Apostila Físico-Química - B

Apostila Físico-Química - B

(Parte 1 de 12)

Professores:
Análise Volumétrica03
Tipos de Volumetria07
Acidimetria07
Alcalimetria07
Argentometria08
Halogenetometria08
Sulfatometria08
Permanganometria08
Iodometria08
Dicromatometria08
Gravimetria09
Calor16
Caloria16
Capacidade Térmica16
Calor Específico16
Calor Sensível17
Calor Latente17
Calor de Combustão17
Sistema, Fronteira e Vizinhança19
Transformações Exotérmicas19
Transformações Endotérmicas19
Entalpia20
Equação Termoquímica e gráfico de entalpia20
Tipos de entalpia25
Entalpia de Formação25
Entalpia de Decomposição27
Entalpia de Combustão28
Entalpia de Dissolução29
Entalpia de Neutralização30
Energia de Ligação30
Lei de Hess32
Velocidade de uma reação38
Teoria da Colisão4
Formação de Complexo Ativado45
Energia de Ativação45
Fatores que influem na velocidade da reação46

TITULOMETRIA 01) Conceito

Titulometria é o ramo da Química que se preocupa em estabelecer a dosagem das soluções, vale dizer, preocupa-se em determinar a concentração de uma solução. Em Química, dosar uma solução significa determinar a sua concentração por intermédio de outra solução de concentração conhecida. O princípio básico para se determinar a concentração de uma solução consiste em estabelecer uma reação química entre essa solução e outra solução de concentração conhecida. Assim sendo, é comum a utilização dos termos solução padrão e solução problema.

Solução padrão: é a solução de que precisamos dispor e de concentração conhecida. Esta solução também recebe a denominação de solução titulada.

Solução problema: é a solução de concentração desconhecida e que se quer descobrir.

Veja bem que as duas soluções (padrão e problema) devem reagir entre si, dando um resultado que servirá de base para você concluir qual a dosagem da solução problema. Em outras palavras, analisando o resultado da reação entre a solução padrão e a solução problema, você determinará a concentração desconhecida.

Para isso, podem ser utilizados dois métodos:

(Análise volumétrica)

Esta análise baseia-se na medida dos volumes das soluções reagentes.

(Análise gravimétrica)

Esta análise baseia-se na pesagem de um dos produtos da reação.

Em termos de comparação, a análise gravimétrica oferece resultados mais exatos, porém a volumétrica leva a vantagem de ser mais rápida.

02) Análise Volumétrica

Nesta análise deve-se fazer reagir um volume conhecido da solução problema com uma solução padrão conveniente. Em seguida, determina-se com o maior rigor possível o volume da solução padrão, o qual deve ser exatamente necessário para reagir com o volume conhecido da solução problema.

Solução problemaV1 = Volume escolhido (e portanto, conhecido) para reagir com a solução padrão.

N1 = Concentração desconhecida.

Solução padrãoV2 = Volume gasto na reação com o volume escolhido da solução problema.

N2 = Concentração conhecida.

Como se trata de uma reação completa, vale o princípio da equivalência, ou seja:

como e = V . N

e1 = e2 V1 . N1 = V2 . N2

Como você vê, determina-se a concentração normal (N1) da solução problema e, a seguir, a partir dessa concentração, pode-se calcular qualquer outro tipo de concentração.

03) Como proceder na prática

Em laboratório, para se determinar o volume da solução problema e o volume gasto da solução padrão, utilizam-se frascos especiais.

1º. Passo: Colocamos a solução problema num balão volumétrico aferido, isto é, este balão apresenta um traço no gargalo, o qual indica o volume para uma determinada temperatura. Os balões mais comuns são de 250, 500 e 1000 mL. Uma vez colocada a solução problema no balão, adicionamos água destilada até que o volume atinja o traço

2º. Passo: Retiramos do balão um volume bem definido (V1) da solução problema. Esta operação é efetuada por meio de uma pipeta, ou seja, um tubo de vidro que apresenta a parte central alargada e as duas extremidades afiladas. Enchemos a pipeta com a solução problema por meio de sucção, até que a solução ultrapasse o traço de referência. Tapamos a extremidade superior com o dedo indicador e, levantando levemente o dedo, permitimos a entrada lenta de ar, até que a parte inferior da superfície curva do líquido (menisco inferior) coincida com o traço de referência.

Finalmente, escoamos a solução da pipeta em um frasco coletor (erlenmeyer): 3º. Passo: Colocamos a solução padrão numa bureta: Bureta é um tubo de vidro graduado em cm3 (ou mL) e provido de uma torneira na parte inferior:

Operação final:

Com a mão esquerda abrimos a torneira, deixando a solução padrão gotejar no erlenmeyer que contém a solução problema e, com a mão direita, ficamos agitando o erlenmeyer.

