APOSTILA DE QUIMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA

UNIVERSIDADE CATLICA DE GOIS Departamento de Matemtica e Fsica Coordenao de Qumica

EXPERINCIAS DE LABORATRIOem

Qumica Analtica Quantitativa MAF 1860

Autora: Profa. Dra. Adlia Maria Lima da Silva

Agosto de 2006

Qumica Analtica Quantitativa

Prefcio

Prefcio

Este manual de Qumica Analtica Quantitativa apresenta as aulas experimentais destinadas aos alunos de Licenciatura em Qumica. Tem por objetivo auxiliar e possibilitar ao aluno uma situao de maior aproveitamento. O trabalho que se realiza em um curso prtico requer, alm de grande dedicao e interesse, muito cuidado e ateno. Para melhor aprendizagem, torna-se necessrio o aproveitamento substancial do tempo. O volume de informaes enorme e a quantidade de conceitos muito grande. A medida em que as aulas ocorrem, procure fixar muito bem os conceitos bsicos, deixando-os cada vez mais solidificados e vivos na memria; isto lhe dar mais segurana e uma maior capacidade de raciocnio. Com certeza, quando um aluno consegue entender e assimilar claramente os fundamentos tericos de uma anlise qumica, se sentir mais firme, hbil e determinado para realizar um experimento analtico. O tempo de laboratrio importantssimo, quanto mais, melhor. Tenha sempre presente que a Qumica uma cincia experimental, por isso aproveite ao mximo o tempo de laboratrio. Anote tudo o que observar e procure representar por meio de equaes de reao todos os fenmenos qumicos processados. Reserve um tempo para estudar e explore a literatura.

A autora

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Sumrio

1 Sumrio

AulasInstrues para o Trabalho de Laboratrio.............................................................. Aferio de materiais pipetas.................................... volumtricos: calibrao de

Pgin a4 5 11 16 19 22 25 28 32 35 38 41 45

Preparao e padronizao de soluo de NaOH 0,1 mol/L.................................. Determinao da acidez no vinagre........................................................................... Preparao e padronizao de soluo de HCl 0,1 mol/L....................................... Determinao da pureza da soda custica................................................................ Determinao da dureza da gua............................................................................... Determinao de clcio no leite em p...................................................................... Preparao e padronizao de soluo de KMnO4 0,02 mol/L.............................. Determinao do perxido de hidrognio na gua oxigenada comercial............ Preparao e padronizao de soluo de AgNO3 0,02 mol/L.............................. Determinao de cloreto em amostras de gua........................................................ Anlise Gravimtrica........................................................................................

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Sumrio

............

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Instrues para o Trabalho de Laboratrio

11. Introduo

Instrues para o Trabalho de Laboratrio

Mesmo que outras disciplinas de laboratrio do curso tenham apresentado e discutido as normas e fornecido esclarecimento sobre o trabalho prtico, convm relembrar alguns itens importantes assim como mencionar aqueles de carter especfico. 1. adequado o uso de culos de segurana durante todo o tempo de permanncia no laboratrio. 2. Evitar usar lentes de contato. 3. indispensvel o uso do jaleco de algodo. 4. Os alunos devem trajar calas compridas, sapatos fechados e se necessrio cabelos presos. 5. Caso o aluno no esteja trajado de forma adequada, o mesmo no poder permanecer e realizar os experimentos. No haver reposio das aulas perdidas. 6. O laboratrio um lugar de trabalho srio. Evite conversas desnecessrias e qualquer tipo de brincadeira. 7. O trabalho de laboratrio ser em dupla. Antes de iniciar e aps trmino dos experimentos mantenha sempre limpa a aparelhagem e a bancada de trabalho. 8. Estude com ateno os experimentos antes de execut-los, registrando na apostila de laboratrio as suas observaes e concluses. 9. As lavagens das vidrarias so de responsabilidade da equipe. Lave com gua e sabo. No final passe gua destilada. 10. Todas as operaes nas quais ocorre desprendimento de gases txicos (evaporaes de solues cidas, amoniacais, etc.) devem ser efetuadas na capela. 11. Ao observar o cheiro de uma substncia no se deve colocar o rosto diretamente sobre o frasco que a contm. Deve-se abanar com a mo por cima do frasco aberto, na sua direo, para poder cheirar os vapores. 12. Na preparao ou diluio de uma soluo, use gua destilada. 13. Verificar cuidadosamente o rtulo do frasco que contm um dado reagente antes de tirar dele qualquer poro de seu contedo.14.

Cuidado ao trabalhar com cido concentrado. No caso de diluio, adicione primeiro a gua, depois o cido lentamente.

15. Evite contaminar os reagentes qumicos. 16. No caso de quebra de alguma vidraria, avise o professor imediatamente, para que o mesmo providencie a sua troca. 17. Lave sempre as suas mos no final da aula. 18. Sempre que tiver dvidas, pergunte!

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Aferio de materiais volumtricos

Uso1. Introduo

Aferio de materiais volumtricos: calibrao de pipetas

A medida precisa de volume to importante em muitos mtodos analticos como a medida de massa. A unidade de volume o litro (L), definido como um decmetro cbico. O mililitro (mL) 1/1000 L e usado onde o litro representa uma unidade de volume inconvenientemente grande. O volume ocupado por uma dada massa de lquido varia com a temperatura, assim como varia tambm o recipiente no qual est colocado o lquido, durante a medida. Entretanto, a maioria dos equipamentos de medida de volume so feitos de vidro, o qual felizmente tem pequeno coeficiente de expanso. Conseqentemente, as variaes no volume em funo da temperatura de um recipiente de vidro no precisam ser consideradas em trabalhos comuns em qumica analtica. O coeficiente de expanso para solues aquosas diludas (aproximadamente 0,025%/oC) tal que uma variao de 5oC tem efeito considervel na confiabilidade da medida volumtrica. As medidas volumtricas devem tomar como referncia alguma temperatura padro; este ponto de referncia geralmente 20oC. A temperatura ambiente da maioria dos laboratrios fica suficientemente perto de 20oC de modo que no h necessidade de se efetuar correes das medidas de volume. No entanto, o coeficiente de expanso para lquidos orgnicos pode requerer correes para diferenas de temperatura de 1oC ou at menos. Medidas confiveis de volume so realizadas com uma pipeta, uma bureta ou um balo volumtrico. As pipetas permitem a transferncia de volumes exatamente conhecidos de um recipiente para outro. As informaes relacionadas ao seu uso so dadas na Tabela 1. Tabela 1: Caractersticas de pipetasNome Tipo de calibrao * TD TD TD TD TD TC TD TD Funo Capacidade disponvel, mL 1-200 1-25 0,1-10 0,1-10 0,5-10 0,001-2 0,001-2 Tipo de drenagem

Volumtrica Mohr (graduada) Sorolgica Sorolgica Oswald-Folin Lambda Lambda Eppendorf

Liberao de volumes fixos Liberao de volumes variveis Liberao de volumes variveis Liberao de volumes variveis Liberao de volumes fixos Conter um volume fixo Liberao de volumes fixos

Livre At a menor linha de calibrao Soprar a ltima gota** At a menor linha de calibrao Soprar a ltima gota** Lavar com solvente adequado Soprar a ltima gota**

Liberao de volumes fixos ou 0,001-1 Ponteira esvaziada por variveis deslocamento de ar * TD, para dispensar; TC, para conter ** Um anel fosco prximo ao topo da pipeta indica que a ltima gota deve ser assoprada

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Uma pipeta volumtrica ou de transferncia dispensa um volume fixo e nico, entre 0,5 e 200mL. Muitas pipetas tm cdigos coloridos para cada volume, para convenincia na identificao e manuseio. As pipetas de medida ou graduadas so calibradas em unidades convenientes para permitir a liberao de qualquer volume at sua capacidade mxima, variando de 0,1 a 25mL. As pipetas volumtricas e graduadas so preenchidas at a marca de calibrao pela abertura inferior; a maneira pela qual a transferncia se completa depende do seu tipo especfico. Como existe uma atrao entre a maioria dos lquidos e o vidro, uma pequena quantidade de lquido costuma ficar retida na ponta da pipeta aps esta ser esvaziada. Esse lquido residual nunca deve ser assoprado em uma pipeta volumtrica ou em algumas pipetas graduadas, mas pode ser assoprado em outros tipos de pipeta. Tabela 2: Tolerncias de Pipetas Volumtricas e Graduadas, Classe ACapacidade, mL 0,5 1 2 5 10 20 25 50 100 Tolerncia, mL 0,006 0,006 0,006 0,01 0,02 0,03 0,03 0,05 0,08

2. Consideraes gerais sobre o uso de equipamentos volumtricos As marcas de volume so feitas pelos fabricantes com os equipamentos volumtricos bem limpos. Um nvel de limpeza anlogo deve ser mantido no laboratrio se estas marcas forem usadas com confiana. Somente superfcies de vidro limpas sustentam um filme uniforme de lquido. Poeira ou leo rompe este filme. Portanto, a existncia de rupturas no filme uma indicao de uma superfcie "suja". Limpeza. Uma breve agitao com uma soluo quente de detergente geralmente suficiente para remover graxa e poeira. Agitao prolongada no aconselhvel j que pode aparecer um anel na interface detergente/ar. Este anel no pode ser removido e inutiliza o equipamento. Depois de ser limpo, o equipamento deve ser bem enxaguado com gua de torneira e ento duas a trs vezes com gua destilada. Raramente necessrio secar vidraria volumtrica. Evitando a paralaxe. A superfcie de um lquido confinado num tubo estreito exibe uma curvatura marcante, ou menisco. comum utilizar a parte inferior do menisco como ponto de referncia na calibrao e no uso de equipamento volumtrico. Este ponto mnimo pode ser melhor visualizado segurando-se um carto de papel opaco atrs da coluna graduada. Ao se ler volumes, seu olho deve estar no nvel da superfcie do lquido para assim evitar um erro devido paralaxe. Paralaxe um fenmeno que provoca a sensao: (a) do volume ser menor que seu o valor real, se a leitura do menisco for acima da linha perpendicular e (b) do volume ser maior, se a leitura do menisco for abaixo da linha do lquido.

