ATIVIDADE PRATICA - REAÇÃO DE NEUTRALIZAÇÃO ACIDO-BASE

Prévia do material em texto

ATIVIDADE PRATICA
QUIMICA E CIÊNCIA DOS MATERIAL
ATIVIDADE:
REAÇÃO DE NEUTRALIZAÇÃO ÁCIDO-BASE
NOME: LUCAS ARTUR PEREIRA
CURSO: ENG. ELETRICA
ANO: 2024
		
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO...........................................
2 DESENVOLVIMENTO................................
2.1 ETAPA 1 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA................................................
2.2 ETAPA 2 – REAÇÃO DE NEUTRALIZAÇÃO ACIDO-BASE..........................
3 CONCLUSÃO.............................................
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................
1 INTRODUÇÃO
A química e uma ciência que nos permite entender a natureza da matéria e as transformações que ocorrem ao seu redor. A partir dos conhecimentos adquiridos em sala de aula, é fundamental poder colocar em prática os aprendizados. Dessa forma, a atividade prática de Química e Ciência dos Matérias, amparada nos objetivos de compreender os critérios relacionados ás reações de neutralização em meio aquoso, realizar cálculos estequiométricos e balanceamentos de reações químicas, é uma excelente oportunidade para aplicar os conhecimentos adquiridos em uma situação real.
As reações ácido-base são de fundamental importância na química, tanto na vida cotidiana quanto na ciência. Elas são responsáveis por diversas transformações em nosso dia a dia, como a digestão dos alimentos e a limpeza de superfícies. No contexto da química, as reações ácido-base têm grande importância, pois permitem a obtenção de informações quantitativas sobre as concentrações de ácidos e bases presentes em uma solução.
Além disso, a estequiometria é um conceito essencial na química, pois nos permite determinar a quantidade de reagentes necessários para produzir uma quantidade desejada de produto. Isso é fundamental em diversos processos químicos, desde a síntese de medicamentos até a produção de alimentos e materiais. Portanto, o desenvolvimento da habilidade de realizar cálculos estequiométricos e balanceamentos de reações químicas e essencial para compreender os processos químicos de forma mais aprofundada e aplicá-los na prática.
Dessa forma, a atividade prática de Química proposta, que será realizada por meio do Laboratório Virtual ALGETEC, é uma excelente oportunidade para aplicar conhecimentos sobre reações ácido-base e estequiométrica de forma prática e desenvolver habilidades importantes para formação acadêmica e profissional.
2 DESENVOLVIMENTO
2.1 ETAPA 1 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
As reações químicas em solução aquosa são essências em diversos processos químicos e biológicos. Entre elas, destacam-se as reações ácido-base, que ocorrem quando um ácido e uma base são misturados em solução aquosa, resultando na formação de sal e água. Essas reações são importantes para a compreensão da acidez e alcalinidade de substâncias, bem como para a avaliação de processos químicos em diversos sistemas. A reação que envolve um ácido e uma base é conhecida também como reação de neutralização.
Os ácidos são substâncias que se ionizam em água para originar íons H+ e as bases são substâncias que se ionizam em água para originar íons OH-. Estas definições forma formuladas no final do século XIX pelo químico sueco Arrhenius, para classificar substâncias cujas propriedades em solução aquosa eram bem conhecidas (ROSENBERG et al., 2013).
O Método de titulação de neutralização é um procedimento utilizado para determinar a concentração de uma solução ácida ou básica através da reação química de neutralização com uma solução padrão de concentração conhecida. O objetivo da titulação de neutralização é determinado a quantidade de ácido ou base presente na solução desconhecida, usando uma solução padrão e concentração conhecida que reage completamente com a espécie a ser determinada.
O processo de titulação de neutralização envolve o uso de uma bureta para adicionar a solução padrão, conhecida como titulante, á solução desconhecida, conhecida como titulado. Um indicador é adicionado á solução titulada para ajudar a identificar quando ocorre a neutralização completa da solução. Quando a quantidade suficiente de titulante é adicionada para neutralizar completamente a solução, o ponto equivalência é atingido e o volume de titulante necessário para alcançar o ponto equivalência e registrado.
