IQA 243 – Química Analítica Experimental II Nome – DRE: ….. Padronização de HCl Experimento realizado em 20/04/2010
DADOS • • •
Solução de NaOH (PM = 40,00g e M = 0,0995mol/L); Solução de HCl (PM = 36,46g); Indicador fenolftaleína (8,0 – 10,0).
CÁLCULOS •
Preparo da solução de HCl a partir de uma solução concentrada a 37% e de densidade igual a 1,19g/mL: M = m / (mol * V) M = 220,15 / (36,46 * 0,5) M = 12,076mol/L
1,19g ----- 1mL 595g ----- 500mL mHCl = 0,37 * 595 mHCl = 220,15g
Mi * Vi = Mf * Vf 12,076 * V i = 0,100 * 0,5 Vi = 4,14mL
Mesmo sendo 4,14mL o volume encontrado através dos cálculos, utilizou-se 4,50mL para o experimento.
Realizando os cálculos com 4,50mL, tem-se: Mi * Vi = Mf * Vf 12,076 * 0,0045 = M f * 0,5 Mf = 0,1087mol/L Valor teórico estimado para a concentração final de HCl.
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Concentração molar de HCl
Após ser preparada, a solução de HCl foi titulada duas vezes com NaOH 0,0995mol/L, obtendo-se dois volumes não coincidentes, mas com uma diferença permitida e igual a 0,10mL, sendo o volume médio o utilizado nos cálculos.
V1 = ..,..mL e V2 = ..,..mL Vmédio = (V1 + V2) / 2 Sabendo que a reação entre HCl e NaOH é de 1 para 1, afirma-se que o número de mmoles de HCl é igual ao número de mmoles de NaOH no ponto de equivalência, expressão que permite encontrar a concentração real de HCl, já que a alíquota de ácido é conhecida e igual a 25,00mL.
nº mmoles NaOH = nº mmoles HCl V NaOH * M NaOH = VHCl * MHCl
MHCl = (Vmédio * M NaOH) / (alíquota de ácido que entra no erlenmeyer)
MHCl = .,.... mol/L
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Pontos teóricos da curva de titulação ( [HCl] = [NaOH] = 0,100M )
Como a titulação é de um ácido forte com uma base forte, o PE ocorrerá obrigatoriamente em pH igual a 7,00, pois há dissociação total das espécies iniciais e formação de um equilíbrio entre as espécies H + e OH - com H2O. Com isso, a constante de dissociação da água (K w = 1,00 * 10 -14M2) será fator determinante para encontrar a concentração dessas espécies, uma vez que o sal formado (NaCl) não sofre hidrólise. H+ + OH- = H2O K w = 1,00 * 10 -14M2 K w = [H+] * [OH-] = 1,00 * 10 -14M2 [H+]2 = 1,00 * 10 -14 [H+] = [OH-] = 1,00 * 10 -7M Para constatar a mudança de pH ao longo da adição de NaOH e poder montar o gráfico, calculou-se o pH em pontos antes do PE, no PE e depois do PE Como o ácido está no erlenmeyer e a base, na bureta, tem-se: nºmmoles ácido titulado = nºmmoles base adicionada. Portanto, considerando o volume de ácido presente no erlenmeyer igual a 25,00mL:
1. VNaOH = 0,00mL (pH determinado apenas pela presença de ácido) HCl 0,100
H+ + Cl0,100 0,100
[H+] = 0,100M
pH = 1,00 2. VNaOH = 20,00mL (5,00mL antes do PE) nºmmoles H+ iniciais = 25,00 * 0,100 = 2,50 nºmmoles OH- adicionados = 5,00 * 0,100 = 0,50 nºmmoles de H+ restantes = 2,50 – 0,50 = 2,00 [H+] = (nºmmoles de H + restantes) / (volume total) [H+] = 2,00 / 30,00 = 0,0667M
pH = 1,17 3. VNaOH = 24,90mL (0,10mL antes do PE) nºmmoles OH- adicionados = 24,90 * 0,100 = 2,49 nºmmoles de H+ restantes = 2,50 – 2,49 = 0,01 [H+] = 0,01 / 49,90 = 2,00 * 10 -4M
pH = 3,70 4. VNaOH = 25,00mL (no PE – pH proveniente da água pura) H+ + OH- = H2O
IQA 243 – Química Analítica Experimental II Nome – DRE: ….. Padronização de HCl Experimento realizado em 20/04/2010 [H+] = [OH-] = 1,00 * 10 -7M
pH = 7,00 5. VNaOH = 25,10mL (0,10mL após o PE – excesso de base forte) nºmmoles OH- em excesso = 0,10 * 0,100 = 0,01 [OH-] = 0,01 / 50,10 = 2,00 * 10 -4M pOH = 3,70 pH + pOH = 14,0 pH = 14,0 – 3,70
pH = 10,3 6. VNaOH = 40,00mL (20,00mL após o PE) nºmmoles OH- em excesso = 20,00 * 0,100 = 2,00 [OH-] = 2,00 / 65,00 = 0,0308M pOH = 1,51
pH = 12,5 CONCLUSÃO A titulação do ácido forte com a base forte, realizada de forma direta, viabilizou a padronização da solução de HCl previamente preparada. Essa titulação apresenta características específicas como variação brusca de pH (alto ∆pH) nas proximidades do ponto de equivalência, onde pH igual a 7,00 e não ocorrência de hidrólise. Quanto ao erro da titulação, pode-se afirmar que ocorre sempre que o PE for diferente do PF, podendo ser causado por inúmeros fatores. Neste procedimento, observou-se um erro na titulação, o qual acredita-se que tenha ocorrido devido ao alto poder de volatilização da solução de HCl (proveniente do borbulho do gás em água), que forneceu um resultado levemente alterado em relação ao que se esperava (0,1087mol/L). Além disso, essa solução não é solução padrão primário, não podendo ter sua concentração determinada diretamente. A interferência da fenolftaleína no pH é pouco provável porque tal indicador foi utilizado em quantidade muito baixa, tanto é que diferença entre os volumes encontrados estava dentro dos parâmetros da titulação, diferenciando em apenas 0,10mL.
BIBLIOGRAFIA ….......................