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3. Como usar a pipeta As seguintes instrues so especificamente apropriadas para pipetas volumtricas, mas podem ser consideradas para o uso de outros tipos de pipetas. O lquido sugado para o interior da pipeta pela aplicao de um pequeno vcuo. Sua boca nunca deve ser usada para suco j que h possibilidade de ingerir acidentalmente o lquido que est sendo pipetado. Ao invs da boca, deve-se usar uma pra de borracha ou um tubo de borracha conectado trompa de vcuo. Limpeza. Use uma pra para aspirar soluo de detergente a um nvel de 2 a 3 cm acima da marca de calibrao da pipeta. Drene esta soluo e enxge a pipeta com vrias pores de gua de torneira. Verifique se o filme de gua na parede da pipeta homogneo ou se h rupturas do filme. Se houver rupturas, lave tantas vezes quantas forem necessrias com detergente. Finalmente, preencha a pipeta com gua destilada com um tero de sua capacidade e rode-a at molhar toda a sua superfcie interna. Repita este procedimento com gua destilada pelo menos duas vezes. A medida de uma alquota. Use uma pra para aspirar um pequeno volume do lquido a ser amostrado para a pipeta e molhe sua superfcie interna com este lquido. Repita isto com outras duas pores do lquido. Ento, cuidadosamente, preencha a pipeta com um volume um pouco acima da marca de calibrao. Certifique-se que no h bolhas no lquido e nem espuma em sua superfcie. Acerte o zero. Toque a ponta da pipeta na parede interna de um bquer (no o frasco para onde a alquota vai ser transferida), e vagarosamente, deixe que o lquido escorra livremente. Descance ento a ponta da pipeta na parede interna do frasco por poucos segundos. Finalmente, retire a pipeta com um movimento de rotao para remover qualquer lquido aderido na sua ponta. O pequeno volume retido na ponta de uma pipeta volumtrica nunca deve ser soprado para ser liberado. 4. Calibrao de Material de vidro volumtrico O material de vidro volumtrico calibrado pela medida da massa do lquido (geralmente gua destilada ou deionizada) de densidade e na temperatura conhecidos, que contida ou dispensada no recipiente volumtrico. A correo para o empuxo precisa ser feita na realizao da calibrao, uma vez que a densidade da gua bastante diferente daquelas dos pesos. Os clculos associados com a calibrao, apesar de no serem difceis, so de alguma forma complexos. Os dados brutos das pesagens so primeiramente corrigidos para o empuxo, com a equao: P1 = P2 + P2 d ar d obj d ar d massas

Onde, P1 a massa corrigida do objeto, P2 a massa dos padres, dobj a densidade do objeto, dmassas a densidade das massas padro e dar tem um valor de 0,0012 g/cm3. Em seguida, o volume do aparato na temperatura de calibrao (T) obtido pela diviso da densidade do lquido, naquela temperatura, pela massa corrigida. Finalmente, esse volume corrigido para a temperatura-padro a 20 C. A Tabela 4 fornecida para auxiliar nos clculos do empuxo. As correes para o empuxo, em relao a pesos de ao inoxidvel ou lato (a diferena entre os dois suficientemente pequena, podendo ser negligenciada) e para as variaes no volume da gua e recipientes de vidro, foram incorporadas nesses dados. A multiplicao pelo fator adequado, presente na Tabela 3, converte a massa de gua na temperatura T para (1) o volume correspondente naquela temperatura ou (2) o volume a 20 C.

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Tabela 3: Volume ocupado por 1,000 g de gua, pesado ao ar, empregando-se massas-padro de ao inoxidvel* Temperatura, T, C 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1,0013 1,0014 1,0015 1,0016 1,0018 1,0019 1,0021 1,0022 1,0024 1,0026 1,0028 1,0030 1,0033 1,0035 1,0037 1,0040 1,0043 1,0045 1,0048 1,0051 1,0054 Volume, mL Na temperatura ambiente, T Corrigida para 20 C 1,0016 1,0016 1,0017 1,0018 1,0019 1,0020 1,0022 1,0023 1,0025 1,0026 1,0028 1,0030 1,0032 1,0034 1,0036 1,0037 1,0041 1,0043 1,0046 1,0048 1,0052

* Foram aplicadas as correes para o empuxo (pesos de ao inoxidvel) e variaes no volume do recipiente

5. Objetivos Determinar o volume real de pipetas graduadas e volumtricas de 1,0; 2,0; 5,0; 10,0; 25,0mL, considerando a tolerncia apresentada na Tabela 2. 6. Materiais

Pipetas graduadas de 1,0; 2,0; 5,0; 10,0; 25,0mL (escolher aleatoriamente uma por grupo) Pipetas volumtricas de 1,0; 2,0; 5,0; 10,0; 25,0mL (escolher aleatoriamente uma por grupo) Termmetro Balana analtica

Erlenmeyer de 125mL (dois por grupo) Frasco com gua destilada Papel absorvente Pipetador de borracha (pra)9



7. Procedimento experimental 1. Verifique e anote a temperatura da gua destilada e a temperatura ambiente. 2. Pese com o auxlio de um papel absorvente, um erlenmeyer de 125mL previamente limpo, seco e tarado em balana analtica (anote a massa na tabela de resultados). 3. Pipete com o auxlio da pipeta volumtrica disponvel, o volume desejado. Acerte o menisco e transfira a poro de gua para o erlenmeyer. 4. Pese o conjunto (erlenmeyer + gua). Anote na tabela de resultados. 5. Repita os procedimentos 2 ao 4, com uma pipeta graduada de mesma capacidade volumtrica. 6. Faa os clculos. 8. Referncias BACCAN, N.; ANDRADE, J. C. ; GODINHO, O. E. S.; BARONE, J. S. Qumica Analtica Quantitativa Elementar, 2a edio. Campinas: Editora da UNICAMP, 1995. SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Fundamentos de Qumica Analtica. Traduo Marco Tadeu Grassi. Reviso Tcnica Clio Pasquini. So Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2006.

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Qumica Analtica Quantitativa MAF 1860 - Licenciatura em Qumica - UCG Nomes: Aula: Data:

Resultados da calibrao das pipetas volumtricasGrupo Capacidade da pipeta (mL) Massa do erlenmeyer (g) Massa erlenmeyer + gua (g) Massa da gua (g) Volume na Temperatura Ambiente (mL) Volume a 20 C (mL)

1 2 3 4 5

Resultados da calibrao das pipetas graduadasGrupo Capacidade da pipeta (mL) Massa do erlenmeyer (g) Massa erlenmeyer + gua (g) Massa da gua (g) Volume na Temperatura Ambiente (mL) Volume a 20 C (mL)

1 2 3 4 5

Exerccios 1. Calcule o volume escoado pelas pipetas graduada e volumtrica na temperatura ambiente e a 20 C. Estes volumes so calculados multiplicando-se a massa de gua obtida em cada medida pelo fator dado na Tabela 3. 2. A temperatura da sala (ambiente) e da gua foram iguais? Em caso de resposta negativa verifique se a alterao significativa. 3. Qual pipeta apresentou maior erro, considerando a tolerncia apresentada na Tabela 2 ? Justifique sua resposta. Concluso

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Preparao e padronizao de NaOH 0,1 mol/L

Uso1. Introduo

Preparao e padronizao de soluo NaOH 0,1 mol/L

A solubilidade de uma substncia num determinado solvente controlada principalmente pela natureza do prprio solvente e do soluto, mas tambm pela temperatura e presso. Uma soluo formada quando uma mistura homognea de duas ou mais substncias formam uma nica fase. O componente presente em maior quantidade chamado solvente e os outros componentes so denominados solutos. As propriedades das solues, por exemplo, a cor ou o sabor depende de sua concentrao. Em qumica, a quantidade de soluto dissolvido numa unidade de volume ou de massa da soluo ou do solvente se denomina concentrao. A concentrao expressa, comumente, em mol do soluto por litro da soluo; esta concentrao a molaridade da soluo. Em anlise qumica necessrio preparar solues de concentrao exatamente conhecida, isto solues padres. Essas solues requerem, muitas vezes, que se faa uma anlise titulomtrica para se determinar quantidade exata do soluto presente no volume da soluo. Este procedimento chama-se padronizao da soluo. A soluo padro usualmente adicionada por uma bureta. O processo de adio da soluo padro at que a reao esteja completa chamado de titulao e a substncia a ser determinada de titulada. O ponto final da titulao chama-se ponto de equivalncia. Este final deve ser identificado por alguma mudana, produzida pela prpria substncia padro, por exemplo KMnO4 ou pela adio de um reagente auxiliar conhecido como indicador. Aps a finalizao da reao entre a substncia e a soluo padro, o indicador dever produzir uma mudana de cor no lquido que est sendo titulado. Este ponto chamado de ponto final da titulao. Em um laboratrio analtico essencial manter em estoque solues de vrios reagentes, algumas delas tero concentraes exatamente conhecidas (solues padres) e imperativo que a temperatura de estocagem destas solues seja a correta. As solues padres so preparadas pesando-se a quantidade de substncia apropriada numa balana analtica, dissolve-se um pouco com o solvente apropriado e transfere-se com o auxlio de um funil, soluo para um balo volumtrico de capacidade adequada, tendo o cuidado de no perder a soluo. O funil deve ser lavado algumas vezes com um jato do solvente e transferindo-se para o balo. Agita-se a mistura e completa-se o volume at o trao de referncia e finalmente homogeneiza-se. Quando a substncia no for facilmente solvel em gua, aconselhvel aquecer o bquer com a substncia e um pouco do solvente, ligeiramente e com agitao, at que a substncia se dissolva completamente. Em seguida, deixa-se a soluo resfriar e depois se transferi com o auxlio do funil para o balo volumtrico. Lava-se o bquer algumas vezes com o solvente, transferindo para o balo. Em nenhuma circunstncia o balo pode ser aquecido. Em alguns casos pode ser prefervel preparar a soluo padro a partir de solues concentradas, por diluio apropriada. As solues que so relativamente estveis e no so afetadas pela exposio ao ar podem ser estocadas em frascos de 1litro. Nos trabalhos de grande exatido, os frascos devem ser de pyrex, ou de outro vidro resistente com tampas esmerilhadas. Para solues alcalinas os frascos de vidro so substitudos por frascos de polietileno. Deve-se observar que os frascos de vidro so obrigatrios para algumas solues, por exemplo, iodo e nitrato de prata. Nestes dois casos o vidro deve ser escuro (castanho).12



Os frascos de estocagem devem estar limpos e secos. Eles devem ser lavados com um pouco da soluo, esgotando-se o lquido, enchendo-se os frascos e fechando-os imediatamente. Se o frasco estiver limpo, porm, molhado, deve-se lav-lo sucessivamente com trs pequenas parcelas da soluo, esgotando-se completamente o lquido depois de cada lavagem. Depois se enche o frasco com a soluo e rotul-o com o nome da soluo, concentrao, data de preparao e nome do analista. Antes de us-lo para qualquer anlise deve-se homogeneizar a soluo. 2. Consideraes sobre reaes qumicas Para uma reao ser utilizada em uma titulao, ela deve satisfazer as seguintes condies: 1- Deve ocorrer uma reao simples que possa ser expressa por uma equao qumica. 2- A substncia a ser utilizada dever reagir completamente com o reagente em propores estequiomtricas. 3- A reao deve ser rpida. Em alguns casos, deve-se adicionar um catalisador para acelerar a reao. 4- Deve haver uma mudana de energia livre marcante conduzindo a alterao de alguma propriedade fsica ou qumica do soluto no ponto de equivalncia. 5- Deve haver um indicador especfico que defina nitidamente o ponto final da reao. 3. Consideraes sobre hidrxido de sdio Para preparar solues padres alcalinas, o reagente mais usado o hidrxido de sdio. No entanto, este reagente no padro primrio, porque higroscpio e sempre contm uma quantidade indeterminada de gua e carbonato de sdio adsorvida no slido. O carbonato de sdio pode ser completamente removido quando se prepara uma soluo saturada de NaOH, a qual deixada em repouso por 24horas. O carbonato de sdio precipita por ser pouco solvel na soluo. Isto significa que as solues de NaOH devem ser padronizadas com um reagente padro primrio, por exemplo o biftalato de potssio, para poder determinar a concentrao real da soluo. As solues de hidrxido de sdio atacam o vidro e dissolvem a slica com formao de silicatos solveis. A presena de silicatos solveis causa erros e as solues de hidrxidos devem ser conservadas em frascos de polietileno. 4. Consideraes sobre padro primrio Para uma substncia ser considerada padro primria, ela deve apresentar as seguintes caractersticas: 1- Fcil obteno, purificao e secagem;2-

Deve existir teste qualitativo simples para identificao de contaminantes, que se presentes devem estar em pequena porcentagem;

3- Deve possuir massa molecular elevada (para diminuir o erro de pesagem); 4- Solvel nas condies experimentais; 5- Deve reagir com a espcie de interesse de modo estequiomtrico e instantneo;6-

Deve manter-se inalterada ao ar durante a pesagem. No pode ser higroscpica, oxidada ou afetada pelo CO2.

