Relatorio troca ionica

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Relatorio troca ionica

  1. 1. UNIVERSIDADE REGIONAL INTEGRADA DO ALTO URUGUAI E DAS MISSÕES - CAMPUS SANTO ÂNGELO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CURSO DE QUÍMICA INDUSTRIAL DISCIPLINA: FÍSICO QUÍMICA EXPERIMENTAL II Resinas de troca iônica Acadêmicas: Ariane Sabrina Denise Paveglio Professora: Zuleica Souza dos Santos Santo Ângelo, 23 de setembro de 2013.
  2. 2. 1 – OBJETIVO Determinar a capacidade de uma resina pela troca completa dos cátions e por titulação da solução obtida. 2 – INTRODUÇÃO O fenômeno de troca iônia ocorre em muitos processos naturais, como na formação de cavidades nas rochas causadas por erosão e a corrosão de estruturas metálicas. A bioquímica do corpo humano, plantas e muitos outros processos naturais dependem da troca iônica. A troca iônica ocorre quando íons de uma carga (podem ser cátions ou anions) em uma solução são trocados por quantidades equivalentes de outros íons de mesma carga liberados por um sólido, o trocador de íons. O trocador de íons pode ser um sal, um ácido ou uma base em estado sólido, que é insolúvel em água, porém hidratado. As resinas de troca iônica são polímeros que são capazes de trocar íons particulares dentro do polímero com os íons em uma solução que seja passada através dele. Esta é uma habilidade também vista em vários sistemas naturais como no solo e em células vivas que desempenham papéis importantes na forma e função da natureza. Os materiais da troca iônica são substâncias insolúveis que contêm íons fracamente ligados que podem ser trocados com outros íons das soluções que entram em contato com elas. Estas trocas ocorrem sem qualquer alteração física do material de troca iônica. As resinas de troca-iônica constituem formidável ferramenta na química moderna e podem ser utilizadas em 2 condições: · Adsorver a substância de interesse e permitir que os contaminantes passem através da coluna ou, · Adsorver os contaminantes e permitir que a substância de interesse passe através da coluna. A resina é escolhida por ser uma substância onde somente os íons desejados possuem alta afinidade. Tomando-se os cuidados para que a solução aquosa final seja de
  3. 3. pequeno volume, obtém-se uma solução com uma concentração maior dos íons do metal de valor e (idealmente) livre de íons nocivos. A transferência dos íons entre a lixívia e a resina orgânica é chamada de carregamento e a sua transferência, dessa para a solução aquosa final, de eluição. 3 – PARTE EXPERIMENTAL 3.1 – Materiais * Bastão de vidro; * Funil; * Becker; * Piseta; * Erlemeyers; * Coluna de vidro com torneira; * Bureta; * Papel indicador; 3.2 – Reagentes * Resina catiônica; * Hidróxido de sódio 0,1 e 0,01 M; * Cloreto de sódio 10%; * Indicador Fenolftaleína; Montou-se a coluna de separação, colocando no fundo lã de vidro, pesou-se 10,238 g de resina catiônica, e colocou-se cuidadosamente a resina dentro da coluna. Posteriormente umedeceu-se a mesma com 10 ml de água purificada, cobrindo completamente a resina. A água foi adicionada lentamente para não haver a formação de bolhas de ar na coluna. Logo foram numerados 5 erlenmeyers e em cada um foram adicionados 10 ml de NaCl a 10%. A resina nunca pode secar, portanto foi constantemente controlado o nível do liquido, mantendo na marca superior ao volume de resina contido na coluna. Em
  4. 4. seguida foi ajustado o fluxo da coluna com auxilio de um cronometro e uma proveta, onde foi ajustado para 1 ml por minuto. Esta primeira porção foi recolhido em um erlenmeyer, e repetido o processo por mais quatro vezes. Assim foi repetido o processo conforme representado na Tabela 01. Nº Erlenmeyer Porção x passadas na coluna 1 1ª porção Reservado 2 2ª porção Passar quatro vezes 3 3ª porção Passar três vezes 4 4ª porção Passar duas vezes 5 5ª porção Passar uma vez Tabela 01: Quantidade de vezes que as porções de NaCl à 10% passaram pela coluna. Após a passagem da ultima porção pela coluna, fez-se o teste de acidez do líquido eluente com papel indicador, e foi encontrado caráter básico na amostra. Foi passado mais duas vezes pela coluna e verificado a acidez. Mesmo com a amostra apresentando caráter básico, foi dado sequencia ao experimento conforme orientação da professora. Na etapa seguinte, juntou-se todos os líquidos que foram passados pela resina e titulou-se com NaOH 0,01M usando como indicador fenolftaleína. Foi titulada a amostra com 100 ml de NaOH 0,01M, onde observou-se que a coloração ainda não mudou, então foi alterado a concentração do NaOH para 0,1M. 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES Como resultado encontrado na titulação foram gastos 100 ml de NaOH 0,01M e 152 ml de NaOH 0,1M. A coloração final obtida foi rósea (rosa claro). 1º Calculo: O numero de equivalentes do íon sódio (Na+) Em 10 ml de cloreto de sódio a 10% foram empregados 5 vezes que perfaz 50ml. Calculado quantos equivalentes de cloreto de sódio tem em 50 ml. 10g ----- 100ml X ----- 50ml X= 5g
  5. 5. 58,5g NaCl ----- 1 eqg de Na+ 5g NaCl ----- X X= 0,08547g de NaCl inicial Isto é o que foi passado na coluna devido ter sido empregado 5 porções de 10ml da solução de NaCl. 2º Cálculo: numero de equivalentes no lixiviado, determinado pela titulação. M1 V1 = M2 V2 + M3 V3 Lixiviado bureta bureta M1= Molaridade do lixiviado V1 = 5 amostras de 10 ml totalizando 50 ml M2 = Molaridade de NaOH (0,01M) V2 = Volume gasto na titulação com NaOH (0,01M) M3 = Molaridade de NaOH (0,1M) V3 = Volume gasto na titulação com NaOH (0,1M) Resultado encontrado: M1 . 50 = 0,01. 100 + 0,1 . 152 M1 = 0,324 M 0,324 eqg/L--------- 1000 ml X --------- 50 ml X= 0,0162 3º Cálculo: numero de equivalentes retidos na resina Inicial – Final (Numero de equivalentes iniciais menos o numero de equivalentes que existe no lixiviado – conforme 2º calculo ). 0,08547 - 0,0162 = 0,06927 eqg retidos na coluna de resina 4º Cálculo: Capacidade da resina (meq/g resina) 0,06927 ----- 10g X ----- 1g X = 0,006927 eq de Na+/g de resina
  6. 6. 5 – CONCLUSÃO 6 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ATKINS, P. W. Físico-química. 6ª Ed. Vol 3 Rio de Janeiro, LTC, 1999. VOGEL. Análise química quantitativa. 6ª Ed. Rio de Janeiro, LTC, 1992. DUNCAN, J. S. Introdução à química dos colóides e de superfícies. Ed: Edgard Blucher, 1975.
  7. 7. 5 – CONCLUSÃO 6 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ATKINS, P. W. Físico-química. 6ª Ed. Vol 3 Rio de Janeiro, LTC, 1999. VOGEL. Análise química quantitativa. 6ª Ed. Rio de Janeiro, LTC, 1992. DUNCAN, J. S. Introdução à química dos colóides e de superfícies. Ed: Edgard Blucher, 1975.

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