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Relatorio 3 leite de magnésia

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1. INTODUÇÃO 
Titulação é o processo no qual se mede quantitativamente a capacidade de uma 
substância se combinar com out...
As soluções de padrões primários devem ser preparadas pela dissolução de uma 
massa exatamente pesada (balança analítica) ...
2. OBJETIVOS 
Padronizar soluções padrão secundário e determinar a pureza de hidróxido de magnésio em 
leite de magnésia. ...
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  1. 1. 1. INTODUÇÃO Titulação é o processo no qual se mede quantitativamente a capacidade de uma substância se combinar com outra. A titulação consiste em adicionar controladamente, por intermédio de uma bureta, uma solução (titulante) sobre outra solução (titulado) que normalmente está em um erlenmeyer até que a reação complete. Uma das soluções tem que ter a concentração exatamente conhecida e a concentração da outra solução é determinado por comparação. [1] O ponto onde ocorre o fim da reação é chamado ponto de equivalência ou ponto final teórico. O fim da titulação deve ser identificado por alguma mudança no sistema que possa ser perceptível ao olho humano ou a algum equipamento de medida. Nas titulações visuais usa-se um reagente auxiliar, o indicador, que deverá provocar uma mudança visual na solução que está sendo titulada, devido a uma reação paralela deste com o titulante. O ponto onde isto ocorre é denominado ponto final da titulação. Em uma titulação ideal o ponto final coincide com o ponto de equivalência. Na prática, no entanto, ocorre uma pequena diferença entre esses dois pontos que representa o erro da titulação. O indicador e as condições experimentais devem ser selecionados de modo que a diferença entre o ponto final e o ponto de equivalência seja tão pequena quanto possível. [1] Os métodos volumétricos podem ser classificados em diretos ou indiretos: [1] (A) Método direto ou titulação direta: por este método a espécie a ser determinada reage diretamente com a solução padrão. (b) Método indireto ou Titulação indireta ou Titulação de retorno ou Contratitulação: esse método consiste em adicionar um excesso, exatamente conhecido, da solução padrão ao analito e depois determinar a parte desse excesso que não reagiu com outra solução padrão. 1.1. Solução padrão Solução padrão é aquela cuja concentração é conhecida com grande exatidão. A exatidão da solução padrão limita a exatidão do método analítico. Padrões primários são reagentes que preenchem todos os requisitos dos reagentes analíticos além de conter uma quantidade conhecida, aproximadamente 100% da substância principal. São frequentemente preparados e purificados por métodos especiais. [2]
  2. 2. As soluções de padrões primários devem ser preparadas pela dissolução de uma massa exatamente pesada (balança analítica) do soluto em um volume definido (balão volumétrico) permitindo, assim, que a sua concentração seja exatamente calculada. O número de padrões primários é muito restrito e frequentemente tem se recorrer aos padrões secundários. [2] A concentração exata dessas soluções é determinada por comparação com soluções de padrões primários, via titulação. Essa operação é denominada padronização. Por isso, essas soluções podem ser preparadas sem muito rigor com o uso de béqueres, provetas e balanças semi-analíticas. [2]
  3. 3. 2. OBJETIVOS Padronizar soluções padrão secundário e determinar a pureza de hidróxido de magnésio em leite de magnésia. 2.1. Objetivos específicos:  Padronização da solução de ácido clorídrico;  Calcular a concentração da solução de HCl em molaridade e g/L.  Padronização da solução de hidróxido de sódio;  Calcular a concentração da solução de NaOH em molaridade e g/L.  Titulação da amostra de leite de magnésia;  Calcular a porcentagem de Mg(OH)2;  Avaliação estatística da concentração obtida experimentalmente de Mg(OH)2;