As solues de hidrxido de sdio so geralmente padronizadas com hidrogenoftalato de potssio ou biftalato de potssio [HKC6H4(COO)2], que um padro primrio.13



5. Objetivos Esta aula tem como objetivos treinar a tcnica de pesagem, ilustrar as tcnicas de preparao e padronizao de soluo aquosa de hidrxido de sdio 0,1mol/L para posteriormente determinar a acidez de uma amostra de vinagre. 6. Materiais

Esptula Bquer de 50 e 100 mL Basto de Vidro Balo volumtrico de 250 mL Erlenmeyer de 250mL Bquer de 1000 mL

Balana analtica e semi-analtica Frascos de plstico para acondicionar a soluo Bquer de 300mL com gua destilada recm fervida Bureta de 50 mL Proveta de 50mL Agitador e barra magntica

7. Reagentes Hidrxido de sdio P.A. Fenolftalena 1% Biftalato de potssio seco a 105C

8. Procedimento experimental 8.1. Preparao da soluo NaOH 0,1 mol/L Calcule a quantidade de hidrxido de sdio necessria para se preparar 250mL de soluo (massa molecular = 40,0 g/mol). Com o auxlio de um bquer de 100mL, pese numa balana semi-analtica a quantidade de hidrxido calculada. Dissolva com 50mL de gua destilada recm fervida e transfira quantitativamente para um balo volumtrico de 250mL. Lave o bquer com pequenos volumes de gua destilada, transfira para o balo e finalmente complete o volume com gua destilada recm fervida e homogeneze. Aps preparao, junte todas as solues preparadas pelos diferentes grupos num bquer de 1L, para posterior padronizao. 8.2. Padronizao da soluo de NaOH 0,1 mol/L Calcule a massa de biftalato de potssio necessria para reagir completamente com 25,00mL da soluo de NaOH 0,1mol/L. Pese numa balana analtica exatamente a massa calculada e transfira quantitativamente para um erlenmeyer de 250mL. Mea numa proveta 50mL de gua destilada fria e recm fervida e transfira para o erlenmeyer, para dissolver completamente o biftalato de potssio. Adicione duas gotas de fenolftalena 1% e homogeize. Lave uma bureta de 50mL com pequena quantidade da soluo de NaOH 0,1mol/L. Fixe a bureta de 50mL no suporte universal. Feche a torneira de controle de escoamento. Com auxlio de um bquer de 50mL, encha a bureta com soluo de NaOH 0,1 mol/L e observe se h vazamento. Verifique se h bolhas entre a torneira e a extremidade inferior da bureta. Caso tenha, abra a torneira rapidamente at remov-la. Em seguida, encha a bureta com NaOH 0,1mol/L e acerte o menisco com o trao de aferio (zero), que fica na parte superior. Monte o sistema de agitao magntica. Titule com a soluo recm preparada de NaOH 0,1M, at mudana de colorao do indicador de incolor para rosa. Anote o volume gasto e calcule o fator de correo, utilizando a seguinte frmula.14

Qumica Analtica QuantitativaFc = 25,0 Vgasto


ou Fc = 0,2042 .V .M V = volume gasto da soluo de NaOH (mL) 0,2042 = mmol do biftalato de potssio

m

m = massa do biftalato de potssio pesada; M= molaridade da soluo (0,1mol/L)

Calcule a mdia dos fatores de correo da turma. Em seguida, calcule a concentrao real da soluo de NaOH 0,1M, multiplicando-se pelo fator de correo. Finalmente, transfira as solues de NaOH 0,1 mol/L para frascos de plsticos e escreva no rtulo o nome da soluo, concentrao, data, fator de correo e turma. 9. Referncias BACCAN, N.; ANDRADE, J. C. ; GODINHO, O. E. S.; BARONE, J. S. Qumica Analtica Quantitativa Elementar, 2a edio. Campinas: Editora da UNICAMP, 1995. SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Fundamentos de Qumica Analtica. Traduo Marco Tadeu Grassi. Reviso Tcnica Clio Pasquini. So Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2006. OHLWEILER, O.A. Qumica analtica quantitativa. 3a edio. Volume 2. Rio de Janeiro: Livros Tcnicos e Cientficos, 1981. VOGEL, A.I. Anlise Qumica Quantitativa. 5a. edio. Rio de Janeiro: Livros Tcnicos e Cientficos, 1992.

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Resultados da padronizao da soluo de NaOH 0,1 mol/LGrupo 1 2 3 4 5 Massa de Biftalato de Potssio (g) Volume gasto de NaOH (mL) Fator de Correo (Fc) Molaridade real (mol/L)

Exerccios1-

Quais as caractersticas necessrias para que uma substncia seja considerada padro primrio? Exemplifique. Justifique por que se deve usar gua destilada recm fervida na preparao de solues alcalinas?

2- Por que as solues de NaOH devem ser armazenadas em frascos de plsticos?3-

4- Calcule a massa de NaOH necessria para preparar 250 mL de soluo 0,1 mol/L. (M.M. = 40,0 g/mol).5-

Calcule a massa de biftalato de potssio necessria para reagir com 25,0 mL de soluo de NaOH 0,1 mol/L. (M. M. = 204,2 g/mol).

Concluso

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Determinao do teor de acidez no vinagre

Uso1. Introduo


Vinagre de vinho ou simplesmente vinagre o produto obtido pela fermentao actica do vinho, apresentando uma acidez mnima de 4g/100mL do produto, expressa em cido actico, sendo os outros componentes proporcionais matria-prima usada em sua elaborao. De acordo com a matria-prima que lhe deu origem, o vinagre pode ser classificado como vinagre de vinho tinto ou branco. Na fermentao do vinho o lcool etlico oxidado pelo ar e forma-se cido actico, do Latim acetum e a reao catalisada por enzimas bacterianas, Acetobacter. Aps fermentao, apresenta cerca de 4 a 5% de cido actico, recebendo o nome de vinagre, vinho azedo. O cido actico um cido fraco, apresentando Ka de 1,8x10-5. Ele amplamente usado em Qumica Industrial na forma de cido actico glacial (densidade de 1,053g/cm3 e 99,8%) ou em solues de diferentes concentraes. Fermentado actico o produto resultante da fermentao de frutas, cereais, vegetais, mel ou da mistura de vegetais, devendo apresentar uma acidez voltil expressa em cido actico de no mnimo 4g/100mL. O fermentado actico pode ter adio de condimentos, aromas, extratos vegetais e leos essenciais. As caractersticas de vinagres esto definidas nos padres de identidade e qualidade estabelecidos pelo Ministrio da Agricultura, Pecuria e Abastecimento. Na anlise destes produtos, as determinaes usuais so, entre outras: extrao preliminar, densidade relativa, acidez total, acidez voltil, acidez fixa, lcool em volume, pH, extrato seco, glicdeos redutores em glicose, sulfatos, extrato seco reduzido, cinzas, dixido de enxofre e eventualmente corantes orgnicos artificiais e contaminantes orgnicos. No laboratrio, a anlise da acidez realizada atravs da titulao de neutralizao utilizando soluo NaOH 0,1mol/L padronizada e fenolftalena 1% como indicador. O NaOH reage quantitativamente com o cido actico presente no vinagre e aps a reao total, um pequeno excesso de NaOH torna a soluo alcalina e o indicador adquire uma colorao rosa. 2 Objetivos Esta aula tem como objetivos determinar a concentrao de cido actico presente numa amostra de vinagre por volumetria de neutralizao e verificar se o produto atende as especificaes de qualidade, ou seja, se contm 4 a 5g de cido actico em 100mL de vinagre. 3. Materiais Vinagre branco Balo volumtrico de 250mL Bureta de 50mL Bquer de 50 ou 100mL Agitador magntico

Pipeta volumtrica de 25mL (2) Erlenmeyer de 250mL Proveta de 50mL Bquer com gua destilada recm fervida Barra magntica

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4. Reagentes Fenolftalena 1% Soluo padro de NaOH 0,1mol/L

5. Procedimento experimental 5.1. Preparao da soluo de vinagre (uma soluo por turma) Homogeneze a amostra de vinagre branco e pipete uma alquota de 25mL para um balo volumtrico de 250mL. Complete o volume com gua destilada e acerte o menisco. Agite para homogeneizar. 5.2. Determinao da acidez total no vinagre (por grupo) Pipete uma alquota de 25mL da soluo de vinagre preparada anteriormente e transfira para um erlenmeyer de 250mL. Mea 40mL de gua destilada numa proveta e adicione no erlenmeyer. Adicione 2 a 3 gotas de soluo alcolica de fenolftalena e homogeneze. Monte o sistema de agitao magntica. Lave a bureta de 50mL com um pouco de NaOH 0,1mol/L. Descarte este volume. Fixe a bureta de 50mL no suporte universal. Feche a torneira de controle de escoamento. Com auxlio de um bquer de 50mL, encha a bureta com soluo de NaOH 0,1mol/L e observe se h vazamento. Verifique se h bolhas entre a torneira e a extremidade inferior da bureta. Caso tenha, abra a torneira rapidamente at remov-la. Em seguida, encha a bureta com NaOH 0,1mol/L e acerte o menisco com o trao de aferio (zero), que fica na parte superior. Titule com a soluo de NaOH 0,1mol/L at mudana de colorao para levemente rosa. Anote o volume e calcule o teor de cido actico no vinagre em g/100 mL. 6. Referncias BACCAN, N.; ANDRADE, J. C. ; GODINHO, O. E. S.; BARONE, J. S. Qumica Analtica Quantitativa Elementar, 2a edio. Campinas: Editora da UNICAMP, 1995. SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Fundamentos de Qumica Analtica. Traduo Marco Tadeu Grassi. Reviso Tcnica Clio Pasquini. So Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2006. OHLWEILER, O.A. Qumica analtica quantitativa. 3a edio. Volume 2. Rio de Janeiro: Livros Tcnicos e Cientficos, 1981. VOGEL, A.I. Anlise Qumica Quantitativa. 5a. edio. Rio de Janeiro: Livros Tcnicos e Cientficos, 1992.

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Qumica Analtica Quantitativa MAF 1860 - Licenciatura em Qumica- UCG Nomes: Aula: Data:

Resultados da acidez no vinagreGrupo 1 2 3 4 5 Volume gasto de NaOH (mL) Teor de acidez (g/100mL)

Exerccios 1- Escreva a reao envolvida na titulao. 2- Demonstre os clculos para a determinao da acidez no vinagre e expresse os resultados em g de cido actico/100 mL de vinagre. Dados: Massa molecular do cido actico = 60,0 g/mol. 3- Porque o vinagre cido? Porque necessrio diluir a amostra de vinagre em gua? 4- A tcnica aprendida nesta aula pode ser utilizada em uma indstria para o controle da acidez de vinagre? Justifique. 5- Compare o valor experimental com o dado fornecido pelo fabricante. Concluso

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Preparao e padronizao de soluo de HCl 0,1 mol/L

Uso1. Introduo


Os reagentes comumente usados na preparao de solues padres cidas so os cidos clordrico e sulfrico. Os dois so encontrados no comrcio na forma de solues concentradas. O HCl apresenta concentrao 12 mol/L, enquanto que o H2SO4 cerca de 18 mol/L. Mediante diluio apropriada, pode-se preparar com facilidade qualquer soluo com uma concentrao aproximada. As solues preferidas so as de cido clordrico, pois so estveis indefinidamente e podem ser usadas na presena da maior partes dos ctions sem sofrer interferncia devida formao de sais solveis. O cido sulfrico forma sais insolveis com os hidrxidos de brio e de clcio. Nas titulaes de lquidos quentes, ou nas determinaes que exigem fervura com excesso de cido durante um certo tempo, o cido sulfrico padro , no entanto, o prefervel. O cido ntrico raramente empregado, pois quase sempre contm um pouco de cido nitroso que tem uma ao destrutiva sobre muitos indicadores. Um mtodo adequado para preparar uma soluo obt-la com concentrao aproximada e em seguida padroniz-la com uma substncia alcalina padro primrio, por exemplo, o tetraborato de sdio (Na2B4O7.10H2O) ou o carbonato de sdio anidro (Na2CO3). A soluo padronizada pode ser utilizada para determinar alcalinidade de diversas amostras. 2 HCl (aq) + Na2CO3 (aq) 2 NaCl (aq) + H2O + CO2 2. Objetivos Esta aula tem como objetivos preparar e padronizar uma soluo de cido clordrico 0,1mol/L para posterior determinao de pureza de amostras alcalinas. 3. Materiais Pipeta graduada de 10mL Erlenmeyer 250mL Bureta de 50mL Agitador magntico

Balo volumtrico de 1000mL Proveta de 50mL Pipeta volumtrica de 50mL Barra magntica

4. Reagentes

HCl (P.A.) Na2CO3 (P.A.)

