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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
FÁTIMA TIEMI YOSHIZAWA (R.A.: 594920)
GABRIELA SOUZA SILVA (R.A.: 594881)
PREPARAÇÃO DE SOLUÇÕES DILUÍDAS
DE ÁCIDOS E BASES FORTES
Relatório de experiência apresentado a
disciplina de Química Experimental
Geral 070181C.
Professor: Marco A. B. Ferreira
SÃO CARLOS
2014
SUMÁRIO
1. Introdução ................................................................................................... 3
2. Procedimento Experimental ........................................................................ 3
3. Resultados e Discussão .............................................................................. 4
3.1 Cálculos prévios .................................................................................... 4
3.1.01 Hidróxido de sódio (NaOH) .............................................................. 4
3.1.02 Ácido clorídrico (HCl) ....................................................................... 5
3.2 Resultados ............................................................................................ 5
3.2.01 Solução diluída de hidróxido de sódio (NaOH) ................................ 5
3.2.02 Solução diluída de ácido clorídrico (HCl) ......................................... 7
4. Conclusões ................................................................................................. 8
5. Referências Bibliográficas ........................................................................... 9
3
PREPARAÇÃO DE SOLUÇÕES DILUÍDAS DE ÁCIDOS E BASES FORTES
1. INTRODUÇÃO
O experimento teve como objetivo a preparação de solução aquosa diluída de
baixa concentração de um ácido, e a preparação de solução aquosa diluída de uma
base, a partir de um soluto sólido. O método utilizado foi baseado através de cálculos
para determinação das quantidades e volumes a serem utilizados para preparação
das soluções, observações e anotações dos relatos ocorridos.
2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
O experimento foi realizado em laboratório no dia 9 de abril de 2014, por volta das
14h30, sob temperatura aproximada de 25ºC.
Foram calculadas a massa de soluto necessária, e o volume de solução
concentrada em estoque, para então iniciar os procedimentos deste experimento,
utilizando-se de conhecimentos de molaridade, título e concentração de soluções.
Após os cálculos, com o auxílio de uma balança eletrônica com fundo de escala
em miligrama, foi pesado 1,553 ± 0,001 g de soluto sólido de hidróxido de sódio
(NaOH). Este soluto sólido foi adicionado a um béquer contendo cerca de 12 mL de
água destilada. Com a ajuda de um bastão de vidro, foi feita a dissolução do sólido. A
partir do momento que esta dissolução, após desprender calor, retornou à temperatura
ambiente, foi transferida para o balão volumétrico de 25 mL, com o auxílio de um funil,
uma pisseta contendo água destilada e um conta-gotas para completar o volume
demarcado pelo traço de referência. Em seguida, após fechá-lo, agitou-se o balão
para homogeneizar a solução.
Desta solução, foram retirados 15 mL com o uso de uma pipeta volumétrica e uma
pêra de sucção e inseridos no balão volumétrico de 250mL. A água destilada de
enxágue do béquer e do funil foram adicionadas a este balão, que depois foi
completado com água destilada, com um frasco lavador e um conta-gotas, até o
menisco tangenciar a marca em seu pescoço, o que corresponde ao seu volume
nominal (250mL). Os 10mL restantes da solução de 25mL foram despejados em
frascos específicos, próprios para o descarte. O balão volumétrico foi agitado para
homogeneização, e transferido para um frasco de polietileno com auxílio de um funil,
devidamente etiquetado para identificação, detalhando a solução e a sua
concentração. O balão foi enxaguado três vezes com água de torneira, e duas vezes
com água destilada.
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Feita a preparação da solução aquosa de base, iniciou-se a preparação da solução
aquosa de ácido. O volume calculado de ácido foi retirado do frasco de HCl (w = 37%
e μ = 1,19 g/mL). Esta retirada foi feita primeiramente a partir da transferência de ácido
para um béquer, e deste para a pipeta graduada, com o auxílio de um pipetador (pêra
de sucção). Esta quantidade foi transferida para um béquer já contendo água
destilada. Após desprendimento de calor, e já em temperatura ambiente, o ácido foi
transferido para o balão volumétrico de 25 mL com o auxílio de um funil, completado
com água destilada com ajuda da pisseta e de um conta-gotas. Desta solução, com
uma pipeta volumétrica e um pipetador de borracha, foram retirados 15mL e
transferidos para o balão volumétrico de 250mL. A água destilada de enxágue do
béquer e do funil foram adicionadas ao balão volumétrico (250 mL), que depois foi
completado de água destilada, com um frasco lavador e um conta-gotas, até atingir
sua marca nominal. Então, este balão foi agitado para homogeneização, e o conteúdo
transferido para um frasco de polietileno, devidamente etiquetado para identificação,
descrevendo a natureza da solução e sua concentração.
