontrar uma concentração, a titulação pode ser um meio eficaz para este

método. Onde titular é um processo analítico e, geralmente, são feitas medidas de

volumes, caracterizando as titulações volumétricas, mas em alguns casos, pode-se

monitorar a variação de outra grandeza, como a massa que é o caso das titulações

gravimétricas.

Existem fatores que podem influenciar no comportamento dos indicadores que são

eles: temperatura, força iônica, presença de solventes orgânicos e partículas coloidais.

Alguns desses efeitos, principalmente os dois últimos podem causar o deslocamento da

faixa de transição em uma ou mais unidade de pH.

Objetivo: Preparar uma solução padrão de ácido clorídrico e calcular massas e volumes

necessários para preparo de 100 ml desta solução na concentração de 0,1 mol/L.

Parte experimental:

Ácido clorídrico PA;

Pipetas volumétricas de 2 ml e 0,5ml;

3 erlenmeyers de 100ml;

2 tubos de ensaio;

Balança analítica;

1 bureta de 50ml;

Carbonato de sódio PA, anidro;

Solução indicadora vermelho de metila;

Balão volumétrico de 100ml;

Água destilada.

Procedimento: Calculou-se qual o volume de ácido clorídrico necessário para o

preparo de uma solução a 0,1M, este mesmo procedimento foi realizado com o carbonato

de sódio, sendo calculada sua massa em gramas. Após calculadas as quantidades em

gramas e ml misturou-se com água destilada. Na preparação da solução de HCl adicionou

água até a metade do balão e então pipetou-se 1ml de HCl e adicionou no balão para a

preparação da solução.

Para a preparação da solução de Na2CO3, pesou-se duas vezes a quantia de 0,1077g e

0,1090g, adicionando cada pesagem em erlenmeyer com 20ml de água. Na titulação

adicionou-se na bureta 15 ml da solução de HCl e condicionou em um erlenmeyer a

solução de carbonato sódio e acrescentou 3 gotas de vermelho de metila, verificando a

quantidade necessária de ácido para a observação do ponto de viragem. Com a outra

solução de carbonato de sódio fez-se o mesmo procedimento.

Resultados:

Cálculos para a obtenção das soluções:

Para HCl

V = 100ml

CHCl = 0,1mol/L

d= 1,19g/cm3

% m/m= 37%

37gHCl_________100g de soluç.

(a)1,1 mol de HCl________84,03ml(b)

X_____________________100ml

X= 12,02mol/L = concentração de de HCl

(a)

MMHCL= 36,5g/mol

MM=mG/n

n= mG/MM

n=37g/36,5g/mol

n= 1,01mol HCl

(b)

d= msoluç./Vsoluç.

Vsoluç.=msoluç./d

Vsoluç=100/1,19=84,03ml

Volume de HCl 2mol de HCl________1molNa2CO3

C1V1 = C2V2 2,0 x 10-3 mol de HCl ____X

0,1 x 100= 12,02 x V2 X= 1,0.10-3 x 105,99=0,1060g

V2= 0,83ml

0,1060g de Na2CO3___________99,5%

Reação: Y_______________100%

2HCLaq +Na2CO3aq → H2CO3aq + 2NaClaq Y=0,1065g

2mols de HCl ___________1mol de Na2CO3

Cálculo do número de mols do carbonato de sódio necessário parareagir com uma alíquota de 20 mL do ácido clorídrico.

VHCl = 20ml

C= n/v

0,1= n/0,020

n= 2,0 x 10-3 mol de HCl

Padronização

V= 20ml ou 0,020L Na2CO3

HCl gasto para titular = 16ml, nas duas soluções

Peso 1 = 0,1077g Na2CO3

Peso 2 = 0,1090g Na2CO3

Cálculo da quantidade de mols de ácido clorídrico necessária parao preparo de 100 mL de uma solução a 0,1 mol/L:

Considerando o nível de pureza do carbonato (99,5%), calculou-sea massa bruta necessária para a realização da reação com a alíquota do ácido

Tabela 1.0 dos resultados obtidos

Repetição Massa de

Na2CO3 (g)