  4. 4. 3. MATERIAIS E MÉTODOS 3.1. Materiais  Garra para bureta.  Béquer de 100 ml.  Balança analítica.  Suporte Universal.  Erlenmeyer de 500 ml. 3  Espátula. Reagentes:  Ácido clorídrico (HCl);  Hidróxido de sódio (NaOH);  Bórax (Na2B4O7.10H2O);  Leite de magnésia (Phillips);  Água destilada; 3.2. Procedimento experimental: Padronização da solução de ácido clorídrico:  Pipeta volumétrica de 20 ml.  Bureta de 50 ml.  Erlenmeyer de 250 ml. 3  Proveta de 50 ml.  Bastão de vidro. 3  Papel de filtro. Pesou-se aproximadamente 2,3836 g de Bórax (Na2B4O7.10H2O) em papel vegetal e transferiu-se para um erlenmeyer. Adicionou-se 50 ml de água destilada e 2 gotas de vermelho de metila como indicador e titulou-se com uma solução de HCl (0,5 N) agitando vigorosamente após a adição. Após a mudança de coloração anotou-se o volume gasto na titulação. O procedimento foi feito em triplicata. Padronização da solução de hidróxido de sódio: Com uma pipeta volumétrica mediu-se 20 ml de HCl previamente padronizado para um erlenmeyer de 500 ml. Foi adicionado 50 ml de água destilada 2 gotas do indicador fenolftaleína e titulou-se com solução de NaOH (0,25 N) até que a cor da solução se desviasse da coloração inicial. O procedimento foi feito em triplicata. Titulação da amostra de leite de magnésia: Pesou-se aproximadamente 3,00 g da amostra de leite de magnésia numa balança analítica e transferiu-se a amostra com 50 ml de água destilada para um erlemeyer.
  5. 5. Adicionou-se posteriormente através de uma bureta, 20 ml da solução de HCl (0,5 N) para cada um dos erlenmeyers e 6 gotas do indicador vermelho de metila. Titulou-se o excesso da solução de HCl com a solução padrão de NaOH (0,25 N) até o aparecimento da coloração amarela. BURETA GARRA ERLENMEYER SUPORTE UNIVERSAL Figura 1. Representação dos procedimentos usados em uma titulação.
  6. 6. 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 4.1. Padronização da solução de ácido clorídrico: Na titulação da solução de ácido clorídrico (0,5 N) com o sal Borato de sódio ou Tetraborato de sódio (Na2B4O7.10H2O) tem-se a seguinte reação: Na2B4O7.10H2O + 2 HCl → 2 NaCl + 4 H3BO3 + 5 H2O A padronização foi realizada em triplicata e a tabela a seguir mostra as respectivas massas usadas de borato de sódio e o volume usado da solução de ácido clorídrico: Tabela 1. Dados experimentais. TITULAÇÃO Borato de sódio (g) Volume de HCl (L) 1 2,3822 0,0258 2 2,3851 0,0260 3 2,3873 0,0258 Média aritmética (2,3849±0,0026) (0,0259±0,0001) A partir dos dados estabelecidos a concentração de ácido clorídrico pode ser calculada como mostra a tabela 2 através das seguintes fórmulas: CHCl = 푁HCl 푉titulação (mol/L) 푛푁푎2퐵4푂7.10퐻2푂 = 푚푁푎2퐵4푂7.10퐻2푂 푀푀푁푎2퐵4푂7.10퐻2푂 Equação 1 Equação 2 Através da razão estequiométrica da reação ser de 2:1 tem-se: NHCl = 2x Nbórax (Equação 3) Substituindo as equações 1 e 2 na equação 3 tem-se: CHCl x VTitulação = 2 x 푚푁푎2퐵4푂7.10퐻2푂 푀푀푁푎2퐵4푂7.10퐻2푂 (Equação 4)
  7. 7. Onde: CHCl → concentração real do ácido clorídrico. V → volume usado de ácido clorídrico na titulação. m→ Massa do bórax usado. MM→ Massa molecular do bórax = 381,4 mol/L Para o cálculo da concentração de ácido clorídrico em g/L usa-se as seguintes equações: MHCl = 퐶퐻퐶푙 푀푀퐻퐶푙 (Equação 5) Onde: MHCl → concentração do ácido clorídrico em mol/L. CHCl→ concentração do ácido clorídrico em g/L. MMHCl→ massa molecular do ácido clorídrico = 36,5 mol/L. A partir das fórmulas foi possível calcular as concentrações do ácido clorídrico, cujo resultado pode ser verificado na tabela a seguir: Tabela 2. Concentração de ácido clorídrico. TITULAÇÃO Concentração de HCl (mol/L) Concentração de HCl (g/L) 1 0,4842 17,67 2 0,4810 17,55 3 0,4852 17,71 Média aritmética (0,483±0,002) (17,64±0,08) A concentração de ácido clorídrico na titulação foi de 0,483 mols/l e 17,64g/L, sendo o desvio padrão correspondente a ± 0,002 e ±0,08, determinando a precisão da solução utilizada, podendo considera-la de bom nível de precisão.