Após o termino da preparação das soluções aquosas, os equipamentos foram
enxaguados com água de torneira e água destilada e secos, para que assim
pudessem ser utilizados para outros experimentos.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 CÁLCULOS PRÉVIOS
3.1.01 Hidróxido de sódio (NaOH)
Para a realização da diluição da base, foi necessária a mensuração – por meio
de cálculos – da massa do soluto sólido. Como desejava-se preparar uma solução
com concentração de 1,50 mol/L em 25 mL, tem-se:
1 L de solução - 1,500 mol de NaOH
0,025 L de solução - x
x = 0,038 mol de NaOH
Como a massa molar do hidróxido de sódio é de 40 g, tem-se:
1 mol de NaOH - 40 g
0,038 mol de NaOH - x
x = 1,5 g de NaOH sólido
5
3.1.02 Ácido clorídrico (HCl)
Ao contrário do hidróxido de sódio, o ácido clorídrico – a temperatura ambiente
– encontra-se em estado gasoso. Em função disso, para a realização do experimento,
utilizou-se uma solução concentrada de HCl em estoque de título 37% e densidade
1,19 mg/mL, em estado líquido, facilitando a execução da atividade.
Para a preparação de uma solução com concentração de 2,00 mol/L em 25 mL,
tem-se:
1 L de solução - 2 mols de HCl
0,025 L de solução - x
x = 0,050 mol de HCl
Como a massa molar do ácido clorídrico é de 36,5 g, tem-se:
1 mol de HCl - 36,5 g
0,050 mol de HCl - x
x = 1,82(5) g de HCl
Visto que o título da solução em estoque é de 37%, tem-se:
37 g de HCl - 100 g de solução
1,82(5) g de HCl - x
x = 4,9(32) g de solução
Por fim, sabendo que a densidade da solução concentrada empregada é de
1,19 g/mL, tem-se:
1,19 g de solução - 1 mL de solução
4,9(32) g de solução - x
x = 4,14(5) mL de solução concentrada em estoque
3.2 RESULTADOS
3.2.01 Solução diluída de hidróxido de sódio (NaOH)
Apesar de ter sido calculada uma massa de 1,5 g de hidróxido de sódio para
ser utilizada, foram utilizados 1,553 ± 0,001 g da base devido a imprecisão no depósito
do sólido na balança eletrônica. Como há desprendimento de calor na reação da base
com a água, depositou-se o soluto em um béquer com aproximadamente 12 mL de
água destilada e – com a ajuda de um bastão de vidro – dissolveu-se a solução.
NaOH (s) + H2O (l) → Na+(aq) + OH-
(aq)1
1 Por ser uma base forte, a cada 100 moléculas de hidróxido de sódio colocadas em água, quase 100 delas se ionizam em íons.
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Após o resfriamento da solução para temperatura ambiente, colocou-se a
solução preparada em um balão volumétrico de 25 mL com o auxílio de um funil.
Depois, utilizando a pisseta e um conta-gotas preencheu-se o balão até o seu traço
de referência com água destilada, conforme detalhado no procedimento experimental.
É importante ressaltar que:
É preciso esperar que a solução dissolvida no béquer resfrie, pois os
balões volumétricos em geral são calibrados a uma temperatura de 20ºC
para evitar maiores erros de leitura. Já o béquer é confeccionado com
vidro pirex, resistente a altas temperaturas, mas sem uma gradação
precisa.
Coloca-se um volume de água destilada um pouco menor no béquer do
que os 25 mL para adicionar-se a água da lavagem do funil e devido a
gradação duvidosa do béquer.
Mesmo com uma medição mais confiável, o balão volumétrico ainda
apresenta margem de erro: ± 0,04 mL (Erelativo: 0,16%).
A leitura é feita considerando o nível em que o menisco tangencia
inferiormente o traço de referência.
Após a homogeneização, é transferido um volume de 15 mL desta solução para
um balão volumétrico de 250 mL, com auxílio de uma pipeta volumétrica de 15 mL
e um pipetador.
No caso, a pipeta apresenta margem de erro de ± 0,030 mL (Erelativo =
0,2%).
A pipeta, tal qual o balão volumétrico, também é calibrada para a
temperatura de 20°C, de forma a reduzir possíveis erros decorrentes da
dilatação da vidraria.