As equações químicas que reagem as reações de neutralização dependem da reação especifica que está ocorrendo. A reação geral entre um ácido e uma base é representada pela equação H+ (aq) + OH- (aq) - H2O (I), onde H+ é o íon hidrogênio, OH- é íon hidróxido e H2O é a água. Para ácidos específicos, a equação química será diferente e dependerá do ácido em questão.
Além de compreender os aspectos teóricos desses temas, é fundamental que ter uma compreensão clara dos critérios de segurança individual e coletiva em laboratórios químicos. O uso de equipamentos de proteção individual, como óculos de proteção, luvas e jalecos é obrigatório durante a realização de experimentos em laboratórios químicos. Também é importante conhecer as propriedades químicas das substâncias utilizadas e seguir corretamente os procedimentos experimentais para evitar acidentes.
2.2 ETAPA 2 – REAÇÃO DE NEUTRALIZAÇÃO ÁCIDO-BASE
No experimento realizado no laboratório virtual, será determinado a quantidade em massa de ácido acetilsalicílico (AAS) em medicamentos. Para isso, se utilizado no método de titulação de neutralização, tendo como titulante o hidróxido de sódio 0,1 mol/L padronizado e, como indicador, a fenolftaleína. Além disso, foi necessário a adição do etanol para solubilizar o AAS no Erlenmeyer.
O ácido acetilsalicílico reage com hidróxido de sódio (NaOH) segundo a equação:
C8O2H7COOH(alc/aq)+NaOH(aq)C8O2H7COONa(aq)+H2O(l)
Desse modo, é possível determinar a quantidade do ácido acetilsalicílico na amostra comercial, conhecendo o volume de hidróxido de sódio utilizado para reagir com todo o composto. Sabendo que no ponto de equivalência, o número de mols do hidróxido de sódio e igual ao número de mols do ácido acetilsalicílico (nNaOH=nAA), pode-se então, determinar a massa do composto utilizado as seguintes formulas:
nNaOH=MNaOH.VNaOH
mAA=nAA.180
Onde,
nNaOH – número de mols de hidróxido de sódio:
MNaOH – Concentração molar (mol/L) do hidróxido se sódio:
VNaOH – Volume (em litros) de hidróxido de sódio consumido na titulação:
mAA – Massa (em gramas) de ácido acetilsalicílico (AA) encontrado na amostra:
nAA – Número de mol de ácido acetilsalicílico (AA):
Em sequência, o experimento foi realizado mais de 2 vezes.
Os dados obtidos com a realização do experimento são os seguintes:
Comprimido de 450mg= massa – 0,449g, comprimido de 1000mg= massa – 0,998g, comprimido de 658,2mg = massa – 0,6582.
	TITULAÇÃO
	VOLUME DE NaOH GASTO NA TITULAÇÃO
	CONCENTRAÇÃO DE NaOH (mol/L)
	NUMERO DE mol DE NaOH
	1ª Comprimido 450mg
	17,6 ml
	0,1
	0,00176 mol de NaOH
	2ª comprimido 1000mg
	39,1 ml
	0,1
	0,00391 mol de NaOH
	3ª Comprimido aleatório 0,6582g
	25,7 ml
	0,1
	0,00257 mol de NaOH
Assim, realiza-se agora os cálculos pressupostos:
Para calcular o número de mols de hidróxido de sódio utilizado na titulação (NNaOH), podemos usar a equação:
nNaOH=MNaOH.VNaOH
Onde MNaOH é a concentração de hidróxido de sódio em mol/L e VNaOH é o volume gasto na titulação em litros.
Considerando que a concentração de hidróxido de sódio utilizada é de 0,1 mol/L, temos:
1ª titulação: NNaOH = 0,1 mol/Lx0,0176L = 0,00176 mol de NaOH
2ª titulação: NNaOH = 0,1 mol/Lx0,0391L = 0,00391 mol de NaOH
3ª titulação: NNaOH = 0,1 mol/Lx0,0257L = 0,00257 mol de NaOH
Para calcular a massa de ácido acetilsalicílico na amostra (mAA), podemos usar a equação:
mAA=nAA.180
Onde NAA é o número de mols de ácido acetilsalicílico na amostra e 180 é a massa molar do ácido acetilsalicílico em g/mol.