Uma vez terminada a reação entre as soluções, fechamos a torneira e lemos na bureta o volume (V2) gasto na solução padrão.

Exemplo: Calcule a normalidade da solução problema, conforme os dados:

Solução problemaV1 = 25 mL (este é o volume medido pela pipeta)
Solução padrãoV2 = 30 mL (volume gasto na reação e lido na bureta)

Resolução:

como e = V . N

e1 = e2 V1 . N1 = V2 . N2

25N1 = 30 . 0,1
N1 = 30 . 0,1N1 = 0,12 N

Como saber quando a reação terminou?

A exatidão do processo está na dependência da interrupção do contato entre as soluções, no exato momento em que a reação termina. Para isso, usamos substâncias chamadas indicadores.

Os indicadores são classificados em dois grupos: a) Auto-indicadores b) Indicadores de contato

Imagine que uma dos soluções seja formada por uma substância colorida. Pois bem, à medida que ela vai reagindo com a outra solução, essa cor vai se alterando. Então, quando a cor se alterar totalmente, isto significa que a reação terminou. Certo? Portanto, uma substância, nestas condições, é auto-indicador, pois ela constitui uma solução e, concomitantemente, funciona como indicador no término da reação.

Um exemplo típico de auto-indicador é o permanganato de potássio (KMnO4) em solução, reagindo com uma solução redutora. Isto porque o KMnO4 em solução apresenta cor violeta característica e, uma vez reduzindo, a coloração violeta desaparece, ficando a solução incolor.

Os indicadores de contato são os mais empregados. Usam-se em pequena quantidade e geralmente são adicionados na solução problema. Tais indicadores são substâncias que, colocadas na solução problema, apresentam uma coloração e quando a reação termina, essa coloração acha-se alterada. Esta mudança de cor é conhecida por viragem.

A viragem é causada por:

a) Influência do pH no meio. b) Formação de um composto colorido resultante da reação entre o indicador e um dos reage

Tabela de indicadores e suas faixas de viragem

Indicador

Viragem do Indicador (intervalo de pH)

Cor abaixo do intervalo de pH de viragem

Cor acima do intervalo de pH de viragem

Azul de Timol 1,2-2,8 Vermelha Amarela Azul de Bromofenol 3,0-4,6 Amarela Violeta-Avermelhada Vermelho Congo 3,0-5,2 Violeta-Azulada Alaranjado-Avermelhada Alaranjado de Metila 3,1-4,4 Vermelha Alaranjado-Amarelada Verde de Bromocresol 3,8-5,4 Amarela Azul Vermelho de Metila 4,4-6,2 Vermelha Alaranjado-Amarelada Vermelho de Tornassol 5,0-8,0 Vermelha Azul Vermelho de Bromofenol 5,2-6,8 Amarelo-Alaranjada Púrpura Azul de Bromotimol 6,0-7,6 Amarela Azul Vermelho de Fenol 6,8-8,2 Amarela Vermelha Vermelho Neutro 6,8-8,0 Vermelho-Azulada Alaranjado-Amarelada Vermelho de Cresol 7,0-8,8 Amarela Púrpura Azul de Timol 8,0-9,3 Amarela Azul Fenolftaleína 8,2-9,8 Incolor Violeta-Avermelhada Timolftaleína 9,3-10,5 Incolor Azul Amarelo de Alizarina 10,0-12,1 Amarelo-Clara Amarelo-Acastanhada Azul de Epsilon 1,6-13,0 Alaranjada Violeta

04) Tipos de Volumetria

Conforme a natureza da reação que se desenvolve entre a solução problema e a solução padrão, distinguem-se três tipos importantes de volumetria:

1º.Tipo: Volumetria por Neutralização

casos de volumetria por neutralização: Acidimetria e alcalimetria

São casos de volumetria em que ocorrem reações de neutralização entre um ácido e uma base. São dois os

Acidimetria: Quando a solução problema é acida e a titulação é feita com uma solução padrão básica, ou seja, é dosagem de um ácido por intermédio de uma solução titulada de uma base.

Alcalimetria: Quando a solução problema é básica e a sua titulação é realizada com uma solução padrão ácida, ou seja, é a dosagem de uma base por intermédio de uma solução titulada de um ácido.

Exemplo: 30 mL de uma solução de ácido sulfúrico (H2SO4) exigiram na sua titulação 27 mL de uma solução 0,1 N de hidróxido de sódio (NaOH). Pergunta-se:

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