  8. 8. 4.2. Padronização do Hidróxido de sódio: Na titulação da solução de Hidróxido de sódio (NaOH) com o ácido clorídrico (HCl) tem- se a seguinte reação: NaOH + HCl → NaCl + H2O A padronização foi realizada em triplicata e a tabela a seguir mostra o volume usado de ácido clorídrico e o volume usado na titulação de hidróxido de sódio: Tabela 3. Dados Experimentais. TITULAÇÃO Volume de HCl (L) Volume de NaOH (L) 1 0,02 0,035 2 0,02 0,035 3 0,02 0,0346 Média aritmética 0,02 (0,0349±0,0002) A partir dos dados estabelecidos a concentração de ácido clorídrico pode ser calculada como mostra a tabela 4 através das seguintes fórmulas: 퐶퐻퐶푙 = 푁퐻퐶푙 푉푆표푙푢çã표 퐶푁푎푂퐻 = 푁푁푎푂퐻 푉푇푖푡푢푙푎çã표 Equação 6 Equação 7 Sendo a razão estequiométrica da reação de 1:1, tem-se: NHCl = NNaOH (Equação 8) Susbstituindo as equações 6 e 7 em 8, tem-se: 퐶푁푎푂퐻 = 퐶퐻퐶푙 푥 푉푠표푙푢çã표 푉푇푖푡푢푙푎çã표 (Equação 9) Onde: CHCl→ concentração do ácido clorídrico = 0,483 mol/L Para o cálculo da concentração de hidróxido de sódio em g/L tem-se a seguinte fórmula: MNaOH = 퐶푁푎푂퐻 푀푀푁푎푂퐻 (Equação10) Onde: MNaOH→Concentração de hidróxido de sódio em mol/L. MMNaOH→Massa molecular do hidróxido de sódio= 40mol/L.
  9. 9. A partir das fórmulas descritas, o resultado pode ser verificado na tabela a seguir: Tabela 4. Concentração de Hidróxido de sódio na titulação. Titulação Concentração de NaOH (mol/L) Concentração de NaOH (g/L) 1 0,276 11,04 2 0,276 11,04 3 0,279 11,16 Média aritmética (0,277±0,002) (11,08±0,07) A concentração do Hidróxido de sódio na titulação foi de 0,277 mols/l e 11,08 g/L, sendo o desvio padrão correspondente a ± 0,002 e ±0,07, determinando a precisão da solução utilizada, podendo considera-la de bom nível de precisão. 4.3. Titulação da amostra de leite de magnésia. Na determinação da pureza de hidróxido de magnésio contido no leite de magnésia comercial, este é titulado com solução de ácido clorídrico e posteriormente com o excesso de HCl titulou-se com a solução padrão de Hidróxido de sódio. A reação química é descrita a seguir: Mg(OH)2(s) + 2H+ (excesso) 2H2O + Mg2+ H+ (que não reagiu) + OH- (titulante) H2O A titulação foi feita em triplicata e ao final do ponto de titulação foi anotado o valor do volume de HCl consumido para efeito de otimização de resultados e realização dos cálculos. Os dados anotados podem ser verificados a seguir: Tabela 5. Dados experimentais. TITULAÇÃO Massa de Leite de Magnésia (g) Volume usado de NaOH (L) 1 3,0196 0,009 2 3,0301 0,0087 3 3,0161 0,0085
  10. 10. Média aritmética (3,022±0,007) (0,0087±0,0002) Para a obtenção da massa de Hidróxido de magnésio, usaram-se as seguintes equações: NHCl(excesso) = CHCl . VHCl (Equação 11) NHCl(restou) = CNaOH . VNaOH (Equação 12) NHCl(reagiu) = NHCl(excesso) - NHCl(restou) (Equação 13) Para o cálculo do teor de hidróxido de magnésio, usou-se a seguinte fórmula: NMg(OH)2 = 푁퐻퐶푙 (푟푒푎푔푖푢 ) 2 (Equação 14) m= NMg(OH)2 x MMMg(OH)2 (Equação 15) Teor % = mMg(OH)2 mLeite de magnésia x 100 (Equação 16) Os resultados podem ser verificados na tabela a seguir: Tabela 6. Teor