Alaranjado de metila 1%

5. Procedimento experimental 5.1 Preparao da Soluo de cido Clordrico 0,1 mol/L Cuidado: cido clordrico concentrado altamente txico e corrosivo20



Utilizando os dados do rtulo (36,5-38% HCl, M.M. 36,46, e densidade 1,19 g/mL), calcule o volume do cido concentrado necessrio para preparar 250 mL de soluo 0,1 mol/L. (Uma soluo para a TURMA). Na capela com o exaustor ligado, mea o volume do cido concentrado e transfira para um balo volumtrico de 1000 mL contendo cerca de 400 mL de gua destilada. Lave algumas vezes a pipeta com um pouco de gua destilada transferindo sempre para o balo. Agite cuidadosamente o balo e adicione gua at completar os 1000 mL. Feche bem o balo e vire-o de ponta-cabea vrias vezes para homogeneizar a soluo. Transfira esta soluo para um frasco limpo e rotule-o. 5.2. Padronizao da Soluo de cido Clordrico com Caronato de Sdio (Na2CO3) Calcule a massa de carbonato de sdio que reagir completamente com 25,0mL de soluo 0,1 mol/L de cido clordrico. (M.M. = 106 g/mol). Pese a massa calculada e transfira para um erlenmeyer de 250 mL. Dissolva o sal com 50mL de gua destilada (medir na proveta). Adicione, a seguir, 3 gotas de indicador alaranjado de metila soluo de carbonato. Monte o sistema de agitao magntica. Titule essa soluo com o cido clordrico 0,1 mol/L preparado no item anterior, seguindo rigorosamente, a tcnica de titulao demonstrada pelo professor. Anote o volume de cido gasto e calcule o fator de correo pela seguinte frmula:Fc = m 2 x 0,1xVx 0,106

Com a mdia dos fatores de correo, calcule a concentrao real da soluo do cido, multiplicando-se 0,1 mol/L pelo fator de correo e anote no rtulo. 6. Referncias BACCAN, N.; ANDRADE, J. C. ; GODINHO, O. E. S.; BARONE, J. S. Qumica Analtica Quantitativa Elementar, 2a edio. Campinas: Editora da UNICAMP, 1995. SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Fundamentos de Qumica Analtica. Traduo Marco Tadeu Grassi. Reviso Tcnica Clio Pasquini. So Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2006. OHLWEILER, O.A. Qumica analtica quantitativa. 3a edio. Volume 2. Rio de Janeiro: Livros Tcnicos e Cientficos, 1981. VOGEL, A.I. Anlise Qumica Quantitativa. 5a. edio. Rio de Janeiro: Livros Tcnicos e Cientficos, 1992.

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Resultados da padronizao da soluo de HCl 0,1 mol/LGrupo 1 2 3 4 5 Massa de Tetraborato de sdio (g) Volume gasto de HCl (mL) Fator de Correo (Fc) Molaridade real (mol/L)

Exerccios 1- Calcule a molaridade real da soluo de HCl, aps padronizao. 2- Quais os cuidados que um analista deve ter ao preparar uma soluo de HCl, a partir da soluo do reagente concentrada 37%? 3- Utilizando os dados do rtulo (37% HCl, M.M. 36,46g/mol, e densidade 1,19 g/mL), calcule o volume do cido concentrado necessrio para preparar 1000 mL de soluo 0,1 mol/L.4-

Calcule a massa de carbonato de sdio que reage completamente com 25,0mL de soluo 0,1 mol/L de cido clordrico. Dados: massa molecular 106,0 g/mol.

Concluso

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Determinao da pureza da soda castica

Uso1. Introduo

Determinao da pureza da soda custica comercial

Dois mtodos podem ser usados para se determinar mistura de carbonato (Na2CO3) e de hidrxido de sdio (NaOH) na soda custica comercial. No primeiro mtodo, inicialmente, determina-se o lcali total (carbonato + hidrxido) pela titulao com soluo padro de cido clordrico 0,1 mol/L e indicador metilorange, ou metilorange e carmim de ndigo, ou azul de bromofenol. Numa outra alquota da soluo, precipita-se o carbonato com um ligeiro excesso de soluo de cloreto de brio (BaCl2) e sem filtrar, titula-se a soluo com cido padro do cido e azul de timol ou fenolftalena como indicador. Esta titulao d o volume necessrio para neutralizar o hidrxido de sdio e por subtrao do volume na determinao do lcali total, encontra-se o volume necessrio para neutralizar o carbonato de sdio. HCl (aq) + NaOH (aq) NaCl (aq) + H2O 2 HCl (aq) + Na2CO3 (aq) 2 NaCl (aq) + H2O + CO2 BaCl2 (aq) + Na2CO3 (aq) BaCO3 (s) + 2 NaCl (aq) O segundo mtodo adota um indicador misto, constitudo por 6 partes de azul de timol e 1 parte de vermelho de cresol. Esta mistura violeta no pH 8,4, azul no pH 8,3 e rosa no pH 8,2. Com este indicador misto, a mistura tem a cor violeta em soluo alcalina e vira para o azul nas vizinhanas do ponto de equivalncia. Ao se fazer titulao, o cido adicionado lentamente at que a soluo tenha colorao rosa. Neste estgio, todo o hidrxido foi neutralizado e o carbonato convertido a hidrogenocarbonato. OH- + H+ H2O CO32- + H+ HCO32Faz-se outra titulao com o indicador metilorange, ou metilorange e carmim de ndigo, ou azul de bromofenol, sendo possvel determinar o teor correspondente ao hidrxido e ao carbonato e conseqentemente a alcalinidade total. OH- + H+ H2O CO32- + 2H+ H2CO3 H2CO3 H2O + CO2 Para se obter resultados satisfatrios com este mtodo, a soluo titulada deve estar fria a 0C e deve-se impedir, tanto quanto for possvel, a perda de dixido de carbono, mantendo-se a ponta da bureta dentro do lquido. Portanto, este mtodo extremamente invivel em relao ao primeiro. 2. Objetivos Esta aula tem como objetivos determinar a concentrao de lcali total (carbonato e hidrxido) de uma amostra de soda custica comercial por titulao com soluo de HCl 0,1mol/L padronizada, utilizando o primeiro mtodo de anlise.23



3. Materiais Bquer de 400mL Proveta de 250mL Erlenmeyer de 250mL (2 por grupo) Manta aquecedora e reostato Bureta de 50mL Agitador magntico Esptula e basto de vidro Balo volumtrico de 1000mL Pipetas volumtricas de 50mL Termmetro Pipeta graduada de 10mL Barra magntica

4. Reagentes

Soda custica comercial Soluo de cido clordrico 0,1 mol/L Alaranjado de metila 1%

Fenolftalena 1% Soluo de cloreto de brio 5%

5. Procedimento Experimental 5.1 Preparao da amostra (por turma) Pese num bquer de 400mL cerca de 5g de soda custica e adicione cerca de 250mL de gua destilada para dissolver a amostra. Agite com cuidado, pois a amostra corrosiva! Transfira quantitativamente para um balo volumtrico de 1000mL. Lave o bquer com pores de gua destilada e complete o menisco no trao de aferio. Agite bastante o balo. 5.2. Determinao do teor da pureza da soda custica Pipete duas alquotas de 50mL da soluo da amostra e transfira para dois erlenmeyer de 250mL. No primeiro erlenmeyer, adicione duas gotas do indicador alaranjado de metila. Lave a bureta com a soluo de HCl 0,1 mol/L e acerte o menisco. Titule a amostra do primeiro erlenmeyer at mudana de cor de alaranjado para vermelho (rosado). Anote o volume. A diferena entre os volumes gastos pelos grupos no deve ser maior que 0,1mL. Nesta titulao obtm-se a alcalinidade total (hidrxido + carbonato). No segundo erlenmeyer, aquea a outra alquota de 50mL at 50C e adicione gota a gota, com o auxlio de uma pipeta, soluo de cloreto de brio 5% at que no se forme precipitado. Resfrie a temperatura ambiente, adicione duas gotas de fenolftalena 1%. Acerte e titule com soluo de cido clordrico 0,1 mol/L muito lentamente, com agitao constante. Nesta titulao obtm-se a alcalinidade devida ao hidrxido. O ponto final a mudana de cor do indicador de rosa para incolor. Calcule o teor de hidrxido e carbonato na soda custica. 6. Referncia VOGEL, A.I. Anlise Qumica Quantitativa. 5a. edio. Rio de Janeiro: Livros Tcnicos e Cientficos, 1992.

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Resultados da pureza da soda custica comercialGrupo 1 2 3 4 5 Volume gasto de HCl na primeira titulao Volume gasto de HCl na segunda titulao % NaOH % Na2CO3

Exerccios 1- Escreva as reaes envolvidas na anlise. 2- Calcule a concentrao de hidrxido de sdio e carbonato de sdio na amostra de soda custica, sabendo-se que: M.M. (NaOH) = 40 g/mol; M. M. (Na2CO3) = 106 g/mol. 3- O que acontece com a amostra ao adicionar gota a gota, soluo de cloreto de brio 1%? O resultado deste procedimento interfere na anlise? Justifique. Concluso

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Determinao da dureza da gua

Uso1. Introduo

Determinao da dureza da gua por volumetria de complexao

Um on complexo (ou molcula) consta de um tomo central (on) e vrios ligantes intimamente acoplados a ele. As quantidades relativas desses componentes num complexo estvel seguem uma estequiometria bem definida, embora no possa ser interpretado dentro do conceito clssico de valncia. Muitos ons metlicos formam complexos estveis, solveis em gua, com um grande nmero de aminas tercirias contendo grupos carboxlicos. A formao destes complexos serve como base para a titulao complexomtrica de uma variedade de ons metlicos. O EDTA (Figura 1) pode ser obtido com alta pureza, na forma do cido propriamente dito ou na forma do sal dissdico hidratado. As duas formas possuem alto peso molecular, mas o sal dissdico tem a vantagem de ser mais solvel em gua. Este cido fraco e apresenta valores de pK1 = 2,00, pK2 = 2,66, pK3 = 6,16, pK4 = 10,26. Os valores de pKa mostram que os dois primeiros prtons so mais facilmente ionizveis, do que os dois restantes.Figura 1: Estrutura do EDTA

