AQQI - Volumetria de precipitação

7/28/2019 AQQI - Volumetria de precipitação

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Instituto Federal Sul Rio-grandenseCampus Pelotas

Coordenadoria de QuímicaAnálise Química Quantitativa Inorgânica

Volumetria de Precipitação

Componentes: Caroline Duarte e Bethânia Camargo

PELOTAS

Abril/ 2013



OBJETIVOS

- Preparar e padronizar uma solução padrão de nitrato de prata;

- Determinar cloretos em uma amostra de água do mar (Cassino) utilizando o método de

Mohr;

- Preparar e padronizar uma solução de tiocianato de potássio;

- Determinar a concentração de brometos em uma amostra de KBr p.a. utilizando o

método de Volhard;

- Determinar o teor de HCl em uma amostra de ácido clorídrico concentrado utilizando

o método de Volhard.



INTRODUÇÃO

A utilização de uma substância de concentração já conhecida, chamada de solução

padrão, para a determinação de uma outra solução qualquer, baseada na capacidade de reação

destas entre si, é chamada de análise titulométrica, ou apenas titulometria. O nome se dá pelo

modo como a análise é feita: utilizando-se o método da titulação.

Pode-se dividir a titulometria em análise gravimétrica, que concentra-se na massa das

soluções envolvidas; e análise volumétrica, que tem seu foco no volume daquelas.

Uma das formas da análise volumétrica de substâncias é a volumetria de precipitação,

que se baseia na precipitação decorrente da reação da solução padrão com a solução a ser

titulada. A principal utilização deste método é a determinação de haletos em amostras, pois,

em geral, estes tendem a formar sais pouco solúveis. Isso se dá em função do produto de

solubilidade, que em geral tende a ser pequeno em, por exemplo, produtos de reações de prata

com haletos.

A curva de titulação teórica nos ajuda a ver a variação da concentração dos reagentes:

Tomando como exemplo uma titulação de ácido clorídrico com solução titulante de

nitrato de prata, o precipitado formado é de AgCl. Para achar a concentração dos íons Ag+ e

Cl- no ponto de equivalência, utiliza-se a fórmula Ps = [cátion] . [ânion]. Já que a

concentração dos íons é igual neste ponto, a fórmula Ps = [cátion] . [cátion] ou Ps = [ânion] 2

(ou vice-versa) também funcionará. Levando-se em consideração que o produto desolubilidade é tabelado, tirando-se a raiz desta fórmula, tem-se a concentração de cada



reagente. Neste caso, quando ocorre a formação de precipitado de coloração diferente da

solução, sabe-se que o indicador cromato de potássio reagiu com o excesso de Ag+, indicando

o ponto final da titulação que consiste na reação de todo cloro com a prata. Descobre-se a

concentração necessária do íon cromato para que o precipitado colorido se forme, pela mesma

fórmula utilizada para descobrir a concentração dos íons no ponto de equivalência, porém,

destes dois, usa-se apenas o íon que irá reagir com o indicador. Após descobrir a concentração

da prata e do cloro, utiliza-se a concentração da prata e a de cromato na fórmula, juntamente

com o produto de solubilidade do precipitado formado por estes íons.

Em outros casos, dependendo do indicador, pode ocorrer uma mudança na coloração da

solução devido a algum complexo solúvel formado, ou ainda, a adsorção de um composto

orgânico sobre a superfície do precipitado, não apenas alterando a cor, mas transferindo a cor da solução para o sólido, ou o contrário.

A solução padrão mais utilizada na volumetria de precipitação é o nitrato de prata.

Métodos titulométricos que utilizam esta solução padrão são chamados de métodos

argentimétricos, ou argentimetria (referente à prata em latim: Argentum), sendo estes os

métodos mais importantes para a volumetria de precipitação.

