Padronização de soluções: em que consiste e exercícios - Ciência - 2023

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o padronização de solução é um processo que permite a determinação exata da concentração de uma solução. As substâncias utilizadas para esse fim são chamadas de padrões primários.

Uma solução é padronizada pelo método da titulação volumétrica (titulação), seja por técnicas clássicas ou instrumentais (potenciometria, colorimetria, etc.).

Para fazer isso, a espécie dissolvida reage com um padrão primário pesado com antecedência. Portanto, o uso de balões volumétricos é essencial para essas análises quantitativas.

Por exemplo, carbonato de sódio é um padrão primário que é usado na padronização de ácidos, incluindo o ácido clorídrico que se torna um titulante, uma vez que pode ser usado na titulação do hidróxido de sódio. Assim, a basicidade de uma amostra pode ser determinada.

Volumes do titulante são adicionados continuamente até que tenha reagido com uma concentração equivalente do analito. Isso indica que o ponto de equivalência do grau foi atingido; em outras palavras, o titulante "neutraliza" o analito completamente, transformando-o em outra espécie química.

Sabe-se quando a adição do titulante deve ser completada por meio de indicadores.O instante em que o indicador muda de cor é chamado de ponto final da titulação.

O que é padronização?

A padronização nada mais é do que a obtenção de um padrão secundário que servirá para determinações quantitativas. Como? Porque se você conhece sua concentração, pode saber qual será o analito depois de titulado.

Quando uma alta precisão é necessária na concentração das soluções, tanto a solução do titulante quanto a solução para a qual será titulado são padronizados.

As reações em que o método de titulação é usado incluem:

-Reações ácido-base. Usando o método volumétrico, a concentração de muitos ácidos e bases pode ser determinada.

-As reações de redução de óxido. As reações químicas que envolvem oxidação são amplamente utilizadas em análises volumétricas; tais como, por exemplo, determinações iodimétricas.

-As reações de precipitação. O cátion prata precipita junto com um ânion do grupo dos halogênios, como o cloro, obtendo o cloreto de prata, AgCl.

-Reações de formação de complexos, por exemplo a reação da prata com o íon cianeto.

Características dos padrões primários

As substâncias utilizadas como padrões primários devem atender a uma série de requisitos para cumprir sua função de padronização:

-Ter composição conhecida, caso contrário não se saberá exatamente quanto do padrão deve ser pesado (muito menos calcular sua concentração posterior).

-Ser estável à temperatura ambiente e suportar as temperaturas necessárias à secagem na estufa, incluindo temperaturas iguais ou superiores à temperatura de ebulição da água.

-Tem grande pureza. Em qualquer caso, as impurezas não devem exceder 0,01 a 0,02%. Além disso, as impurezas podem ser determinadas qualitativamente, o que facilitaria a remoção de possíveis interferentes nas análises (volumes errôneos de titulante utilizado, por exemplo).

-São fáceis de secar e não podem ser tão higroscópicos, ou seja, retêm água durante a secagem. Nem devem perder peso quando expostos ao ar.

- Não absorva gases que podem produzir interferências, bem como a degeneração do padrão

-Reaja rápida e estequiometricamente com o titulante reagente.

-Tem um peso equivalente alto que reduz os erros que podem ser cometidos durante a pesagem da substância.

Exemplos de padrões primários

Para padronizar as bases

-Ácido sulfossalicílico

-Ácido benzóico

-Ftalato de ácido potássio

Ácido sulfanílico

-Ácido oxálico

Para padronizar ácidos

-Trishidroximetilaminometano

-Carbonato de sódio

-Bórax (mistura de ácido bórico e borato de sódio).

-Tri-hidroximetil-aminometano (conhecido como THAM)

Para padronizar os reagentes redox

-Óxido arsenoso

-Ferro

-Dicromato de Potássio

-Cobre

Exercícios

Exercício 1

Uma quantidade de carbonato de sódio (padrão primário para ácidos) pesando 0,3542 g é dissolvida na água e titulada com uma solução de ácido clorídrico.

Para atingir o ponto de inflexão do indicador laranja de metila, adicionado à solução de carbonato de sódio, foram gastos 30,23 mL da solução de ácido clorídrico. Calcule a concentração do HCl.

Essa é a solução que vai ser padronizada, usando carbonato de sódio como padrão primário.

N / D₂CO₃ + 2 HCl => 2 NaCl + H₂O + CO₂

pEq (N / D₂CO₃ = pm / 2) (peso molecular de Na₂CO₃ = 106 g / mol)

pEq = (106 g / mol) / (2 Eq / mol)

= 53 g / Eq

No ponto de equivalência:

mEq HCl = mEq de Na₂CO₃

VHCl x N HCl = mg Na₂CO₃ / pEq N_paraCO₃

30,23 mL x N HCl = 354, mg / (53 mg / mEq)

E então limpar a normalidade do HCl, N:

30,23 mL x N HCl = 6,68 mEq

N HCl = 6,68 mEq / 30,23 mL

N HCl = 0,221 mEq / mL

Exercício 2

O ftalato de potássio (KHP) é usado para padronizar uma solução de NaOH, um padrão primário que é um sólido estável ao ar que é fácil de pesar.

1.673 gramas de ftalato de potássio são dissolvidos em 80 mL de água e são adicionadas 3 gotas de uma solução indicadora de fenolftaleína, que desenvolve uma cor rosa no ponto final da titulação.

Sabendo que a titulação KHP consome 34 mL de NaOH, qual é a sua normalidade?

Peso equivalente de ftalato de potássio = 204,22 g / Eq

No endpoint de equivalência:

Equivalentes de NaOH = Equivalentes de KHP

VNaOH x N = 1,673 g / (204,22 g / Eq)

Equivalentes KHP = 8.192 10^-3 Eq

Então:

V NaOH x N OH = 8,192 · 10^-3 Eq

E como foram usados 34 mL (0,034L), ele é substituído na equação

N NaOH = (8.192 10^-3 Eq / 0,034 L)

= 0,241 N

Exercício 3

Uma amostra de CaCO₃ puro (padrão primário) pesando 0,45 g, é dissolvido em um volume de água e, após solubilização, é completado com água a 500 mL em frasco volumétrico.

Pegue 100 mL da solução de carbonato de cálcio e coloque em um Erlenmeyer. A solução é titulada com 72 mL de ácido etilenodiaminotetracético (EDTA), usando indicador preto de eriocromo T.

Calcule a molaridade da solução AEDT

No ponto de equivalência do grau:

mmol AEDT = mmol CaCO₃

V x molaridade de EDTA = mg CaCO₃ / PM CaCO₃

Da solução de carbonato de cálcio em 500 mL foram retirados 100 mL para a titulação, ou seja, 0,09 g (um quinto de 0,45g). Portanto:

0,072 L x M EDTA = 0,09 g / 100,09 g / mol

M de AEDT = 8,99 10^-4 mol / 0,072 L

= 0,0125

Referências

Galano Jiménez A. e Rojas Hernández A. (s.f.). Substâncias padrão para padronização de ácidos e bases. [PDF]. Recuperado de: depa.fquim.unam.mx
Padronização de soluções titulantes. [PDF]. Recuperado de: ciens.ucv.ve:8080
Wikipedia. (2018). Solução padrão. Recuperado de: es.wikipedia.org
Química 104: Padronização de soluções de ácido e base. Recuperado de: chem.latech.edu
Day, R. A. e Underwood, A. L. (1989). Quantitative Analytical Chemistry. 5ª Edição. Pearson, Prentice Hall.