Conc. De

Na2CO3(M)

Vol.HCl

gasto em

(ml)

Conc.real

do HCl

(M)

1 0,1077 0,050 16 0,125

2 0,1090 0,051 16 0,127

1 a) C=m/MM x V 1 b) C1V1=2C1V1

C= 0,1077/ 105,99 x 0,020 C1 x 16= 2 x 0,050 x 20

C= 0, 050M C1= 0,125M

2 a) C=m/MM x V 2 b) C1V1=2C1V1

C = 0, 1090/10, 99 x 0, 020 C1 x 16 = 2 x 0,051 x 20

C= 0,051M C1= 0,127M

Média:

0, 0125 + 0, 127/ 2 = 0,18M conc. real de HCl

Ao adicionar o indicar vermelho de metila na solução de carbonato de sódio verificou-se a

coloração amarelada da solução, após a titulação com 16 ml de ácido clorídrico a 0,1M

ouve mudança na coloração (vermelha). O mesmo ocorreu com a segunda titulação.

Questões

Qual o estado físico do cloreto de hidrogênio a pressão etemperatura ambientes?

R: O cloreto de hidrogênio é gasoso a temperatura e pressão ambientes.

Por que o teor de cloreto de hidrogênio não ultrapassa 37% nasolução concentrada de ácido clorídrico?

R: Porque o gás está borbulhado em meio aquoso, se sua concentração fosse mais alta, não seria possível obtê-lo liquidamente.

Quais são os cuidados que devem ser tomados ao se pipetar umasolução de ácido clorídrico?

R: Deve-se fazê-lo em uma capela, pois, ainda que borbulhado em água, parte do ácido encontra-se em estado gasoso, e seus vapores são altamente corrosivos, apresentando grande perigo para a pele e para a região ocular. Deve-se, também, utilizar um pipetador de borracha.

Por que não é conveniente que se pese o ácido clorídricoconcentrado?

R: Porque, por ser um gás borbulhado em líquido e por se altamente volátil, ele evapora facilmente; o que, obviamente, torna a medição muito imprecisa, além de ser perigoso para quem realiza a medição, visto que os vapores do ácido – como já foi dito anteriormente – são muito corrosivos.

Qual a importância de se preparar soluções?

R: Em vários processos de produção industrial são utilizadas substâncias em diferentes concentrações, por isso é sempre útil ter as soluções já prontas, na concentração desejada.

O que é um padrão primário?

R: É uma substância (geralmente sólida) com a qual será produzida uma solução de concentração exata, feita para reagir com uma solução problema a fim de testar sua concentração.

Qual a função do indicador?

R: No caso, sua função é indicar quando toda a reação que deveria ocorrerjá ocorreu, indicando que o pH da solução do titulante tornou-se ácido(no caso dessa experiência). A viragem de cor do indicador ocorrequando o ácido que cai da bureta no recipiente não tem mais com oquer reagir, fazendo a solução passar de um pH neutro-básico a um

mais ácido.

Qual a finalidade da padronização de uma solução? R: Verificar se ela está na concentração desejada.

Conclusão:Baseado nos cálculos observou-se que a concentração da solução problema

estava de acordo com esperado, portanto não houve alteração na concentração.

Referências bibliográficas:1 SKOOG, A.D, et al; GRASSI, M. Fundamentos da Química Analítica. 8 ed. São Paulo: cengage learning, 2009;2 ANDRADE, A.G.M. Atividades Experimentais. Disponível em: < http: www.pucrs.br/quimica/mateus/geralexp.htm>. Acessado em: 27/08/2010;3 INSTITUTO POLITÉCNICO DE TOMAR, Escola Superior de tecnologia. Preparação e Padronização de Soluções. Disponível em: < http: //ccmm.fc.ul.pt/vnunes/ensino/tp2.pdf>. Acessado em: 27/08/2010;4 BACCAN, N. , et al. Quimíca Analítica Elementar, 3 ed, São Paulo: Edgar Blucher e Instituto Mauá de Tecnologia.