Padronização solução aquosa diluída de ácido forte

1. Introdução.

O objetivo desta experiência foi padronizar uma solução aquosa diluída de ácido e base fortes em baixas concentrações, utilizando o método da titulação para determinar sua concentração exata.

Titulação:

No experimento foi efetuada a titulação do ácido e da base. A titulação é um método que funciona, quando com uma substância ácida de concentração desconhecida usa - se uma base de concentração conhecida para determinar a concentração do ácido. O mesmo acontece quando não se conhece a concentração da base.

A titulação é bastante utilizada em química analítica quantitativa. Trata-se de uma técnica volumétrica. Por ela, a medição dos volumes determina a concentração de uma solução utilizando outra solução, chamada de solução padrão. O objetivo da técnica é gerar uma reação entre ácido e base. O ponto de equivalência da reação é atingido quando o número de mols do ácido se iguala ao número de mols da base. O processo é feito utilizando uma bureta, um suporte universal e um erlenmeyer. Pela titulação, podemos determinar a concentração de uma solução com a adição lenta de outra solução. As duas soluções reagem rapidamente até se atingir o ponto de equivalência ou ponto final, determinado com o auxílio de um indicador.

Na titulação, a solução de concentração é chamada titulante e a concentração que se pretende determinar é chamada titulado.

As titulações podem ser classificas da seguinte forma:

Titulação de ácido-base – é aquela em que a substância química a dosar é um ácido ou uma base;

Titulação de precipitação – é utilizada quando as reações levam à formação de precipitado;

Titulação de oxidação-redução – é aquela na qual existe transferência de elétrons entre o titulante e o titulado;

Titulação de complexação – é aquela utilizada para dosar elementos que dão origem a um complexo estável.

Solução padrão:

São consideradas soluções padrão aquelas que possuem concentração exatamente conhecido. É desejável que a concentração das soluções de trabalho possa ser determinada com erro inferior a 0,1%. A preparação de uma solução requer, direta ou indiretamente, o uso de um reagente quimicamente puro e com composição perfeitamente definida. Quando o reagente com que se tem de preparar a solução é uma substância padrão primário, recorre-se à técnica direta, pesando uma fração definida ou medindo seu volume para dissolução, normalmente em solvente universal.

A solução assim obtida é uma solução padrão primário. Quando o reagente não é disponível em sua forma mais pura, como no caso da maioria dos hidróxidos alcalinos, alguns ácidos inorgânicos e várias substâncias deliquescentes; recorre-se à técnica indireta, que consiste em preparar inicialmente uma solução com concentração próxima à desejada e após, padronizá-la, isto é, determinar sua concentração exata em relação a um padrão primário adequado. A solução assim obtida será então denominada padrão secundário. As soluções padrões devem ser conservadas de maneira a manterem-se inalteradas suas concentrações, tanto quanto possível. Alas não devem ser conservadas nos balões volumétricos usados na sua preparação. Os frascos utilizados para conservar soluções padrões devem ter sidos perfeitamente limpos e não devem ser expostos à luz direta. Em nenhum caso deve fazer-se retornar ao frasco original sobras de soluções padrões utilizadas nas práticas laboratoriais.

Padrões primários:

São consideradas substâncias padrão primário somente aquelas que satisfazem os seguintes requisitos:

⦁ As substâncias devem ser de fácil obtenção, purificação, dessecação e conservação.

⦁ As impurezas devem ser facilmente identificáveis em ensaios qualitativos conhecidos.

⦁ O teor de impurezas não deve ser superior a 0,01 - 0,02%.

⦁ A substância não deve ser higroscópica ou eflorescente.

⦁ A substância deve possuir elevado Kps, de modo a formar uma solução perfeita.

⦁ A substância deve possuir elevado peso molecular.

⦁ A substância deve ser sólida.

Substância padrão secundário: São consideradas padrão secundário aquelas cujo conteúdo de substância ativa foi estabelecido por comparação com uma substância padrão primário. Podem ser usadas para padronização.

Bórax:

O bórax (Na2B4O7.10H2O) também conhecido como Borato de sódio ou Tetraborato de sódio é um mineral, um sal hidratado de sódio e ácido bórico. Facilmente solúvel em água, é frequentemente formado na natureza como evaporito. Por isso é encontrado na forma de pequenos cristais agrupados que são facilmente fragmentados, com aparência macroscópica de um pó esbranquiçado. Microscopicamente seus cristais são transparentes e de pequena dureza.

O boráx, ao ser dissolvido em água, reage com o solvente gerando uma solução aquosa de hidróxido de sódio e ácido bórico, ou seja:

Na2B4O7.10H2O(s) + H2O(l) → Na2B4O7(aq)

Na2B4O7(aq) + 7H2O(l) → 2NaOH(aq) + 4H3BO3(aq)

Indicador ácido-base:

É um corante orgânico que em solução ácida apresenta uma cor e básica outra. Nesta esperiência foi utilizado o verde de bromocresol que em pH < 3,8 tem cor amarelada e em pH > 5,4 tem cor azul. Também utilizou-se a fenolftaleína, que em pH menor que 8,2 fica incolor e em pH maior que 10 tem cor rosa.

2. Procedimento experimental.

Para a padronização foram efetuados alguns cálculos, os quais serão apresentados no seguinte item.

Para a padronização usou-se três frascos de Erlenmeyer, onde adicionou-se um pouco de água destilada. Nos frascos de Erlenmeyer colocou-se uma quantidade de bórax, que foi dissolvida totalmente na água contida no frasco. Nos Erlenmeyer, foram adicionados 3 gotas de verde de bromocresol em cada e aplicados movimentos circulares, para que o indicador fosse misturado por