Das formas de titulações diretas da argentimetria (ou seja, a solução padrão de nitrato de

prata é a solução titulante) temos o método de Mohr e o método de Fajans. O segundo utilizaindicadores de adsorção. Já o primeiro indica o ponto final pela formação de um precipitado

colorido, utilizando como indicador; porém aí já se dá uma limitação do método: só

pode ser realizado entre pH 6,5 e pH 10,5, pois abaixo desta faixa ocorreria a influência do

íon e acima desta faixa ocorreria a influência do íon como nas reações abaixo,

respectivamente:

Esta limitação de pH também restringe o método à não realização de titulações de

haletos provenientes de bases fracas, pois estes apresentam hidrólise ácida, o que resultaria

em um pH menor que 6,5. Outra limitação do método são os ânions interferentes

(

) que não são inibidos em função do pH, que não pode

ser ácido.

Já das formas de titulação indireta da argentimetria (ou seja, a solução titulada reage

com o nitrato de prata, porém, a solução titulante é outra solução padrão) temos o método de

Volhard, que utiliza tiocianato de potássio ou tiocianato de amônio como soluções titulantes,



e solução sulfato férrico e amônio como indicador, o qual indica o ponto final com uma

mudança de coloração na solução titulada. As vantagens do método de Volhard são que, com

a adição de ácido nítrico à amostra antes de qualquer reação ocorrer, seu meio ácido impede a

precipitação dos ânions interferentes já citados, e que é possível titular cloretos de bases

fracas, não havendo, assim, limitação de pH.

O preparo de uma solução padrão de nitrato de prata se dá pelo método indireto de

padronização por não ser o um padrão primário, sendo assim necessário padronizar tal

solução pelo método de Mohr (titulação direta) com cloreto de sódio, para definir-se o fator

de correção da concentração da solução padrão preparada.

A determinação da concentração de cloretos na água do mar (no caso, do Cassino) pelo

método de Mohr é uma simples titulação direta que utiliza nitrato de prata como solução

padrão, pois este é um método argentimétrico, e cromato de potássio como indicador. Este

indica o ponto final após a reação total do cloreto com a prata através de um precipitado

vermelho de cromato de prata seguindo as mesmas reações anteriores, pois esta titulaçãoapresenta os mesmos íons.

Para preparar uma solução padrão de tiocianato de potássio também utiliza-se o método

indireto de padronização, pois este é higroscópico, não sendo assim padrão primário. Todavia,

passa a ser considerado quando aquecido em estufa, utilizando-se então o método direto de

padronização. O método da titulação de padronização deste sal é o método de Volhard, no

sentido de que é uma argentimetria indireta (o nitrato de prata não está na bureta) e não uma

titulação indireta de fato, porque o titulante reage diretamente com o titulado.Para determinar a concentração de brometo de potássio e de ânion brometo em uma

amostra de KBr p.a. utiliza-se o método indireto de Volhard, reagindo primeiro a amostra com

o nitrato de prata, depois, o excesso deste com a solução titulante, e por último, no ponto

final, o pequeno excesso de solução titulante reagindo com o indicador que forma um

complexo solúvel vermelho. As reações são representadas a seguir, respectivamente:



Para fazer uma determinação de cloretos (no caso, o teor de HCl no ácido clorídrico

concentrado) utilizando-se do método de Volhard, é necessário que se faça uma filtração após

a reação da amostra com o nitrato de prata, antes que a titulação ocorra, para poder isolar a

prata em excesso. Isso se deve ao fato de que a tendência das soluções é formar o precipitado

menos solúvel e a reação da prata com o cloro forma um precipitado de solubilidade maior do

que o precipitado proveniente da reação da prata com o tiocianato, o que quer dizer que o

cloreto de prata tem tendência a reagir com o tiocianato, formando o precipitado menos

solúvel, que é o tiocianato de prata. Isto impediria a determinação, pois não seria apenas o

excesso de prata que reagiria com o tiocianato, a prata que já havia reagido com o cloro,

reagiria novamente, conforme a reação a seguir:

As reações pretendidas na titulação são a da amostra com o nitrato de prata, a do

excesso com o nitrato de prata com o tiocianato, e a do excesso de tiocianato com o indicador:

Na determinação de brometos não há necessidade de filtração, pois o brometo de prata

já é o precipitado menos solúvel formável, não ocorrendo a reação deste com o íon tiocianato

para a formação de tiocianato de prata:

Nas determinações através do método de Volhard, deve-se ter atenção para a ordem de

adição dos reagentes: antes da reação com o nitrato de prata deve-se fazer a acidificação do

meio com ácido nítrico, porque o pH ácido é exatamente a condição necessária para que os

ânions interferentes não precipitem.



