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Lei Distribuição Nernst
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Resumo
Neste trabalho vai-se estudar a distribuio isotrmica do iodo molecular entre
duas fases lquidas imiscveis: gua e ter de petrleo, de acordo com a Lei de
Distribuio de Nernst.
Temos como objetivo determinar o coeficiente de partio de uma substncia
imiscvel.
Introduo Terica
A Lei de Distribuio de Nernst diz que se se dissolver um soluto em dois
lquidos imiscveis, a razo das concentraes do soluto nas duas fases constante, a
uma dada temperatura:
K=1
2
Esta expresso s vlida para solues diludas de solutos que no se
dissociem em qualquer um dos solventes.
A tcnica da titulao permite a determinao da concentrao de uma
soluo/amostra atravs da sua reao com outra soluo de concentrao conhecida,
chamada soluo-padro. A soluo-padro colocada numa bureta e denominada
titulante. A titulao deve ser interrompida quando a substncia de interesse, contida
na amostra, tiver sido totalmente consumida pela reao com o padro. O mtodo
mais usado para a deteo do ponto final de titulao baseado no uso de
indicadores. Um indicador pode ser um dos reagentes ou dos produtos da reao, ou
ainda uma substncia externa ao sistema, adicionada propositadamente para
modificar a aparncia do meio atravs de uma mudana de cor ou do aparecimento de
uma turvao.
A determinao da quantidade de iodo presente na fase aquosa efetuada por
titulao com uma soluo de tiossulfato de sdio de concentrao conhecida,
utilizando amido como indicador, que forma um complexo azul na presena de iodo.
O iodo uma substncia apolar, forma um dipolo induzido em gua. O ter de
petrleo um solvente orgnico, e por isso, se o juntarmos com uma soluo aquosa
de iodo, parte desse iodo vai para o ter de petrleo, havendo uma distribuio de
iodo entre a fase orgnica e a fase aquosa.
Determinando a quantidade de iodo inicialmente existente na soluo aquosa,
e a quantidade de iodo, na mesma fase aquosa, aps a adio do ter de petrleo,
pode-se obter, por subtrao, a quantidade de iodo que passou para a fase orgnica.
Parte Experimental
Material:
- Pipetas (4mL, 10mL, 20mL);
- Pompetes;
- Buretas (25mL);
- Gobelets (25mL, 50mL);
- Erlenmeyers (50mL);
- Ampola de decantao (250mL);
- Conta-gotas;
- Suportes universais.
Reagentes:
- Soluo aquosa de iodo;
- Soluo de tiossulfato de sdio 10-3M;
- Cozimento de amido;
- ter de petrleo.
Procedimento:
1. Colocou-se numa bureta a soluo de tiossulfato de sdio.
2. Colocou-se num Erlenmeyer, com o auxlio de uma pipeta, 10cm3 de soluo aquosa
de iodo. Adicionaram-se duas ou trs gotas de cozimento de amido.
3. Titulou-se a soluo aquosa de iodo e registou-se o volume de tiossulfato de sdio
gasto (V0). Repetiu-se a titulao at se obter dois valores concordantes.
4. Colocou-se numa ampola de decantao 40cm3 de soluo aquosa de iodo e
adicionaram-se 4cm3 de ter de petrleo. Tapou-se a ampola e agitou-se vrias vezes,
abrindo a torneira regularmente para aliviar a presso.
5. Colocou-se a ampola num suporte, retirou-se a tampa e deixou-se repousar at a
separao das duas fases.
6. Escoou-se parte da fase aquosa para um gobelet e retirou-se para um Erlenmeyer
10cm3 dessa soluo. Titulou-se de modo idntico ao referido nos pontos 2 e 3.
Registou-se o volume de tiossulfato de sdio gasto (V). Repetiu-se a titulao at obter
dois valores concordantes.
Resultados:
Azul - Transparente
1 volume Na2S203 gasto 5,9mL
2 volume Na2S2O3 gasto 7,70mL Concordante
3 volume Na2S2O3 gasto 7,00mL Concordante
Tabela 1 - Titulao da soluo aquosa de iodo.
Azul - Transparente
1 volume N2S203 gasto 10,9mL Concordante
2 volume N2S2O3 gasto 10,1mL Concordante
Tabela 2 - Titulao da soluo aquosa de iodo (fase aquosa).
