UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA“JÚLIO DE MESQUITA FILHO”

Campus Rio Claro

RELATÓRIO DE QUÍMICA

Guilherme Emídio Horta Nogueira

Experimento 5 - Produto de Solubilidade

Prof. Dr.. Edério D. BidoiaRio Claro

2009

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Objetivo

O experimento desenvolvido nessa aula teve como objetivo entender a relação entre solubilidade molar e produto de solubilidade. Teve também como objetivo medir a solubilidade molar do iodato de cálcio em água pura para que fosse determinados seu produto de solubilidade e verificar o efeito de íon comum.

Introdução

É importante ressaltar a distinção entre solubilidade e produto de solubilidade. Solubilidade de um sal é a menor quantidade desta substância que pode ser dissolvida em uma dada quantidade de solvente para que tenhamos uma solução saturada. Produto de solubilidade é o produto das concentrações molares dos íons na solução saturada. A constante de produto de solubilidade, Kps, é denominada constante de equilíbrio porque é igual a um produto de concentração e o sistema está em equilíbrio de solubilidade.

O produto de solubilidade Kps, pode ser escrito como o quociente das concentrações dos reagentes pela concentração dos produtos:

aA + bB = cC + dD ; o produto Kps será dado por: Kps = [C] c [D] d [A]a[B]b

Material Utilizado

Produto Químico

Tiossulfato de Sódio – concentração 0,05 M Iodeto de Potássio sólido Solução de HCl – concentração 1,0 M Solução 0,1% de amido Solução aquosa saturada de Iodato de Cálcio Solução aquosa saturada de Iodato de Potássio

Outros Materiais

Bureta de 50 ml Pipeta volumétrica Pipetador Garra para bureta Haste metálica Termômetro Balança eletrônica

Procedimento Experimental

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Parte A. Padronização da solução de tiossulfato de sódio.Foi enchido a bureta com a solução padrão de tiossulfato de sódio e anotado o valor

inicial do volume. Foram colocados 50 ml de água em um erlenmeyer de 250 ml e adicionado 0,5 g de KI (iodeto de potássio sólido) agitado suavemente até o sólido ter dissolvido e anotado a temperatura da solução saturada de iodato de cálcio. Foi adicionado 10 ml de HCl de concentração 1 M e em seguida utilizando-se de uma pipeta volumétrica, foi adicionado 10 ml de KIO3 de concentração 0,01M no erlenmeyer. Logo após, rapidamente, foi titulados a solução com o tiossulfato contido na bureta até a solução adquirir cor amarela. Neste ponto, foi adicionado 5 ml da solução 0,1% de amido, o que gerou uma cor azul escuro para a solução e continuo-se a titulação até a solução adquirir uma cor límpida e foi anotado a medida da bureta. Esse processo foi repetido duas vezes.

Parte B. Solubilidade Molar do Ca(IO3)2 em Água Pura.Foi utilizado o mesmo procedimento descrito na parte A, mas foi substituída a

amostra de Ca(IO3)2 de concentração 0,01 M por amostra de 10 ml de solução de iodato de potássio saturada. Esse processo foi refeito duas vezes.

Parte C. A solubilidade Molar do Iodato de Cálcio em Iodato de Potássio 0.01MFoi utilizado o mesmo procedimento descrito na parte B, titulando duas amostras de

10 ml de solução saturada de Ca(IO3)2 em 20 ml deKIO3 de concentração 0,01 M mais 30 ml de água. Foi anotada a temperatura assim como o volume inicial. Esse procedimento foi feito duas vezes.

Resultados Experimentais

Parte A do experimento

Na tabela 1 é mostrado o valor obtido na padronização da Solução de Tiossulfato de Sódio. Em seguida é apresentado o dado para o cálculo da concentração de Na2S2O3. Para cálculo das concentrações, foi utilizado a fórmula:

(V S2O3-2).[ S2O3

-2].( 1mol IO -3 ) V IO-3 6 mol S2O3

-2

Tabela 1

Concentração da Solução de KIO3: 0,01M

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Titulação 1 Titulação 2Volume de KIO3 10 ml 10 mlMassa de KI sólido 0,500 g 0,499 g

Volume do TitulanteInicial 0 ml 0 mlFinal 12 ml 12,1 ml

Variação de Volume 12 ml 12,1 ml

Calculo para a concentração de Na2S2O3:

Pela fórmula:[IO3] = (V S2O3

-2).[ S2O3-2].( 1mol IO -3 )

V IO-3 6 mol S2O3-2

Isolando a concentração de tiossulfato:0,01 = (0,012/0,010).[ S2O3

-2](1/6)[S2O3

-2] = 0,01/0,192 => 0,05208

Parte B do experimento

Na tabela 2 é mostrado os valores obtidos sobre a solubilidade molar do iodato de potássio em água pura. Em seguida os cálculos para concentração de IO3

- , cálculo da solubilidade molar do potássio em água pura a partir do valor médio da concentração de IO3

-. Por fim, o calculo do Kps da solução saturada de potássio em água.