de hidróxido de magnésio. TITULAÇÃO Nº de mols de Mg(OH)2 Teor de Mg(OH)2 (%) 1 0,004805 9,28 2 0,00485 9,33 3 0,00487 9,41 Média aritmética 0,00484 (9,34±0,06) Assim tirando a média aritmética do teor de hidróxido de magnésio em cada processo tem-se um teor de 9,34% de hidróxido de magnésio comercial usado. Segundo a literatura, a especificação média de hidróxido de magnésio no leite de magnésia é de 8,5% em 100 ml da solução deve conter 8,5% de hidróxido de magnésio, ou seja, 8,5g. A partir dos resultados obtidos, fez- se uma comparação do valor teórico encontrado nas embalagens de leite de magnésia com o valor encontrado durante a titulação usando
  11. 11. métodos analíticos como o Teste T de student (dados independentes) onde é feita a comparação de um resultado obtido com um valor conhecido ou verdadeiro (μ). [3] Onde o desvio se dá pela fórmula: Fazendo os devidos cálculos, acha-se o valor do desvio padrão: 0,065574. Considerando o valor médio do teor de ácido acético de 푋̅ = 9,34. Considera-se μ o valor dado como aceito ou dito como verdadeiro. Assim o valor contido na embalagem do leite de magnésia é de 8,55g é considerado o valor aceito. Substituindo os valores do desvio e do μ na fórmula do teste t chega-se a seguinte hipótese: Tcrit =4,3 (95% de confiança)  20,86 0    n s x t Como T >Tcrit , rejeita-se a hipótese nula e pode-se dizer que o teor de hidróxido de magnésio está acima do padrão dado pela legislação brasileira de 8,55% de acordo com o valor dado pelo rótulo de 1282,50 mg de Hidróxido de magnésio em 15 ml (colher de sopa).
  12. 12. 5. CONCLUSÃO A prática de titulação foi bastante proveitosa e os conceitos aprendidos em sala de aula foram bastante importantes durante a realização do experimento para a obtenção das concentrações pedidas para a padronização do ácido clorídrico e do hidróxido de sódio. Para a determinação do teor de hidróxido de magnésio no leite de magnésia resultou-se em uma porcentagem de 9,34 %±0,06, onde de acordo com o teste estatístico (Teste T) usado para comparar valor calculado com o valor aceito de 8,55% de hidróxido de magnésio, constatou-se uma diferença, resultando em uma porcentagem diferente das especificações dadas pela legislação brasileira de 1282,50 mg em 15 ml (colher de sopa) que equivale a 8,55% de hidróxido de magnésio.
  13. 13. 6. REFERÊNCIAS [1] BACCAN, N.; ANDRADE, J.C. de; GODINHO, O.E.S.; BARONE, J.S. Química Analítica Elementar. 3º edição. São Paulo: Editora Edgard Blucher, 2001. [2] MENDHAM, J.; DENNEY, R.C.; BARNES, J.D.; THOMAS, M.J.K.; Análise química quantitativa. 6º edição. Rio de Janeiro: LTC, 2002. [3] SKOOG, D. A. Princípios de Análise Instrumental. 8. ed. São Paulo: Cengage Learning, 2009.
  14. 14. ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA Disciplina: Química Analítica Experimental Prática 3: Análise do leite de magnésia Turma: EQM_T01 Prof(s). Responsável(is): Drº. Ricardo Lima Serudo Aluno: Dianna Grandal dos Santos Nota do grupo Manaus, AM 2013

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