DESENVOLVIMENTO

- CÁLCULOS INICIAIS

- Solução padrão de nitrato de prata.

- Preparo da solução de AgNO3 ≈ 0,1N a ser padronizada:

⁄

- Massa de padrão primário necessária para a padronização:

- Determinação de cloretos pelo método de Mohr:

- Verificação da diluição da amostra de água do mar ≈ 30g NaCl.L-1:



A amostra necessita diluição por ser cinco vezes mais concentrada que o nitrato de prata,

que tem concentração 0,1N.

- Solução padrão de KSCN:

- Preparo da solução padrão de KSCN ≈ 0,1N a ser padronizada:

- Determinação de brometos pelo método de Volhard:

- Preparo de 200mL de amostra ≈ 0,1N



- MATERIAIS E REAGENTES

- VIDRARIA

- Béquer 250mL, 100mL UNIGLAS

- Balão volumétrico 200mL, 250mL, 500mL, 1000mL

- Funil de vidro

- Bureta 25mL, 50mL

- Erlenmeyer 125mL, 250mL SATELIT

- Pipeta volumétrica 2mL,10mL, 20mL 25mL

- Pipeta graduada 1mL, 5mL, 10mL

- Proveta 100mL

- Frasco de vidro

- EQUIPAMENTOS

- Haste universal

- Pisseta

- Garra para bureta

- Pera- Balança analítica

- Espátula

- Papel filtro

- REAGENTES E SOLUÇÕES

- Nitrato de Prata 0,1N Fator:1,0136 - Cromato de potássio 5%- Água do mar

- Tiocianato de potássio 0,1N Fator: 0,9817

- Água destilada

- Ácido nítrico 6mol.L-1

- Sulfato férrico e amônio 40%

- Nitrato de prata 0,1N fator: 0,9961

- HCl p.a.- HNO3 p.a



- PROCEDIMENTO

- Preparo da solução padrão de AgNO3:

Para preparo de um litro da solução de AgNO3 0,1N, utiliza-se balão volumétrico de 1L

de capacidade e dissolve-se 17g de AgNO3 em água destilada.

Agita-se o balão até formar-se uma mistura homogênea.

Para padronizar a solução usamos o chamado método de Mohr, onde coloca-se esta em

uma bureta devidamente ambientada e titula-se com 25mL de uma solução de NaCl 0,1N,

adiciona-se ainda 1mL de cromato de potássio 5% que serve para a identificação do ponto

final da titulação. Titula-se até que a solução no erlenmeyer forme um precipitado de

coloração vermelho-tijolo que indica a reação total da solução com o indicador e o ponto final

da titulação. Armazena-se a solução em um frasco de vidro âmbar.

A solução é descartada em resíduos de prata.

- Determinação de cloretos pelo método de Mohr:

Para a determinação de cloretos em uma amostra de água do mar dilui-se 50mL desta a

250 mL com água destilada em um balão volumétrico de 250mL de capacidade. Transfere-se

uma alíquota de 25mL desta solução para um erlenmeyer e adiciona-se 1mL de cromato de

potássio 5%, após, coloca-se AgNO3 0,1N em uma bureta devidamente ambientada e titula-se

até a obtenção de um precipitado de coloração vermelho-tijolo que identifica o ponto final da

titulação.


- Preparo da solução padrão de KSCN:

Para preparo de um litro da solução de KSCN 0,1N utiliza-se balão volumétrico de 1L

de capacidade e diluí-se 9,7g de KSCN em água destilada.Agita-se o balão até formar-se uma mistura homogênea e armazena-se esta em um

frasco de vidro.