A utilizao do cido etilenodiaminotetraactico (EDTA) como agente complexante iniciouse no fim da Segunda Guerra Mundial. Este composto largamente utilizado em volumetria de complexao, pois forma complexos estveis de estequiometria 1:1 com um grande nmero de ons metlicos em soluo aquosa. Os ons clcio e magnsio formam complexos estveis e solveis em gua com o EDTA. A soma da concentrao destes ons conhecida como ndice da dureza da gua e um dado muito importante na avaliao da qualidade da gua. Os ctions ferro, alumnio, cobre e zinco que esto associados aos ons clcio e magnsio, so geralmente mascarados ou precipitados antes da determinao. A dureza da gua medida tradicionalmente como a capacidade que a gua se relaciona com o sabo, visto que uma gua dura requer uma grande quantidade de sabo para produzir espuma. Uma gua de elevada dureza prejudicial, quando esta utilizada na limpeza, resfriamento ou gerao de vapor. Desta forma, existe a necessidade do controle prvio, a fim de adotar as medidas de correes necessrias, conforme o uso a que se destina. Numerosos processos industriais, tais como fbricas de cervejas, conservas, papel e celulose, requerem guas brandas. Para o caso de lavanderias as guas ocasionam um elevado consumo de sabo e resultam em danos para os tecidos. Tambm importante considerar que as guas duras formam crostas em caldeiras de vapor, ocasionando elevadas perdas de calor e podendo tambm provocar exploses. A gua, quanto a dureza, pode ser classificada de acordo com o teor de sais de clcio e de magnsio presente, expresso em ppm ou miligrama por litro. - gua mole: 0-60 ppm de CaCO3 - Moderamente dura: 61-120 ppm de CaCO3 - gua dura: 121-180 ppm de CaCO3 - Dura: > 180 ppm de CaCO326



2. Objetivos Esta aula tem como objetivo determinar o teor de ons clcio e magnsio, numa amostra de gua das dependncias da Universidade Catlica de Gois, por volumetria de complexao com EDTA. 3. Princpio do mtodo Os ons Ca2+ e Mg2+ de uma soluo formam um complexo vermelho-vinho com o indicador negro de eriocromo-T, em pH 10. Pela adio de EDTA soluo colorida ocorre a formao de um complexo estvel e no dissociado com o EDTA, separando-se assim o indicador. Quando a quantidade de EDTA adicionada for suficiente para complexar todo o clcio e magnsio, a soluo vermelho-vinho torna-se azul, indicando o final da reao. 4. Materiais Bquer de 100mL

Balo volumtrico de 250mL

Erlemeyer de 250mL (2 por grupo) Pipeta volumtrica de 50mL Pipeta volumtrica de 25 mL 5. Reagentes Soluo de EDTA 0,1mol/L Negro de Eriocromo T 6. Procedimento experimental

Basto de vidro Bureta de 50,0mL Proveta de 50 mL

Soluo tampo pH10 Soluo padro de CaCO3 0,01 mol/L

6.1. Preparao da Soluo de EDTA 0,01mol/L Pipete 25mL da soluo estoque de EDTA (0,1mol/L), transfira para um balo volumtrico de 250mL e dilua com gua destilada at o trao de aferio. 6.2. Padronizao da Soluo de EDTA 0,01mol/L Adicione num erlemeyer de 250mL, 50mL de gua destilada, 10mL de soluo tampo pH10, 25mL da soluo padro de CaCO3 0,01 mol/L e 0,05g de negro de eriocromo T. Titule com a soluo de EDTA 0,01mol/L at a viragem do indicador de vermelho para azul. Calcule o fator de correo. 6.3. Determinao da dureza da gua Pipete 50mL da amostra de gua e transfira para um erlenmeyer de 250mL. Adicione 1mL da soluo tampo pH10 e 0,05g de negro de eriocromo T. Titule com a soluo de EDTA 0,01mol/L at a viragem do indicador de vermelho para azul. Calcule o teor de CaCO 3 em ppm na amostra de gua. 8. Referncias Vogel, A. Anlise Qumica Quantitativa. 5a. ed. Livros Tcnicos e Cientficos. Rio de Janeiro, 1992.27




Resultados da dureza da guaGrupo Volume gasto de EDTA na padronizao (mL) Fator de Correo (Fc) Volume gasto de EDTA com a amostra (mL) Dureza da gua CaCO3

1 2 3 4 5

Exerccios1-

Calcule o fator de correo utilizando a seguinte frmula: Fc = Vg , onde Vg o volume gasto na padronizao do EDTA. Faa os clculos da determinao da dureza da gua, expressando o resultado em mg/L de CaCO3 (ppm). Como se classifica a gua analisada quanto a sua dureza?1000 xVxF c , onde V o volume gasto com a amostra de gua. 50

25

2-

ppm de CaCO 3 =

3. Calcule a massa de EDTA necessria para preparar 250 mL de soluo 0,01mol/L. Dados: massa molar EDTA = 372,24 g/mol 4. O que um on complexo? Por que o EDTA a substncia mais utilizada em volumetria de complexao? Concluso

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Determinao do clcio no leite

Uso1. Introduo

Determinao do teor de clcio no leite por volumetria de complexao

O leite contm teores considerveis de cloro, fsforo, potssio, sdio, clcio e magnsio e baixos teores de ferro, alumnio, bromo, zinco e mangans, formando sais orgnicos e inorgnicos. A associao entre os sais e as protenas do leite um fator determinante para a estabilidade das casenas devido ao fosfato de clcio fazer parte da estrutura das micelas de casena. Os agentes quelantes ou sequestrantes desempenham um papel fundamental na estabilizao dos alimentos, ao reagirem com os ons metlicos e alcalinos terrosos para formar complexos que alteram as propriedades dos ons e seus efeitos sobre os alimentos. Qualquer molcula ou on comum com um par de eltrons no compartilhados pode coordenar ou formar complexos com os ons metlicos. Assim os compostos que contm dois ou mais grupos funcionais, como: -OH, -SH, -PO3H2, -COOH, -C = O, -NR2, -S-, e -O-, na disposio espacial apropriada entre si podem complexar metais em um meio fsico favorvel. Os agentes quelantes mais comumente utilizados nos alimentos so o cido ctrico e seus derivados, diferentes fosfatos e os sais de cido etilenodiaminotetraactico (EDTA). Normalmente para que um quelato (complexo) seja estvel necessrio que o agente quelante (ligante) seja capaz de formar anis de cinco ou seis membros com um metal (Figura 1). Por exemplo, o EDTA, representado como Y4-, forma quelato de grande estabilidade com ons clcio (Ca2+), devido coordenao participarem pares de eltrons dos tomos de nitrognio e pares de eltrons dos tomos de oxignio aninico dos grupos carboxlico, resultando assim na formao de um complexo bastante estvel que utiliza os seis grupos doadores de eltrons. Ca2+ + Y4- CaY2Figura 1: Complexo Ca-EDTA

A dissociao do EDTA (H4Y) pode ser representada por quatro valores de Ka. Cada uma das fraes uma funo do pH. H4Y + H2O H3O+ + H3YH3Y- + H2O H3O+ + H2Y2H2Y2- + H2O H3O+ + HY3HY3- + H2O H3O+ + Y42. Objetivos Esta aula tem como objetivos determinar a concentrao de clcio numa amostra de leite em p, por volumetria de complexao e tambm comparar o resultado com o exposto pelo fabricante. K1=1,02x10-2 K2=2,14x10-3 K3=6,92x10-7 K4=5,50x10-11

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3. Funo da soluo de Mg-EDTA Quando se titulam os ons clcio pelo EDTA (H2Y2-), forma-se um complexo de clcio relativamente estvel (Kform = 5,0x1010).

Ca2+ + H2Y2-

CaY2- + 2H+

Com os ons clcio isolados no se consegue um ponto final ntido com o indicador de negro de eriocromo-T, e no se observa a transio do vermelho para o azul nitidamente. Com os ons magnsio, o EDTA forma um complexo um tanto menos estvel (Kform = 4,9x108). Mg2+ + H2Y2MgY2- + 2H+ O complexo do magnsio com o indicador (Mg-Ind-) mais estvel que o complexo do clcio com o indicador (CaY2-), mas menos estvel que o complexo do magnsio com o EDTA (MgY 2-). Por isso, durante a titulao de soluo com ons magnsio e ons clcio pelo EDTA, na presena de negro de eriocromo, o EDTA reage inicialmente com os ons clcio livres, depois com os ons magnsio livres e finalmente com o complexo do magnsio com o indicador. Uma vez que o complexo do magnsio com o indicador tem a cor vermelho-vinho e o indicador livre azul, no pH entre 7 e 11, a cor da soluo vira do vermelho-vinho para o azul, no ponto final. Se os ons magnsio no estiverem presentes na soluo dos ons clcio, necessrio adicion-los, pois so indispensveis para a viragem de cor do indicador.

MgInd-(vermelho) + H2Y2-

MgY2- + H+ + HInd2- (azul)

Ao se colocar o complexo Mg-EDTA (MgY2-) na amostra de leite, o clcio do leite reage com o EDTA do Mg-EDTA, formando o complexo Ca-EDTA (CaY2-), pois mais estvel e desloca o equilbrio, deixando o Mg2+ livre.Ca2+ + MgY2CaY2- + Mg2+

Ao adicionarmos o indicador (Ind), este reage com o clcio e o magnsio livre (cor violeta). Durante a titulao o EDTA reage primeiro com o clcio livre, depois com Ca-Ind e finalmente desloca o Mg do indicador em quantidade equivalente quela que estava combinada com o EDTA (Mg-EDTA) e que foi deslocada inicialmente pelo clcio, antes da titulao. Neste instante desfaz o complexo Mg-Ind, liberando o indicador que azul em pH de 10 a 11. -H+ -H+

H2Ind

-

vermelho 4. Materiais Papel indicador gua destilada (pisseta) Proveta de 50mL Bureta de 50,0 mL

+H+ pH 6-7 azul

Ind

2-

+H+ pH 11-12 laranja Erlenmeyer de 300 mL (2 por grupo) Basto de vidro Bquer de 50 ou 100 mL Agitador e Barra magntica

Ind3-

5. Reagentes Amostra de leite em p Soluo EDTA 0,02 mol/L Soluo Mg-EDTA

Cianeto de Potssio (slido) Indicador negro de eriocromo-T Soluo tampo pH 10 (NH4OH/NH4Cl)30



6. Procedimento experimental Pese numa balana semi-analtica 2,0g de leite em p e transfira para um erlenmeyer de 300 mL. Esta anlise deve ser feita em duplicata. Adicione cerca de 50 mL de gua destilada. Evite deixar qualquer quantidade do leite em p aderido nas paredes do frasco, sem se dissolver, pois isto levar a resultados mais baixo no teor de clcio. Se for necessrio pode aquecer levemente, para facilitar a dissoluo, e resfriar antes de prosseguir a anlise. Na seguinte ordem, adicione na capela 15 mL de soluo tampo pH 10, agite e verifique o pH. Em seguida, adicione alguns cristais de KCN (Cuidado VENENO!), para mascarar outros ons como Cu2+, Zn2+, Fe3+ presentes no leite que interferem bloqueando o indicador. Adicione 1 mL de soluo Mg-EDTA. Finalmente, adicione uma 0,05 g de eriocromoT (indicador), at o aparecimento da cor vermelho-vinho. Lave a bureta de 50 mL com a soluo de EDTA 0,02mol/L. Em seguida zere a bureta e titule at mudana de cor do indicador (azul). 8. Referncias Vogel, A. Anlise Qumica Quantitativa. 5a. ed. Livros Tcnicos e Cientficos. Rio de Janeiro, 1992.

Qumica Analtica Quantitativa MAF 1860 - Licenciatura em Qumica- UCG

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Nomes: Aula:

Data:

Resultados do teor de clcio no leiteGrupo 1 2 3 4 5 Volume gasto de EDTA na primeira titulao (mL) Volume gasto de EDTA na segunda titulao (mL) Clcio no leite (mg/100g de amostra

Exerccios 1- Qual a finalidade de se adicionar KCN na anlise do teor de clcio? 1- Porque a titulao deve ser realizada em pH 10? 2- Qual a finalidade da soluo Mg-EDTA na anlise?3-

Calcule o teor de clcio (mg/100g de leite). Verifique se o valor experimental est concordante com o teor apresentado no rtulo do fabricante.