Tabela 2

Temperatura da solução saturada de Ca(IO3)2: 20 ºCTitulação 1 Titulação 2

Volume do Ca(IO3)2 10 ml 10 mlMassa de KI sólido 0,497 g 0,499 g

Volume do TitulanteInicial 0 ml 0 ml Final 16,4 ml 16,7 ml

Variação de Volume 16,4 ml 16,7 ml

Concentração de IO3- para cada uma das titulações

Titulação 1[IO3] = (0,0164/0,010) . 0,05208 . 1/6[IO3] = 0,01423

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Titulação 2 [IO3] = (0,0167/0,010) . 0,05208 . 1/6[IO3] = 0,01449

Valor Médio: 0,01436 M________________________________________________________________________________________Calculo da Solubilidade Molar do Ca(IO3)2 em água pura a partir do valor médio da concentração de IO3

-

Ca(IO3)2 _____ Ca+2 + IO3

-

[Ca+2] = S S = [IO3-]/2

[IO3-] = 2S S = 0,00715 ou 7,15 x 10-3 mol/L

Solubilidade Molar: 7,15 x 10-3 mol/L_________________________________________________________________________Calculo do produto de solubilidade, Kps, da solução saturada de potássio em águaPela formula: Kps = S(2S)2

Kps = 4S3 = 4 (7 x 10 –3)3

Kps = 1,462 x 10-6

Parte C do experimento

Na tabela 3 estão os resultados sobre a solubilidade molar do Iodato de Cálcio em Iodato de potássio 0,01 M. É apresentado os valores dos volumes utilizado na experiência, em seguida, para cada titulação, é feito os cálculos da concentração de IO3

- e a partir do valor médio dessas duas titulações, é obtido a concentração do íon proveniente do Ca(IO3)2,

obtido subtraindo a concentração do íon iodato de potássio da concentração total e a solubilidade molar do Ca(IO3)2 em solução de KIO3 de concentração 0.01 M

Tabela 3

Temperatura da solução saturada de iodato de cálcio: 21 ºC.Titulação 1 Titulação 2

Volume de Ca(IO3)2 10 ml 10 ml Volume do Titulante

Inicial 0 ml 0 mlFinal 40,2 ml 40 ml

Variação de Volume 40,2 ml 40 ml

Cálculo da concentração de IO3- e o valor médio das concentrações:

Titulação 1[IO3] = 0,0402 . 0,05208 . 1/6 *10 ml de Ca(IO3)2

0,030* 20 ml de K IO3

[IO3] = 0,0116312

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Titulação 2 [IO3] = 0,040 . 0,05208 . 1/6 *10 ml de Ca(IO3)2

0,030* 20 ml de K IO3

[IO3] = 0,01157Valor Médio: 0,0116006 M

________________________________________________________________________________________Concentração do íon proveniente do Ca(IO3)2, obtido subtraindo a média da concentração do íon iodato de potássio da concentração total.

Concentração Total de IO3- 0,0116 M

Concentração de IO3- proveniente do KIO3 0,0174 M

Concentração de IO3- proveniente do Ca(IO3)2 dissolvido 0,0348 M

Cálculo da Solubilidade Molar do Ca(IO3)2 em solução de KIO3 de concentração 0.01 MPela formula:

[IO3] = 0,01 + 2S0,0174 = 0,01 +2SS = 3,85 x 10-3

Questões Gerais

1) Compare a solubilidade molar do Ca(IO3)2 em solução de KIO3 0,01 M com a solubilidade molar em água pura determinada na etapa B. A diferença observada é consistente com o principio de Le Châtelier? Explique

Sim, pois há um desequilíbrio na concentração dos produtos Em água pura: Ca(IO3)2

______ Ca2+

+ 2IO3-

Em KIO3: Ca(IO3)2 + KIO3 ______

Ca2+ + 3 IO3

-

Logo, em KIO3 vai produzir mais IO3- e a reação vai deslocar-se para a esquerda.

2) Calcule o produto de solubilidade para uma solução saturada de iodato de cálcio em solução de KIO3 0,01 M.

Pela fórmula:Kps = S(0,01 + 2S)2

Kps = 3,85 x 10-3 {0,01 + 2.( 3,85 x 10-3)}2

Kps = 1,206 x 10-6

Conclusão

Pode-se concluir com esse experimento que é possível calcular o produto de solubilidade a partir de dados coletados experimentalmente em laboratório. Provamos regras da química impostas a muitos anos atrás, mas que tem fundamental importância até

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hoje em diversas áreas do conhecimento, como por exemplo biologia, medicina ou bioquímica. Esse experimento empenhou o aluno a conhecer equações de certa forma simples, mas de fundamental importância no estudo da química.

Referências Bibliográficas

Motheo, A.J. – Laboratório de Química Geral I, Roteiro de aulas práticasUSP Instituto de Física e Química de São Carlos, Departamento de Físico –

Química (1991)

Feltre, R – Química/Ricardo Feltre – 5ª edição – São Paulo; Ed moderna, 2000.

Russel, J.B. – Química Geral - volume 2Tradução G.Vicentini e outros. Editora McGraw-Hill (1982)

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