Tratamento de Resultados
Volume mdio gasto de Na2S2O3:
X=7.70+7.0
2=7.35mL
X=10.9+10.1
2=10.5mL Este valor est errado, quando escomos parte da fase aquosa
para o gobelet e retirmos 10cm3 para o Erlenmeyer,
adicionmos mais 10cm3 da soluo aquosa de iodo inicial. Por
isso, para o segundo valor ser menor, vamos utilizar como
volume da segunda parte 3,15mL (10.5-7.35=3.15mL).
7.35-3.15=4.2mL de I2 na fase orgnica
Concentrao de Na2S2O3 10-3M
Equao qumica: I2 + 2Na2S2O3 2NaI + Na2S4O6
K=1
2
Na primeira parte do trabalho experimental gastou-se 7.35mL de Na2S2O3 na titulao.
10-3 mol 1000 mL
X 3.15mL X=3.15x10-6 mol
1 mol I2 2 mol Na2S2O3
X 3.15x10-6 mol Na2S2O3 X=1.58x10-6 mol I2
1.58x10-6 mol 10 mL
X 1000 mL X=1.58x10-4 M
Ou seja, C1=1.58x10-4 M concentrao da fase aquosa
Na segunda parte do trabalho experimental gastou-se 3.15mL de Na2S2O3 na titulao.
10-3 mol 1000 mL
X 4.2 mL X=4.2x10-6 mol
1 mol I2 2 mol Na2S2O3
X 4.2x10-6 mol Na2S2O3 X=2.1x10-6 mol I2
2.1x10-6 mol 10 mL
X 1000 mL X=2.1x10-4 M
Ou seja, C2=2.1x10-4 M concentrao da fase orgnica
K=1
2=1.58104
2.1104=0.75
Discusso
Na segunda parte da experincia, cometemos um erro, que nos fez obter
valores superiores ao esperado. Quando escomos parte da fase aquosa para o
gobelet e retirmos 10cm3 para o Erlenmeyer, adicionmos mais 10cm3 da soluo
aquosa de iodo inicial. Como o segundo valor tem de ser menor que o primeiro
utilizmos como volume da segunda parte 3,15mL (10.5-7.35=3.15mL).
O coeficiente de partio ter de petrleo-soluo aquosa de iodo 0,75. Este
valor -nos dado pela razo entre as concentraes de substncia presentes na fase
aquosa e na fase orgnica.
Concluso
A Lei de Distribuio de Nernst diz que se se dissolver um soluto em dois
lquidos imiscveis, a razo das concentraes do soluto nas duas fases constante, a
uma dada temperatura.
No nosso trabalho prtico estudmos a distribuio de um soluto em dois
lquidos imiscveis, o ter de petrleo e a soluo aquosa de iodo.
Bibliografia
Para este relatrio utilizmos apenas o protocolo experimental do 3 Trabalho
Prtico de Qumica e apontamentos tirados nas aulas.
Webgrafia
http://www.quimicamoderna.net.br/fispq/FISPQ_113661.pdf
http://pt.wikipedia.org/wiki/Tiossulfato_de_s%C3%B3dio
http://www.cpact.embrapa.br/fispq/pdf/EterdePetroleo.pdf
Todos os sites foram acessados no dia 28 de Novembro de 2013.
Anexos
Soluo Aquosa de Iodo
Frmula qumica: I2
Aparncia: Cinza metlico lustroso. Quando gasoso fica violeta.
Ponto de fuso: 114 C
Ponto de ebulio: 185 C (1013 hPa)
Frases de risco:
R 20/21-50 Nocivo por inalao e em catato com a pele;
Muito txico para os organismos aquticos.
Frases de segurana:
S 23-25-61 No respirar os vapores. Evitar o contato com os olhos.
Evitar a libertao para o ambiente.
Tiossulfato de Sdio
Frmula molecular: Na2S203
Ponto de fuso: 45-50 C (pentaidrato)
Ponto de ebulio: 185 C (1013 hPa)
Frases de risco:
R: 35 provoca queimaduras graves.
Frases de segurana:
S1/2 S 26 conservar bem trancado, manter fora do alcance das crianas.
Em caso de contato com os olhos lavar imediatamente e abundantemente
com gua e chamar o mdico.
S37/ 39 - Usar luvas adequadas e usar proteo adequada cara/olhos.
S45 - em caso de acidente ou indisposio consultar imediatamente um
mdico (se possvel mostrar-lhe o rotulo do produto.
ter de Petrleo
Frases de risco:
R11- Facilmente inflamvel.
R65 Nocivo: pode causar nos pulmes se ingerido.