4- O que necessrio para que uma molcula possa vir a ser um agente complexante? 5- Como o pH o influi na formao de complexos de EDTA? Concluso

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Preparao e padronizao de KMnO4

Uso1. Introduo

Preparao e padronizao de KMnO4 0,02 mol/L

Quando numa reao qumica ocorre transferncia de eltrons, ela chamada de reao de xido-reduo ou simplesmente redox. Um grande nmero de anlise baseia-se em reaes deste tipo, incluindo vrios mtodos volumtricos, como por exemplo, as determinaes permanganimtricas. Este mtodo volumtrico envolve uma reao de xido-reduo em meio cido, na qual ons MnO4- so reduzidos a Mn2+. MnO4 + 5e + 8H + Mn 2 + + 4 H 2 O

O potencial padro de reduo em soluo cida (E0) igual a 1,51V. Isto significa que o on permanganato em meio cido um forte agente oxidante. O cido sulfrico diludo o mais apropriado para acidificar o meio, pois no tem ao sobre o permanganato de potssio. Geralmente, no necessrio o uso de indicadores em titulaes de solues incolores ou levemente coradas, pois basta 0,01 mL de permanganato de potssio 0,02 mol/L para atribuir uma cor rosa-plida no trmino da titulao. Uma das desvantagens das anlises permanganimtricas a de no poder preparar uma soluo padro de permanganato de potssio por simples pesagem do sal e posterior diluio, visto que esta substncia no um padro primrio. Geralmente, ela apresenta traos de MnO2 (dixido de mangans) que tem propriedade de catalisar a reao entre os ons MnO4- e as substncias redutoras presentes na gua destilada usada na preparao da soluo padro. 4 MnO4 + 2 H 2 O MnO2 + 3O2 + 4OH

Assim sendo, antes da padronizao da soluo necessrio que o dixido de mangans seja eliminado por filtrao e a matria orgnica por aquecimento sob refluxo. As solues de permanganato de potssio devem ser armazenadas em frascos escuros, pois so instveis e se degradam com a luz. 2. Objetivos Esta aula tem como objetivos preparar e padronizar uma soluo de permanganato de potssio (KMnO4) 0,02 mol/L, com soluo padro de oxalato de sdio (Na2C2O4), em meio cido.2 KMnO 4 + 5 Na 2 C 2 O4 + 8 H 2 SO 4 K 2 SO 4 + 5 Na 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 10CO 2 + 8 H 2 O

3. Materiais e reagentes 3.1. Parte 1: Preparao da soluo KMnO4 Balo de fundo chato de 500mL Manta aquecedora e reostato Suporte universal com garra Bquer de 100mL Balo volumtrico de 250mL Basto de vidro33



Sistema de refluxo Balana semi-analtica Barbante, tesoura, mangueiras Sistema de filtrao vcuo 3.2. Parte 2: Padronizao da soluo KMnO4 Soluo de H2SO4 1:8 (v/v) Manta aquecedora e reostato

Erlenmeyer de 250mL 300mL de gua recm fervida Condensador reto Kitassato de 1000mL

Erlenmeyer de 250mL Proveta de 100mL Termmetro Bureta de 50 mL

100mL de gua recm fervida Na2C2O4 P. A.

4. Procedimento experimental 4.1. Preparao da Soluo de KMnO4 0,02 mol/L Parte 1 Pese numa balana semi-analtica um bquer de 100mL e adicione 0,79g de permanganato de potssio. Adicione 50mL de gua destilada recm fervida para dissolver o sal e em seguida transfira para um balo volumtrico de 250mL, agite por alguns minutos e acerte o menisco. Transfira esta soluo para um balo de fundo chato de 500mL. Monte o sistema de refluxo (manta, reostato, suporte com garras e condensador reto) e aquea por 10 minutos. Filtre a soluo a vcuo, onde as impurezas sero retidas no funil de vidro sinterizado. Transfira a soluo para um frasco mbar e rotule-o. 4.2. Padronizao da soluo de KMnO4 com oxalato de sdio (Na2C2O4) Parte 2 Utilize oxalato de sdio seco em estufa a 120 C por 2 horas. Pese num papel de filtro cerca de 0,1675 g de oxalato de sdio em balana analtica, anotando o valor da massa at a quarta casa decimal e transfira para um erlenmeyer de 250mL. Adicione 50 mL de gua destilada para dissoluo do sal. Junte 15 mL de H2SO4 1:8 V/V. Lave a bureta com soluo de KMnO4 e VERIFIQUE SE NO H VAZAMENTO. Preencha com a soluo, verifique se no h bolhas e acerte o volume no zero. Coloque um fundo branco para facilitar a visualizao do trmino da titulao. Aquea a soluo do erlenmeyer at cerca de 90 C e titule rapidamente com a soluo de KMnO4. Se ficar soluo de KMnO4 nas paredes do erlenmeyer, lave com pequena quantidade de gua destilada e continue a adio de KMnO4. No deixe a temperatura da soluo no erlen inferior a 60 C. O aparecimento de uma LEVE colorao rsea persistente por 30 segundos, indica o final da titulao. Anote o volume. 5. Referncias JEFFREY, G. H.; BASSET, J.; MEDHAM, J.; DENNEY, R.C. Vogel: Anlise Qumica Quantitativa, 5a edio. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1992.34




Resultados da preparao e padronizao de soluo de KMnO4 0,02 mol/LGrupo Massa do KMnO4 (g) Massa do Na2C2O4 (g) 1 2 3 4 5 Mdia do fator de Correo = Volume gasto (mL) Fator de Correo

Exerccios 1- Calcule o fator de correo da soluo 0,1 mol/L de KMnO4Fc = 2 xM 5 x 0,134 xVv 0,02

Onde: M: massa do oxalato de sdio (g) V: volume gasto na titulao em mL 2- Porque a soluo de KMnO4 deve ser armazenada em frasco de vidro escuro? 3- Porque a soluo deve ser aquecida sob refluxo?4-

Qual a funo da soluo de H2SO4 1:8?

Concluso

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Determinao do H2O2 na gua oxigenada

Uso1. Introduo

Determinao de H2O2 em gua oxigenada 20 volumes comercial

O perxido de hidrognio (H2O2) usualmente encontrado na forma de soluo aquosa com cerca de 3%, 6%, 12% e 30% de perxido de hidrognio, conhecida como gua oxigenada a 10, 20, 40 e 100 volumes, respectivamente. A terminologia est baseada no volume de oxignio libertado quando a soluo for decomposta pela ebulio. Assim, 1 mL de gua oxigenada a 100 volumes libertar 100mL de oxignio (O2) medidos nas condies normais de temperatura e presso (CNTP). Quando se adiciona soluo de permanganato de potssio a soluo de perxido de hidrognio acidificada por cido sulfrico diludo, ocorre a seguinte reao: 2 MnO4- + 5 H2O2 + 6H+ 2 Mn2+ + 5 O2 + 8 H2O Neste caso o MnO4- atua como agente oxidante, sofrendo reduo a ons Mn2+ e o perxido de hidrognio como agente redutor, sofrendo oxidao a O2. 2. Objetivos Esta aula tem como objetivo determinar o teor de H2O2 numa amostra de gua oxigenada comercial, por volumetria de xido-reduo. 3. Materiais

Pipeta volumtrica de 25 mL (2)

Balo volumtrico de 500 mL Proveta de 50 mL Agitador e barra magntica

Bureta de 50 mL Erlenmeyer de 250 mL Bquer de 100 mL 4. Reagentes

gua oxigenada 20 Volumes Soluo padro de KMnO4 0,02 mol/L

Soluo de H2SO4 1:8 v/v

5. Procedimento Experimental 5.1. Preparao da amostra (uma por turma) Pipete 25 mL da gua oxigenada comercial 20 volumes, transfira para um balo volumtrico de 500 mL e complete o volume com gua destilada. Homogeneize a soluo.

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5.2. Titulao da amostra (por grupo) Retire uma alquota de 25 mL da soluo da gua oxigenada com pipeta volumtrica. Transfira para um erlenmeyer de 250 mL e adicione 50 mL gua destilada (medir com a proveta). Acrescente 35 mL de soluo de H2SO4 1:8 v/v. Com o auxlio de um bquer de 100 mL, lave a bureta com soluo de KMnO 4 0,02 mol/L padronizada e VERIFIQUE SE NO H VAZAMENTO. Preencha com a soluo, verifique se no h bolhas e acerte o menisco. Coloque um papel branco sob o erlenmeyer para facilitar a visualizao da mudana de cor. Titule com a soluo de KMnO4 sob agitao magntica. O aparecimento de uma leve colorao rsea na soluo, que persista por mais de 30 segundos indica o final da titulao. Anote o volume da soluo. 6. Referncia JEFFREY, G. H.; BASSET, J.; MEDHAM, J.; DENNEY, R.C. Vogel: Anlise Qumica Quantitativa, 5a edio. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1992.

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Resultados da determinao do teor de H2O2 na gua oxigenadaGrupo 1 2 3 4 5 Volume gasto (mL) Massa de H2O2 por litro de guaoxigenada

Ttulo em volumes

Exerccios 1- Calcule a massa de perxido de hidrognio por litro de gua oxigenada original. 2- Calcule o ttulo em volumes, isto , o nmero de mililitros de oxig~enio, nas CNTP, que podem ser obtidos a partir de 1 mL da soluo original. Concluso

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Preparao e padronizao de AgNO3 0,02 mol/L

Uso1. Introduo

Preparao e padronizao de soluo AgNO3 0,02 mol/L

A volumetria de precipitao se baseia em reaes com formao de compostos pouco solveis. A reao de precipitao deve processar-se praticamente de forma quantitativa no ponto de equivalncia, completar-se em tempo relativamente curto e oferecer condies para uma conveniente sinalizao do ponto final. Na prtica, tais condies limitam muito o nmero de reaes de precipitao utilizveis. Muitas delas no podem servir em virtude da carncia de meios apropriados para a localizao do ponto final. Em um nmero reduzido de casos, possvel conduzir a titulao sob observao visual at o ponto em que a formao de precipitado deixa de ocorrer. Mais comumente, apela-se para o uso de indicadores. Muitos mtodos volumtricos de precipitao empregam indicadores mais ou menos especficos, ou seja, apropriados para uma dada reao de precipitao. H, entretanto, uma classe especial de indicadores, os indicadores de adsoro, que encontram um campo mais geral de aplicao. As possibilidades de aplicao das reaes de precipitao na anlise volumtrica se ampliam consideravelmente com a utilizao dos mtodos fsico-qumicos para a localizao do ponto final. Os indicadores de adsoro foram introduzidos por Fajans. So corantes orgnicos, com carter de cidos ou bases fracos (aninicos ou catinicos, respectivamente), que acusam o ponto final atravs de uma mudana de colorao sobre o precipitado. A mudana de colorao se deve adsoro ou dessoro do corante como conseqncia de uma modificao da dupla camada eltrica em torno das partculas do precipitado na passagem do ponto de equivalncia: assim, o aparecimento ou desaparecimento de uma colorao sobre o precipitado serve para sinalizar o ponto final. Nas anlises volumtricas em geral, a variao das concentraes dos ons reagentes em torno do ponto de equivalncia depende grandemente do grau como se completa a reao. Na volumetria de precipitao, os fatores que decidem a questo so o produto de solubilidade do precipitado e as concentraes dos reagentes. O mtodo volumtrico de precipitao mais importante, nico com um campo de aplicao mais ou menos amplo, a argentimetria, que se baseia na formao de sais (haletos, cianeto, tiocianato) de prata pouco solveis. Existem basicamente trs mtodos argentimtricos: mtodo de Mohr, mtodo de Volhard e por indicadores de adsoro. A argentimetria envolve o uso de solues padres de nitrato de prata (AgNO 3) e tem como principal campo de aplicao determinao de haletos e outros nions que formam sais de prata pouco solveis. A argentimetria compreende diferentes mtodos, que podem ser classificados conforme a titulao seja direta ou indireta. Nos mtodos diretos, a soluo que contm a substncia a determinar titulada com soluo padro de nitrato de prata at o ponto de equivalncia. O ponto final pode ser identificado de vrias maneiras: adio de nitrato de prata at que no mais se observe a formao de precipitado ou mudana de colorao de um indicador.