Para encontrar o valor de NAA, é necessário usar a equação estequiométrica da reação entre o ácido acetilsalicílico e o hidróxido de sódio:
C8O2H7COOH(alc/aq)+NaOH(aq)C8O2H7COONa(aq)+H2O(l)
A partir dessa equação, podemos ver que a proporção de mol entre o ácido acetilsalicílico e o hidróxido de sódioé 1:1. Isso significa que o número de mols de NaOH utilizado é igual ao número de mols de ácido acetilsalicílico na amostra.
Assim temos;
1ª titulação: NAA = NNaOH = 0,00176 mol
mAA = 0,00176 mol x 180 g/mol = 0,3168g
2ª titulação: NAA = NNaOH = 0,00391 mol
mAA = 0,00391 mol x 180 g/mol = 0,7038g
3ª titulação: NAA = NNaOH = 0,00257 mol
mAA = 0,00257 mol x 180 g/mol = 0,4626g
Portanto, os valores encontrados para a massa de ácido acetilsalicílico nas amostras são, respectivamente, 03168g, 0,7038g, e 0,4626g.
1 . Por que, no processo de titulometria, é importante que a reação seja rápida?
No processo de titulometria, a rapidez de reação é importante porque ela afeta diretamente a precisão e a exatidão dos resultados obtidos. Uma titulação é uma técnica que envolve a adição gradual de uma solução de titulante a uma solução de analito até que ocorra uma reação química completa. A rapidez da reação é importante porque a reação química deve ocorrer de maneira rápida e completa para que ponto final da titulação possa ser determinado com precisão. Se a reação ocorrer lentamente, pode ser difícil determinar o ponto final exato da titulação, o que pode levar a erros na determinação do teor em massa do ácido acetilsalicílico no comprimido. Além disso, se a reação não ocorrer rapidamente, é possível que ocorram reações secundarias que interferem no resultado, afetando ainda mais a precisão e exatidão do experimento. Portanto a rapidez da reação e crucial para obter resultados precisos e confiáveis na titulometria.
2 . Explique por que foi necessário acrescentar álcool etílico 99,5% ao Erlenmeyer?
A adição de álcool etílico 99,5% ao Erlenmeyer tem como objetivo aumentar a solubilidade do ácido acetilsalicílico na água destilada utilizada na preparação da solução. O ácido acetilsalicílico é pouco solúvel em água, mas é mais solúvel em álcool etílico, o que ajuda a dissolvê-lo e torna-lo mais disponível para a reação de titulação. Além disso, o álcool etílico ajuda a reduzir a formação de espuma durante a agitação da solução, o que pode interferir na precisão dos resultados da titulação.
3 . Por que, no processo de titulometria, é importante que a solução contida na bureta seja adicionada lentamente ao Erlenmeyer?
No processo de titulometria, é importante que a solução contida na bureta seja adicionada lentamente ao Erlenmeyer para garantir a precisão do resultado. Isso ocorre porque titulação é baseada em uma reação química de neutralização entre o ácido e a base. Se a solução for adicionada muito rapidamente, a reação pode ser incompleta, ou pode haver excesso de base adicionada muito lentamente, o processo de titulação pode ser prolongado, o que pode levar a erros na leitura da quantidade de solução adicionada. Portanto, a adição lenta e cuidadosa da solução da bureta é importante para garantir que a reação de neutralização seja completa e para obter resultados precisos e confiáveis.
3 CONCLUSÃO
Após a realização das atividades práticas propostas nesse portfolio, podemos afirmar que os objetivos propostos foram alcançados com êxito. Compreender os critérios relacionados as reações de neutralização em meio aquoso é essencial para diversos campos da química, desde a indústria até a pesquisa cientifica. A realização dos cálculos necessários para a determinação quantitativa de uma espécie ácido-base de concentração desconhecida é uma habilidade crucial em química analítica e pode ser aplicada em diversas áreas, como a análise de amostras ambientais.
Em conclusão, a realização dessas atividades práticas demostrou a importância dos temas abordados, bem com a relevância da química e das atividades práticas no contexto do Curso Engenharia Elétrica.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CHANG, R; GOLDSBY, K. A. Química. 11. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013.
ROSENBERG, J. L.; EPSTEIN, L. M.; KRIEGER, P. J. Química Geral. 9. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013.
SILVA, R. B.; COELHO, F. L. Fundamentos de química orgânica e inorgânica. Porto Alegre: SAGAH, 2018