Para padronizar a solução coloca-se esta em uma bureta devidamente ambientada, após,

adiciona-se a um erlenmeyer uma solução de 25 mL de AgNO3 0,1N, 75mL de água

destilada, 5mL de HNO3 6mol/L e ainda 1mL de indicador férrico 40% para identificação do

ponto final da titulação. Titula-se até que a solução no erlenmeyer fique com uma coloração

vermelha indicando término da reação e da titulação.A solução é descartada em resíduos de prata.



- Determinação de brometos pelo método de Volhard:

Para a determinação de brometos em uma amostra de KBr p.a., prepara-se uma solução

desta a 0,1N. Para isso, dissolve-se 2,38g de amostra a 200mL com água destilada.

Coloca-se 20mL da amostra em um erlenmeyer, juntamente com 75mL de água

destilada, 5mL de HNO3 6mol/L e 25mL de AgNO3 0,1N. Agita-se bem para que o

precipitado coagule. Adiciona-se, após, 1mL de indicador férrico 40% que serve para a

identificação do ponto final da titulação.

Coloca-se em uma bureta KSCN 0,1N e titula-se até a solução apresentar coloração

vermelha que indica o término da reação e da titulação.


- Determinação de cloretos pelo método de Volhard:

Para a determinação de cloretos em uma amostra de ácido clorídrico concentrado,

prepara-se uma solução desta a 0,1N. Para isso, dilui-se 20mL de HCl concentrado com

200mL de água destilada.

Coloca-se 20mL da amostra diluída em um béquer de 250mL de capacidade juntamente

com 5mL de ácido nítrico 6mol/L e 25mL de nitrato de prata 0,1N, agita-se bem para que o

precipitado coagule. Filtra-se a solução para um erlenmeyer e lava-se com ácido nítrico1:1000, a fim de que toda prata precipite. Adiciona-se 1mL de indicador férrico.

Coloca-se KSCN 0,1N em uma bureta devidamente ambientada e titula-se com a

solução até que apresente coloração avermelhada indicando o término da reação e da

titulação.




RESULTADOS

-CÁLCULOS FINAIS

Preparo da solução padrão de nitrato de prata:

- Cálculo da concentração do AgNO3:

- Tabela de resultados da turma:

AgNO3 “A” (N) AgNO3 “B” (N)

0,10000 0,102880,10080 0,100400,09804 0,10081

̅ ̅

Fator: 0,9961 Fator: 1,0136

- Fator:

Fator 1,0000

Determinação de cloretos pelo método de Mohr:

- Determinação em NaCl:

Vgasto.N.Fator = nºEqgNaCl

()



- Cálculo da massa de cloreto de sódio em 250mL da amostra diluída:

() X = 1,4942g NaCl

- Cálculo do cloreto de sódio em gramas por litro:

Massa de cloreto de sódio em 250mL diluição = massa de cloreto de sódio em 50mL deamostra bruta

()

- Cálculo em porcentagem p/v de cloreto de sódio na amostra:

Massa de cloreto de sódio em 250mL diluição = massa de cloreto de sódio em 50mL deamostra bruta

()( ⁄ )

⁄

- Determinação em Cl-:

Vgasto.N.Fator = nºEqg Cl-

0,0252L.0,1N.1,0136 = 2,55.10-3

Eqg

()

- Cálculo da massa de cloretos em 250mL de amostra:

()

X = 0,9067g Cl-



- Cálculo de cloretos em gramas por litro:

- Cálculo em porcentagem p/v de cloretos na amostra:

Massa de Cloreto em 250mL de diluição = massa de cloretos em 50mL da amostra bruta


Cl-

NaCl

%p/v g/L-

%p/v g/L-

1,80 17,96 2,96 29,60

1,81 18,14 2,99 29,881,80 18,03 2,97 29,711,80 18,03 2,97 29,721,81 18,14 2,99 29,901,82 18,21 3,00 30,001,81 18,14 2,99 29,88

- Padronização de KSCN pelo método de Volhard:

() ()




- Cálculo do fator:

X= 0,9817

Determinação de brometos pelo método de Volhard:

- Cálculo do volume de nitrato de prata que reagiu com o tiocianato de potássio:

Volume de AgNO3 que não reagiu com a amostra = Volume de AgNO3 que reagiu comKSCN

()

- Cálculo do volume de nitrato de prata que reagiu com a amostra (KBr):

- Cálculo da massa de Brometo de potássio em 200mL de amostra diluída:

KSCN ≈ 0,1N

N0,097660,098820,09804

̅

Fator: 0,9817



2,3553g KBr

- Cálculo da porcentagem p/p de KBr na amostra:

- Cálculo da massa de Br - em 200mL amostra diluída:

- Cálculo da porcentagem p/p de Br - na amostra:

- Tabela com os resultados da turma:

%p/p

KBr Br-

97,39 65,4797,39 65,4797,88 65,8098,38 66,1496,89 65,12

93,89 65,1498,82 66,44



Determinação de cloretos pelo método de Volhard:

- Cálculo do volume de nitrato de prata que reagiu com o tiocianato de potássio:

Volume de AgNO3 que não reagiu com a amostra = Volume de AgNO3 que reagiu comKSCN

()

- Cálculo do volume de nitrato de prata que reagiu com a amostra (HCl):

- Cálculo da massa de ácido clorídrico em 200mL de amostra diluída:

X= 0,8923g HCl

- Cálculo da porcentagem p/p de HCl na amostra:



dHCl=1,81g/mL

- Cálculo da porcentagem p/p de Cl- na amostra:

- Tabela com os resultados da turma:

%p/p

HCl Cl-

37,17 36,1537,93 36,89

37,48 36,4537,65 36,6036,62 35,1137,29 36,2737,78 36,74



CONCLUSÃO

O grupo A obteve concentração 0,09661N e fator 0,9661 em seu preparo de solução

padrão de AgNO3 0,1N, enquanto o grupo B obteve concentração 0,10136N e fator 1,0136,

estando a solução preparada pelo grupo B mais concentrada e mais próxima do valor desejado

do que a solução preparada pelo grupo A, ou seja, mais exata.

Na determinação de cloretos pelo método de Mohr, a porcentagem de NaCl e Cl- foi

medida em p/v e a massa de NaCl e Cl - na amostra foi medida em g.L-. Obteve-se

porcentagem de 1,81% p/v de Cl- na amostra e no cálculo da massa de Cl- na amostra o valor

de 18,14g/L. Já no cálculo da porcentagem de NaCl na amostra, obteve-se o valor de 2,99%

p/v e a massa de NaCl na amostra foi determinada no valor de 29,88g/L. Estes valores nos

indicam que em ambas as medições, os resultados foram precisos e exatos, pois se

aproximaram tanto do valor pretendido quanto entre si.

No preparo da solução padrão de KSCN, foi feita apenas uma solução que ao ser

padronizada obteve-se concentração de 0,09817N e fator 0,9817N. Estando essa solução com

concentração próxima ao valor desejado, ou seja, bastante exata.

Foi obtido, na determinação de brometos pelo método de Volhard, os valores de 98,52%

p/p de KBr e 66,44% p/p de Br - na amostra. Os valores encontrados foram bastante

imprecisos, pois houve uma variação relativamente grande entre os valores da turma.

Em relação à determinação de cloretos pelo método de Volhard, obteve-se resultados de

37,78% p/p de HCl e 36,74% p/p de Cl- na amostra. Esses valores nos indicam que o

resultado foi relativamente exato, pois se aproximou do valor esperado, porém impreciso, pois

os resultados obtidos pela turma variaram muito entre si.



BIBLIOGRAFIA

Skoog, D. [et al.]. Fundamentos da Química Analítica. São Paulo: 8ª Ed Cengage

Learning, 2011.

Vogel, A. Análise Química Quantitativa. 5ª Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan

S.A., 1989.

Ohlweiler, O.A. Química Analítica Quantitativa. 3ª Ed. Rio de Janeiro: LTC – Livros

técnicos e científicos Editora S.A., 1981.

Harris, [et al.] Análise Química Quantitativa.

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