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2. Objetivos Esta aula tem como objetivos preparar e padronizar uma soluo de AgNO3 0,02 mol/L. 3. Materiais

Bquer de 100mL Basto de vidro Balo volumtrico de 250 mL

Erlenmeyer de 250mL Proveta de 50 ou 100mL Bureta de 50mL

4. Reagentes NaCl (P.A) Soluo de cromato de potssio 5% AgNO3P.A.) 5. Procedimento experimental 5.1. Preparao de soluo 0,02mol/L de AgNO3 Com o auxlio de um bquer de 100mL, pese na balana semi-analtica, a quantidade de massa de nitrato de prata, necessria para preparar 250mL de soluo 0,02 mol/L. Adicione gua destilada para dissolver o sal, e transfira quantitativamente para um balo volumtrico de 250mL. Agite at dissolver completamente o sal e depois complete o volume at o trao de aferio com gua destilada. Esta soluo deve ser armazenada em um frasco mbar (escuro) e conservar ao abrigo da luz. Identifique a soluo escrevendo o nome, concentrao, turma e fator de correo. 5.2. Padronizao da soluo 0,02 mol/L de AgNO3 com Cloreto de Sdio (1 mol=58,5g) Pese num papel manteiga, aproximadamente 0,0293g de cloreto de sdio seco em estufa a 110C por 1-2 horas (anote o valor da massa at a quarta casa decimal). Transfira quantitativamente para um erlenmeyer de 250mL (esta massa de cloreto de sdio a quantidade necessria para reagir completamente com 25mL da soluo de AgNO3 0,02mol/L). Adicione 0,1mL de soluo de cromato de potssio a 5%. Titule com a soluo de AgNO 3 0,02mol/L agitando constantemente at mudana de colorao. Coloque um fundo branco sob o erlenmeyer para facilitar a visualizao da viragem do indicador. 6. Referncias VOGEL, A. Anlise Qumica Quantitativa. 5a. ed. Livros Tcnicos e Cientficos. Rio de Janeiro, 1992. BACCAN, N.; ALEIXO, L. M.; STEIN, E.; GODINHO, O. E. S. Qumica Analtica Quantitativa Elementar. Editora Edgard Blcher Ltda, Campinas, 1979.

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Resultados da preparao e padronizao de soluo de AgNO3 0,02 mol/LGrupo 1 2 3 4 5 Mdia do fator de Correo = Massa do AgNO3 (g) Massa do NaCl (g) Volume gasto (mL) Fator de Correo

Exerccios 1- Calcule o fator de correo da soluo 0,1 mol/L de KMnO4Fc = m 0,0585 xVv 0,1

Onde: m: massa do cloreto de sdio (g) V: volume gasto na titulao em mL

2- Calcule a solubilidade do AgCl, sabendo-se que KPS = 1,8x10-10. 3- Calcule a solubilidade do Ag2CrO4 , sabendo-se que o KPS = 1,1x10-12. Concluso

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Determinao de cloreto pelo mtodo de Mohr

Uso1. Introduo

Determinao de cloretos pelo mtodo de Mohr

O mtodo de Mohr aplicvel determinao de cloreto ou brometo. A soluo neutra do haleto titulada com soluo padro de nitrato de prata na presena de cromato de potssio como indicador. Os haletos so precipitados como sais de prata: o cloreto de prata branco e o brometo de prata branco-amarelado. O ponto final assinalado pela formao de cromato de prata, vermelho. O mtodo baseia-se na precipitao fracionada, pois, precipita-se primeiro o cloreto de prata (AgCl) e, depois, o cromato de prata (Ag2CrO4). Na titulao de ons cloreto com nitrato de prata na presena de ons cromato, as condies da anlise devem ser tais que o cloreto seja quantitativamente precipitado como cloreto de prata (branco) antes que a precipitao do cromato de prata (vermelho tijolo) se torne perceptvel. Para isso, necessrio que o indicador acuse a mudana de colorao com apenas um leve excesso de prata. Estando as duas fases slidas, cloreto de prata e cromato de prata, em equilbrio com a soluo, tm-se: [Ag+] [Cl-] = KAgCl = 1,8x10-10 [Ag+]2 [CrO42-] = KAg2CrO4 = 1,1x10-12 no ponto de equivalncia, [Ag+] = [Cl-] =KA C gl

=

1,8 x1 0

0 1

=1,35x10-5 mol/L

Para o cromato de prata poder precipitar exatamente neste ponto, a concentrao de on cromato teria de ser a seguinte:2 [CrO 4 ] =

K Ag 2 CrO 4 [ Ag +]2

=

1,1x10 12 = 6,0 x10 3 mol / L 5 2 (1,35 x10 )

Portanto, teoricamente, a concentrao de cromato de potssio na soluo deveria ser igual a 0,006 mol L-1. Entretanto, na prtica, faz-se uso do cromato em concentrao mais baixa, aproximadamente 0,002 mol L-1 (no ponto final), pois a colorao amarela das solues mais concentradas dificultam a observao do ponto final. Ento, o cromato de prata comear a precipitar quando: 1,1x10 12 [ Ag ] = = = 2,4 x10 5 mol/L 2 3 [CrO 4 ] 2,0 x10+

K Ag 2CrO 4

Esta concentrao de on prata atingida alm do ponto de equivalncia. Quando a [Ag+] = 2,4x10-5, [Cl-] = 7,5x10-6. Portanto, haver precipitao de uma quantidade adicional de cloreto de prata alm do ponto de equivalncia, que corresponde a um consumo de on prata igual a (1,35x10-5) - (7,5x10-6) = 6,0x10-6 mol L-1. De fato, o ponto de equivalncia deve ser sobrepassado ainda mais, para que se forme cromato de prata em quantidade suficiente para tornar a mudana de colorao perceptvel. Experimentalmente, verificou-se que a quantidade mnima de cromato de prata, necessria para uma mudana de colorao bem definida corresponde ao consumo de aproximadamente, 2x10-5 mol L-1 de on prata.

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O erro da titulao ser maior com o aumento da diluio da soluo e ser bem aprecivel (cerca de 0,4%) em solues diludas, quando a concentrao de cromato da ordem de 0,003 a 0,005 mol L-1. Elimina-se este erro mediante um ensaio em branco com o indicador. Neste ensaio se mede o volume da soluo padro de nitrato de prata que necessrio para atribuir uma cor perceptvel gua destilada com a mesma quantidade de indicador que a usada na titulao. Este volume subtrado do volume consumido da soluo padro. Deve-se observar que a titulao deve ser feita em soluo neutra, ou em soluo levemente alcalina, isto , no intervalo de pH 6,5 a 9, pois em soluo cida, ocorre a seguinte reao:2 CrO42- + 2H+ 2HCrO4Cr2O7 +H2O2-

O HCrO4- um cido fraco e por isso a concentrao do on cromato se reduz e possvel que o produto de solubilidade do cromato de prata no seja excedido. Em solues muito alcalinas, possvel a precipitao do hidrxido de prata (Ksol. = 2,3x10-8). Um procedimento simples de tornar neutra uma soluo cida adicionar um excesso de carbonato de clcio ou de hidrogenocarbonato de sdio. Uma soluo alcalina pode ser acidificada com cido actico e ento se acrescenta um pequeno excesso de carbonato de clcio. O produto de solubilidade do cromato de prata cresce com a elevao de temperatura; por isso a titulao deve ser feita na temperatura ambiente. Por outro lado, em pH muito alto a presena da alta concentrao de ons OH- ocasiona a formao do hidrxido de prata.2 Ag+ + 2OH2AgOH 2Ag2O + H2O

Como conseqncia, o mtodo de Mohr um bom processo para se determinar cloretos em solues neutras ou no tamponadas, tal como em gua potvel, onde o teor mximo permitido de 250mg de Cloreto/Litro de gua. 2. Objetivos Esta aula tem como objetivos determinar o teor de cloreto em amostras de gua obtidas nas dependncias da UCG, pelo mtodo de Mohr. 3. Materiais

Bquer de 50 ou 100mL Pipeta volumtrica de 50 ou 100 mL Pipeta graduada de 10 mL ou 25 mL Agitador e barra magntica

Erlenmeyer de 125 mL Bureta de 50mL Cpsula de porcelana Banho-maria

4. Reagentes

Soluo padro de AgNO3 0,02mol/L

Soluo de cromato de potssio 5%

5. Procedimento experimental

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5.1. Determinao do teor de cloreto na gua Pipete 100mL de amostra para uma cpsula de porcelana de 300 mL. Aquea em banho-maria at reduzir o volume para 20mL (mea o volume). Este procedimento deve ser feito no incio da aula. Pipete 20 mL da amostra e transfira para um erlenmeyer de 125 mL. Adicione 0,5mL de indicador (cromato de potssio a 1%) ou 0,1 mL a 5%. Titule com a soluo de nitrato de prata 0,02 mol/L padronizada at aparecimento de colorao avermelhada. Coloque um fundo branco sob o erlenmeyer para facilitar a visualizao da viragem do indicador. 6. Referncias VOGEL, A. Anlise Qumica Quantitativa. 5a. ed. Livros Tcnicos e Cientficos. Rio de Janeiro, 1992. BACCAN, N.; ALEIXO, L. M.; STEIN, E.; GODINHO, O. E. S. Qumica Analtica Quantitativa Elementar. Editora Edgard Blcher Ltda, Campinas, 1979.

