A Preparação e Padronização de Soluções Ácidas

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Universidade Estadual da Paraíba Centro de Ciências e Tecnologia

Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental

Preparação e padronização de soluções ácidas

Relatório da aula prática apresentado como parte das avaliações da disciplina Análise de Águas.

Campina Grande – PB 2023

OBJETIVOS

Revisar conceitos básicos de análise titulométrica, preparar, padronizar e determinar o fator correção de soluções de ácido clorídrico (HCl).

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Uma solução é uma mistura homogênea de duas ou mais substâncias, caracterizada pelo estado em que as partículas das substâncias estão dispersas em dimensões moleculares, atômicas ou iônicas, dependendo da composição das substâncias envolvidas. Isso significa que, em uma solução, os componentes se distribuem de maneira uniforme em toda a mistura, tornando-a um sistema químico homogêneo (Nunes, et al., 2009).

As características de uma solução não são determinadas apenas pela natureza de seus componentes, mas também pela relação entre as quantidades desses componentes, ou seja, sua concentração (Matos, 2017). A concentração, segundo Matos (2017), é definida como a proporção entre a quantidade de soluto presente e o volume total da solução. Uma medida de concentração amplamente utilizada é a molaridade, que é expressa como o número de moles de soluto por litro de solução (Matos, 2017).

Quando não se dispõe do reagente na sua forma pura, como é o caso da maioria dos hidróxidos alcalinos e de alguns ácidos inorgânicos, é necessário primeiramente preparar soluções que se aproximem da molaridade desejada. Posteriormente, essas soluções são submetidas a um processo de padronização por meio de uma titulação, na qual são confrontadas com uma solução de uma substância pura de concentração rigorosamente conhecida, chamada de padrão primário (Nunes, et al., 2009).

Conforme definido por Nunes et al. (2009), um padrão primário é um composto que apresenta pureza em níveis adequados para viabilizar a criação de uma solução padrão por meio da pesagem direta da quantidade da substância, seguida pela diluição em um volume definido de solvente. A solução resultante é então classificada como uma solução padrão primária.

No entanto, de acordo com Demicheli (2015), para ser considerada uma solução padrão, diversos critérios relacionados a propriedades específicas devem ser atendidos. Estas propriedades incluem: estabilidade, uma vez que a solução não deve ser deliquescente, eflorescente ou higroscópica, não pode sofrer mudanças químicas ao ser aquecido (para poder secá-lo), deve ter massa fácil de se obter, e ser estável tanto na presença de oxigênio atmosférico quanto quando dissolvida em solvente; pureza, uma vez que o composto deve possuir uma pureza de, no mínimo, 95,5%, garantindo a precisão das análises; solubilidade, tendo em vista que deve ser facilmente solúvel em água, ácidos comuns ou bases, garantindo a homogeneidade da solução; massa molar adequada, uma vez que é preferível que o composto tenha uma alta massa molar, o que facilita a pesagem precisa, e, baixa toxicidade, tendo em vista que o padrão

primário deve apresentar o menor grau possível de toxicidade, minimizando riscos à saúde durante o manuseio.

Por sua vez, a titulação, também conhecida como volumetria, é um método de análise quantitativo que permite a determinação da quantidade de uma substância dissolvida em uma amostra, ou seja, a concentração de uma solução, por meio de uma reação química. No processo de titulação, o titulante (solução de concentração conhecida contida em uma bureta) é adicionado lentamente e com agitação ao titulado (substância de concentração desconhecida contida em um erlenmeyer) até se detectar a reação completa entre o titulante e o titulado (Nunes, et al., 2009).

A conclusão de uma titulação é identificada por meio de modificações físicas resultantes da reação entre o titulado e o titulante, ou, na maioria dos casos, pela adição de um indicador ácido-base, como fenolftaleína ou alaranjado de metila. A mudança de cor desses indicadores fornece um indicativo visual do ponto de equivalência da reação, marcando o término da titulação (Nunes, et al., 2009).

Compreendendo a estequiometria da reação, os volumes das soluções empregadas e uma das concentrações, torna-se possível determinar a outra concentração desejada. Nesse contexto, o ponto de equivalência, que é a condição em que os reagentes estão presentes nas proporções estequiométricas adequadas, pode ser alcançado controlando cuidadosamente a adição do titulante (Nunes, et al., 2009). Esse ponto de equivalência é geralmente identificado através da utilização de um reagente auxiliar denominado indicador.

Conforme supracitado, um indicador é, em sua maioria, um ácido fraco que demonstra sensibilidade a variações no pH. Exemplos notáveis de indicadores incluem a fenolftaleína e o alaranjado de metila. O alaranjado de metila é frequentemente preferido em titulações devido à sua notável mudança de coloração, apresentando vermelho em pH inferior a 3,1 e amarelo em pH superior a 4,4. Similarmente, a fenolftaleína também é amplamente utilizada em titulações devido às suas propriedades indicadoras confiáveis, apresentando-se incolor, em pH abaixo de 8,2 e rosa e rosa em pH acima de 10 (Demicheli, 2015).

Nessa perspectiva, nota-se que a preparação e padronização de soluções desempenham um papel central na química analítica desencadeando a produção de soluções com concentrações conhecidas e a validação da qualidade dos reagentes. Esses procedimentos são absolutamente críticos para garantir a confiabilidade dos resultados em análises químicas quantitativas.

A execução bem-sucedida da preparação e padronização de soluções exige um elevado grau de precisão e atenção aos detalhes. Esses processos são fundamentais em diversas

aplicações analíticas, abrangendo desde pesquisas laboratoriais até o controle de qualidade em ambientes industriais, tendo em vista que a qualidade das soluções resultantes afeta diretamente a exatidão e a confiabilidade de todo o trabalho analítico, enfatizando ainda mais sua importância central na química analítica.

Este experimento, pautado na preparação de soluções e na determinação de concentração, objetivou a revisão dos conceitos básicos de análise titulométrica, através da preparação, padronização e determinação do fator de correção de soluções de ácido clorídrico (HCl).