Depois, completa-se o restante do volume de 250 mL do balão volumétrico
com água destilada, seguindo o procedimento descrito anteriormente. Em
função disso, houve uma mudança de concentração da solução. Como
transferimos apenas parte da solução preparada, isto é, 15 mL dos 25 mL
originais a uma concentração de 1,5 mol/L, tinha-se:
25 mL - 0,038 mol de NaOH
15 mL - x
x = 0,022(8) mol de NaOH nos 15 mL retirados pela pipeta
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Ao transferir estes 0,022(8) mol de hidróxido de sódio para o balão de 250 mL,
a concentração final será de:
𝐶𝑓 = 𝑛
𝑉
𝐶𝑓 = 0,022(8)
0,250
Cf = 0,091(2) mol/L
No caso descrito não é possível utilizar-se da fórmula CiVi = CfVf, pois a
quantidade de matéria do soluto não permaneceu constante, uma vez que transferiu-
se apenas uma parte dela.
3.2.02 Solução diluída de ácido clorídrico (HCl)
Para a execução do segundo experimento, colocamos cerca de 15 mL de água
destilada em um béquer. Em seguida, com o auxílio de uma pipeta graduada,
adicionamos ao béquer 4 mL da solução concentrada em estoque de HCl.
É importante salientar que:
Por tratar-se de uma reação extremamente exotérmica, é essencial
que se adicione o ácido clorídrico a água destilada e não ao contrário,
pois desta última forma, a solução pode ferver e espirrar em direção
a pessoa que está manuseando a solução.
Apesar da pipeta ser graduada de em medidas de 0,1 mL, por ter
medida máxima de 4 mL, optou-se por recolher somente este volume
ao invés de 4,1 mL, mais próximo do calculado, por não haver uma
gradação bem definida.
Mesmo em solução concentrada de 37% de título, o ácido clorídrico
foi manuseado com cautela: o procedimento com a pipeta e o béquer
foi completamente realizado na “capela”.
Como a reação:
HCl(aq) + H2O(l) → H3O+(aq) + Cl-(aq)
É exotérmica, é preciso aguardar a temperatura da solução retornar a temperatura
ambiente ainda no béquer antes de transferir para o balão volumétrico, conforme
mencionado anteriormente.
A seguir, deve se proceder tal qual no caso da solução básica.
Assim como no caso anterior, a concentração final da solução no balão
volumétrico de 250 mL é diferente da encontrada no balão menor (de 25 mL). Como
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transferimos apenas parte da solução preparada, isto é, 15 mL dos 25 mL originais a
uma concentração de 2,0 mol/L, tinha-se:
25 mL - 0,050 mol de HCl
15 mL - x
x = 0,03(0) mol de HCl nos 15 mL retirados pela pipeta
Ao transferir estes 0,03(0) mol de ácido clorídrico para o balão de 250 mL, a
concentração final será de:
𝐶𝑓 = 𝑛
𝑉
𝐶𝑓 = 0,03(0)
0,250
Cf = 0,12(0) mol/L
No caso descrito não é possível utilizar-se da fórmula CiVi = CfVf, pois a
quantidade de matéria do soluto não permaneceu constante, uma vez que transferiu-
se apenas uma parte dela.
4. CONCLUSÕES
Mesmo com os devidos cuidados e precauções, as concentrações encontradas
por cálculos não coincidem exatamente com as reais concentrações das soluções
diluídas.
Além das possíveis margens para variação previstas pelas próprias margens
de erro dos equipamentos, a provável dilatação – ainda que pequena – da vidraria
quanto a temperatura e a propagação de erros quanto maior os fatores de diluição,
consideram-se possíveis erros sistemáticos:
Leituras de gradação errôneas quanto a posição do menisco nos balões
volumétricos e nas pipetas;
Transferência imprecisa devido a inexperiência com o uso do pipetador de
borracha;
Resquícios da solução na vidraria – mesmo depois de submetidos ao enxague
com água destilada.
Esta gama de fatores podem ter sido fontes de erro na determinação precisa
das soluções. Em função disso, as soluções preparadas precisam ser
padronizadas e submetidas a outras análises quantitativas, como a titulação, para
maior exatidão.
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5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
DUFFUS, J.; WORTH, H. The Science of Chemical Safety: Essential Toxicology.
Genebra: IUPAC Educators’ Resource Material. Disponível em: <
http://www.iupac.org/fileadmin/user_upload/publications/cd/Chemical-
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FELTRE, R. Soluções. Química: Físico-Química. 6 ed. São Paulo: Moderna, 2004.
p. 16 – 51.
MAGALHÃES, W. F.; MOREIRA, D. F. Calculando as incertezas de diluição nas
concentrações das soluções padrão usadas na calibração de um instrumento de
medição analítica. Revista Analytica: Fevereiro/Março de 2008. Belo Horizonte:
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MESSERSCHMIDT; OLIVEIRA; PAWLOWSKY; SÁ; SIERAKOWSKI; SUGA.
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http://www.quimica.ufpr.br/nunesgg/CQ031_Biotec/Experimentos%20de%20Quimica
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