Concentrações de ácidos e bases
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Learning Objectives
O que são ácidos e bases de Arrhenius?
Um ácido de Arrhenius é um ácido que se dissocia e produz íons de hidrogênio quando dissolvido em água, enquanto uma base de Arrhenius produz íons de hidróxido quando dissolvido em água.
O que é pH e como é calculado?
O pH é uma medida do grau de acidez ou alcalinidade de uma solução. É calculado como a base logarítmica negativa 10 da concentração de íons hidrogênio ou hidrônio na solução.
Como é determinada a resistência do ácido e da base?
A força de um ácido ou base é determinada por sua capacidade de se dissociar em seus íons conjugados na água. Ácidos e bases fortes se dissociam totalmente na água, enquanto ácidos e bases fracos não. A força do ácido é calculada usando a constante de dissociação, Ka, mas uma mais comumente referenciada é a base logarítmica negativa 10 do Ka conhecida como pKa. Quanto menor o valor de pKa, mais forte é o ácido.
O que é titulação e para que é usada?
A titulação é uma técnica usada para determinar a concentração de uma solução. Para realizar uma titulação, uma solução com uma concentração conhecida, chamada de solução padrão, é usada para determinar a concentração desconhecida de uma solução, adicionando lentamente o conhecido ao desconhecido. Para titulações ácido-base, uma solução padronizada de base é adicionada lentamente a um ácido com concentração desconhecida (ou o ácido é adicionado à base) até que a solução desconhecida seja neutralizada pela formação de sal e água, produzindo um pH neutro.
Como a concentração desconhecida de ácido é determinada a partir de uma titulação ácido-base?
À medida que a base é adicionada à concentração desconhecida de ácido, o pH é monitorado usando um corante indicador de pH. Quando o pH muda de ácido para básico, a cor do indicador de pH muda. Pouco antes deste ponto, quando a solução é neutra, a concentração de íons de hidrogênio é igual à concentração de íons de hidróxido adicionados. Com a concentração conhecida de base, a concentração de íons hidróxido também é conhecida e usada para calcular a concentração de íons hidrogênio no ácido e, por extensão, a concentração de ácido.
List of Materials
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5
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Bureta plástica de 60 mL com sistema de duas válvulas5
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Balão Erlenmeyer de 250 mL15
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cilindro graduado de 10 mL5
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Cilindro graduado de 50 mL5
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Copo de 100 mL5
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Copo de 250 mL5
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5
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Vareta de agitação de vidro5
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Suporte de anel5
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Grampo médio de 2 pinos5
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Grampo de bureta5
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pipeta de 1 mL5
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75
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Frasco de polietileno de 500 mL com tampa5
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Contador de queda5
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Acessório da sonda do sensor de pH5
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Tampão de calibração de pH 7,00-1 Dependente do tamanho do laboratório
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Tampão de calibração de pH 10,00-1 Dependente do tamanho do laboratório
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Dispositivo portátil de aquisição de dados5
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Unidade flash5
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Placa de agitação5
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Barra de agitação5
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Pellets de NaOH30 g
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14.8 M Ácido fosfórico1 mL
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Fenolftaleína0.1 g
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Etanol5 mL
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KHP20 g
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Funil de pó3
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Copo de 150 mL1
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1
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cilindro graduado de 25 mL1
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Filme de parafina1 roll
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frasco de polietileno de 125 mL2
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1
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Balão volumétrico de 25 mL1
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2
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Balão Erlenmeyer de 25 mL1
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Espátula2
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Copo de 100 mL1
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Pipeta/conta-gotas de plástico1
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Frasco conta-gotas1
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frasco de vidro de 200 mL com tampa1
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Forno1
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Pipetter1
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Barcos de pesagem (pelo menos 10)-1 Dependente do tamanho do laboratório
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Equilíbrio (pelo menos 1)-1 Dependente do tamanho do laboratório
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Água deionizada-1 Dependente do tamanho do laboratório
Lab Prep
Fonte: Smaa Koraym na Universidade Johns Hopkins, MD, EUA
- Preparação de reagentes
Aqui, mostramos a preparação laboratorial para 10 alunos trabalhando em duplas, com algum excesso. Por favor, ajuste as quantidades conforme necessário.
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Prepare 25 mL de solução de NaOH a 50% p/p. Pesar 25 g de pellets de NaOH e adicioná-los a um Erlenmeyer de 125 ml.
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Meça 25 mL de água deionizada e adicione-a ao frasco.
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Adicione uma barra de agitação magnética e misture a solução em uma placa de agitação até que a solução pareça homogênea. Depois de misturar, cobrir a abertura do balão com película de parafina. nota: A solução produz calor, portanto, deixe-a esfriar antes de manuseá-la.
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Depois de resfriado, use um funil de pó para despejar a solução em um frasco de polietileno rotulado como '50% p/p NaOH'. Armazene a solução em um armário de armazenamento corrosivo até que seja necessário.
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Prepare 25 mL de ácido fosfórico 0,5 M. Use uma pipeta volumétrica de 1 mL para medir 0,85 mL de ácido fosfórico 14,8 M e adicione-o a um balão volumétrico de 25 mL.
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Encher o balão com água deionizada até à marcação do volume. Adicione uma barra de agitação magnética e misture a solução até ficar homogênea.
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Use um funil de pó para transferir a solução para um frasco de polietileno rotulado como '0.5 M H3PO4'. Armazene a solução em um armário de armazenamento corrosivo até que seja necessário.
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Prepare 5 mL de fenolftaleína a 1%. Use uma pipeta volumétrica para transferir 2,5 mL de etanol para um frasco Erlenmeyer.
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Pesar 0,05 g de fenolftaleína e adicioná-lo ao etanol. Enxágue o barco de pesagem com etanol para transferir a fenolftaleína residual.
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Adicione uma barra de agitação e misture a solução até que a fenolftaleína se dissolva e a solução pareça homogênea.
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Adicione mais 2,5 ml de água deionizada ao balão e mexa. Assim que a solução estiver bem misturada, transfira-a para um frasco conta-gotas rotulado.
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Prepare hidrogenoftalato de potássio seco (KHP). Pesar aproximadamente 20 g de caldo KHP em um recipiente de vidro com tampa.
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Coloque o recipiente de vidro descoberto em um forno a 125 ° F para secar o KHP durante a noite.
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Quando o KHP estiver seco, feche a tampa e coloque-a na balança para esfriar.
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Certifique-se de que haja uma espátula limpa e seca, vários barcos de pesagem e um béquer de 150 mL rotulado como 'Excesso'.
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- Preparação do Laboratório
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Defina os seguintes artigos de vidro e equipamentos em cada estação de laboratório (sugerimos que os alunos trabalhem em pares):
1 bureta de vidro de 50 mL 1 bureta plástica de 60 mL com sistema de 2 válvulas 3 frascos Erlenmeyer de 250 mL 1 cilindro graduado de 10 mL 1 cilindro graduado de 50 mL 1 copo de 100 mL 1 copo de 250 mL 1 copo de 400 mL 1 Vareta de agitação de vidro 1 suporte de anel 1 Grampo médio de 2 pinos 1 braçadeira de bureta 1 pipeta de 1 mL 15 ponteiras de pipeta de 1 mL 1 frasco de polietileno de 500 mL com tampa 1 Contador de queda 1 sonda de sensor de pH 1 Placa de agitação 1 barra de agitação 1 Sistema de aquisição de dados 1 unidade flash
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