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Resultados da determinao de cloreto na amostra de guaGrupo 1 2 3 4 5 Procedncia da Amostra Volume gasto (mL) mg Cl-/L de gua

Exerccios 1- Calcule o teor de cloreto em (mg/L) da amostra de gua analisada e verifique se est adequada para o consumo (potabilidade), considerando um teor mximo de 250 mg de Cloreto por litro de gua. Concluso

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Anlise Gravimtrica

U1. Introduo

Anlise Gravimtrica

A anlise gravimtrica est baseada na medida indireta da massa de um (ou mais constituinte) de uma amostra. Na medida indireta necessrio converter determinada espcie qumica em uma forma separvel do meio em que se encontra, para ento ser recolhida e, atravs de clculos estequiomtricos, ser determinada a quantidade real do determinado elemento ou do composto qumico que constitui a amostra inicial. A gravimetria pode ser dividida em precipitao e volatilizao. Em linhas gerais a precipitao segue a seguinte ordem: precipitao; filtrao; lavagem; aquecimento e pesagem. Vrios ons podem ser determinados por gravimetria, pois podem ser precipitados com um reagente especfico e pesados aps secagem (Tabela 1). Tabela 1: Alguns elementos determinados por gravimetriaSubstncia analisada Fe Precipitado formado Fe(OH)3 Al(OH)3 Al(ox)3 CaC2O4 MgNH4PO4 ZnNH4PO4 BaCrO4 BaSO4 AgCl AgCl MgNH4PO4 Ni(dmg)2b Precipitado pesado Fe2O3 Al2O3 Al(ox)3 CaCO3 ou CaO Mg2P2O7 Zn2P2O7 BaCrO4 BaSO4 AgCl AgCl Mg2P2O7 Ni(dmg)2-

Interferncias Al, Ti, Cr e metais tetravalentes Fe,Ti,Cr e muitos outros Idem. Mg no interfere em solues cidas Todos os metais exceto alcalinos e Mg Todos os metais exceto alcalinos Todos os metais exceto Mg Pb NO3 , PO43-, ClO3Br-, I-, SCN-, CN-, S2-, S2O32Hg(I) MoO4 , C2O42-, K+ Pd2-

Al

Ca Mg Zn Ba SO42-

ClAg PO4 Nia 3-

ox = oxina (8-hidroxiquinolina) com um H+ removido. bdmg = dimetildioxima com um H+ removido

Para ser realizada a separao adicionado um agente precipitante. O produto formado ento convertido em uma forma insolvel no meio, de modo que, ocorre o surgimento de fases e no h perda aprecivel por redissoluo, permitindo o recolhimento do precipitado atravs de meios filtrantes, sendo este reconvertido ou no em uma forma de pesagem.45


Anlise Gravimtrica

A filtrao pode ser efetuada com simples aparatos de vidro (funil de vidro sinterizado) ou porcelana (funil de Bckner), com papis de filtro apropriados e membranas (cujos poros podem alcanar 0,10 m). O aquecimento pode ser realizado, conforme o caso, em bancada atravs de um bico de Bunsen ou em muflas, onde temperaturas de 1400oC podem ser alcanadas. Usualmente, o agente precipitante um dos constituintes de uma espcie qumica, exemplo: cloreto de sdio (NaCl) em relao ao ction prata (Ag+) o nion cloreto (Cl-), que produz AgCl, um precipitado branco, sendo que os ons (Na+) no interferem no processo. A Tabela 2 apresenta alguns agentes precipitantes orgnicos. Tabela 2: Alguns agentes precipitantes orgnicosReagente Estrutura Metais precipitados Ni(II) em NH3 ou tampo acetato. Dimetilglioxima Pd(II) em HCl. (M2++2HRMR2+2H+) Cu(II) em NH3 e tartarato. alfa-benzoinoxima (cupron) Mo(VI) e W(VI) em H+. (M2++H2RMR+2H+; M2+ = Cu2+, MoO2+, WO22+). Hidroxilamina nitrosofenilamonium (cupferron) Fe(III), V(V), Ti(IV), Zr(IV), Sn(IV), U(IV) (Mn++nNH4RMRn+nNH4+).

8-hidroxiquinolina (oxina)

Vrios metais. til para Al(III) e Mg(II) (Mn++nHRMRn+nH+)

Dietilditiocarbamato de sodio

Vrios metais em solues cidas. (Mn++nNaRMRn+nNa+) K+, Rb+, Cs+, Tl+, Ag+, Hg(I), Cu(I), NH4+, RNH3+, R2NH2+, R3NH+, R4N+ em soluo actica. (M++NaRMR+Na+) Cr2O72-, MnO4-, ReO4-, MoO4-, WO42-, ClO4-, I3- em soluo cida. (An-+nRClRnA+nCl-)

Borotetrafenil de sodio

Cloreto tetrafenilarsonium

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Anlise Gravimtrica

Existem sais que devido a grande capacidade de absoro da gua atmosfrica, no permitem a medida correta de suas massas, bem como precipitados gelatinosos arrastam muita gua que, ao evaporar, leva impreciso da leitura da massa do precipitado. Por isso alguns precipitados so convertidos em outras espcies qumicas. Como regras para efetuar a pesagem de um precipitado (quando este se enquadrar o melhor possvel nestas definies) ou de sua forma de pesagem, necessrio considerar: Composio qumica perfeitamente conhecida. 2. A forma de pesagem seja gerada a temperatura relativamente baixa e estvel mesmo a altas temperaturas. 3. No ser apreciavelmente higroscpica.4.

Uma pequena quantidade do constituinte a determinar origine quantidade relativamente grande da forma de pesagem, pois, tanto mais sensvel ser o mtodo quanto menor a razo entre a massa do constituinte e a massa da forma de pesagem. Deve possuir partculas de dimenses que no passem atravs do meio de filtrao e que no sejam diminudas neste processo.

5.

2. Objetivos Demonstrar o uso de filtrao a vcuo na separao de precipitados. Determinar gravimetricamente o teor de nquel numa amostra de composio conhecida 3. Fundamentos do Mtodo O mtodo baseia-se na precipitao do nquel mediante adio, soluo quente e fracamente cida contendo o on nquel, de uma soluo de dimetilglioxima a 1% em etanol e posterior tratamento com leve excesso de soluo de amnia. Ni2+ (aq) + 2C4H8O2N2 + 2NH3 Ni(C4H7O2N2)2(s) + 2NH4+ (aq) O precipitado lavado, dessecado a 100-120 oC e pesado como Ni(C4H7O2N2)2. A dimetilglioxima quase insolvel em gua, de modo que somente um leve excesso de precipitante deve ser usado, ou seja, 1 mL de soluo de dimetilglioxima a 1% precipita 0,0025 g de nquel. O precipitado solvel em cidos minerais, em solues alcolicas que contenham mais de 50% de etanol (em volume), em gua quente e em solues amoniacais concentradas; porm, insolvel em soluo de amnia diluda, em solues de sais amoniacais e em solues diludas de cido actico-acetato de sdio. Deve-se exercer um controle do excesso de soluo alcolica de dimetilglioxima usada. Se um grande excesso adicionado, a concentrao de lcool torna-se elevada o bastante para dissolver quantidades apreciveis de dimetilglioximato de nquel, levando a resultados baixo. Entretanto, se a concentrao de lcool se tornar muito baixa, algo do reagente pode precipitar, levando a um erro positivo. A precipitao do nquel geralmente completada em meio amoniacal. O paldio interfere no mtodo, pois precipita quantitativamente nas mesmas condies. Ferro e platina divalentes coprecipitam, e ouro se reduz a forma elementar. Em presena de quantidades considerveis de cobalto, cobre e zinco, a precipitao do nquel requer uma quantidade adicional de dimetilglioxima, pois o reagente forma compostos solveis com aqueles metais. A

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Anlise Gravimtrica

hidrlise de ferro (III), cromo e alumnio, com a conseqente precipitao dos hidrxidos, pode ser impedida pela adio de cido tartrico ou cido ctrico. 4. Materiais Cadinho de vidro sinterizado de porosidade mdia Sistema de filtrao a vcuo Bquer de 400 mL Proveta de 50 mL Pipeta graduada de 10 mL Chapa eltrica Banho-maria 4. Reagentes

Dessecador Bquer de 50 mL Estufa Termmetro Basto de vidro e Pisseta

Soluo alcolica de dimetilglioxima a 1% (m/v) Soluo de HCl (1:1) Soluo de amnia 6 mol/L Amostra de NiSO4.6H2O slido, P.A. Soluo de AgNO3 0,1 mol/L

5. Procedimento Experimental 5.1. Preparao do cadinho filtrante realizado pelos tcnicos Lave um cadinho filtrante de vidro sinterizado de porosidade mdia (ou porcelana porosa) e desseque-o na estufa a 100-120 oC por 30 minutos. Retire o cadinho do aquecimento, transfira-o para um dessecador e mantenha-o em resfriamento por 30 minutos ou at incio da aula. 5.2. Preparao da soluo da amostra Parte 1 Pese cerca de 0,3 a 0,4 g da amostra em um bquer de 400mL e anote o valor exato de sua massa na tabela de resultados. Dissolva a amostra em gua, adicione soluo 5 mL de HCl (1:1) e dilua a 200 mL. 5.3. Precipitao da amostra Parte 1 Aquea na chapa eltrica a soluo da amostra a 70-80 oC e adicione soluo de dimetilglioxima a 1% em leve excesso (30 a 35 mL). Imediatamente adicione soluo de NH3 6 mol/L, gota a gota e com constante agitao, at que ocorra precipitao e haja um leve excesso da base (se nota por um fraco odor de amnia); ento adicione 1 a 2 mL de NH 3 em excesso. Transfira o bquer contendo o precipitado para um banho-maria, cubra-o com um vidro de relgio e deixe-o em aquecimento por 20-30 minutos; quando o precipitado vermelho tiver sedimentado, teste para verificar se a precipitao foi completa, adicionando-se duas gotas de dimetilglioxima a 1%. Em48


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seguida, retire o precipitado do aquecimento e deixe-o em repouso por uma hora para esfriar ou at a prxima aula, se for o caso. 5.3 Filtrao e lavagem do precipitado. Parte 2 Identifique um cadinho de vidro sinterizado previamente aquecido e dessecado. Pese-o na balana analtica e anote na tabela de resultados. Monte o sistema de filtrao a vcuo, utilizando um kitasato e o cadinho filtrante previamente pesado. Transfira a soluo sobrenadante para o filtro (retenha o precipitado no bquer) com a ajuda do basto de vidro. Lave o precipitado no bquer por decantao com vrias pores de gua destilada fria, transferindo as lavagens para o filtro. Em seguida, transfira o precipitado para o cadinho com ajuda do basto de vidro e de pequenos jatos de gua. Finalmente, lave o precipitado vrias vezes com pequenas pores de gua destilada fria, at ausncia de cloreto (teste qualitativo com AgNO3 0,1 mol/L). 5.4. Secagem do precipitado Transfira o cadinho contendo o precipitado para uma estufa mantida a 100-120 oC e deixe em aquecimento por 45 minutos nesta temperatura. Retire o cadinho do aquecimento, transfira-o para um dessecador e mantenha-o em resfriamento. Aps resfriado, efetue a pesagem do cadinho. Repita o procedimento de secagem at obteno de peso constante, e determine a massa do precipitado. 6. Referncias VOGEL, A. Anlise Qumica Quantitativa. 5a. ed. Livros Tcnicos e Cientficos. Rio de Janeiro, 1992. BACCAN, N.; ALEIXO, L. M.; STEIN, E.; GODINHO, O. E. S. Qumica Analtica Quantitativa Elementar. Editora Edgard Blcher Ltda, Campinas, 1979.

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Anlise Gravimtrica


Resultados da determinao de cloreto na amostra de guaGrupo 1 2 3 4 5 Massa da amostra (g) Massa do cadinho de Massa do cadinho mais vidro sinterizado (g) precipitado (g) Massa do precipitado (g) Teor de Nquel (%)

Exerccios 1. Com base na massa da amostra (w) e na massa do precipitado aps secagem (m), determine o teor de nquel na amostra.% Ni = m 58 ,71 x x100 w 288 ,94

2. Explique a razo de se efetuar a precipitao do Ni(C4H7O2N2)2 em soluo levemente alcalina. 3. Verifique se os resultados da determinao de nquel pelo procedimento gravimtrico usual sero altos, baixos ou no sero afetados caso ocorra uma das seguintes circunstncias, dando a razo para cada resposta: (a) H presena de grande excesso de soluo alcolica de dimetilglioxima nas guas mes. (b) O on paldio est presente no momento da precipitao do dimetilglioximato de nquel. 4. Explicar como se poderia efetuar a determinao de nquel conforme o procedimento gravimtrico usual, na presena de Fe3+, Cr3+ e Al3+. 5. Calcule o teor de Ni terico que a substncia analisada contm. 6 Compare o resultados experimental obtido com o teor do constituinte mencionado em 4, na amostra analisada. 7. Determinar a pureza da amostra analisada. Concluso

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APOSTILA DE QUIMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA

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