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- INSTITUTO FEDERAL DO NORTE DE MINAS GERAIS LICENCIATURA EM QUÍMICA LABORATÓRIO DE QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA VOLUMETRIA DE PRECIPITAÇÃO Trabalho apresentado como requisito à disciplina de Laboratório de Química Analítica Qualitativa do Curso Licenciatura em Química, sob a orientação do professor Paulo Matrangolo. Acadêmicas: Gabriela Martins Ribeiro Kelly Cristina Almeida Taynara de Jesus Santos. Salinas - MG Agosto – 2022 1. INTRODUÇÃO Os métodos volumétricos que se baseiam na formação de um composto pouco solúvel são chamados de titulações de precipitação. Estas titulações são usadas principalmente para análise de haletos e de alguns íons metálicos. Para que uma reação de precipitação possa ser usada, é preciso que ela se processe em tempo relativamente curto e que o composto formado seja suficientemente insolúvel. A maneira mais conveniente para se saber se uma dada titulação é viável ou não, ou mesmo para se avaliar o erro cometido pelo uso de um determinado indicador é através da curva de titulação. (BACCAN, 1979) A construção da curva de titulação é um passo extremamente importante, pois favorece o entendimento dos princípios que regem a análise titrimétrica, além de contribuir com o controle experimental da titulação aumentando a qualidade da titulação analítica. Esses fatores devem ser considerados, pois em uma análise por titulação de neutralização (como mencionado anteriormente) é imprescindível a escolha do melhor indicador para a verificação do ponto final da titulação, desta forma, os cálculos teóricos iniciais são necessários, sem o qual seria impossível determinar o pH do meio reacional no final da titulação. (FERREIRA, 2011) Existem outros métodos para determinar o ponto final de uma titulação por precipitação que são: I. Método Fajans; II. Método Mohr No método Fajans a titulação faz uso de um indicador de adsorção, ou seja, uma substância que interage com as partículas formadas do precipitado, geralmente essa substância é um corante que após absorver no precipitado, o mesmo muda de cor. A técnica se baseia no fato de que a carga do precipitado no início da precipitação é negativa devido ao excesso de ânions na solução titulada. Contudo, no final da titulação após o ponto de equivalência, existe um excesso de cargas positivas que faz a superfície das partículas do precipitado ficar carregada positivamente atraindo a substância indicadora. Desta forma, é possível determinar o ponto final da titulação. A visualização do ponto final é obtida não pela mudança de cor do precipitado, mas sim da cor do corante indicador, pois a substância usada como indicador ao se ligar ao precipitado muda de cor. (FERREIRA, 2011) O método de Mohr é um método com formação de um sólido colorido, e é aplicado à determinação de cloretos (Cl ) e brometos (Br ). A solução neutra é titulada com nitrato de prata (AgNO3) em presença de cromato de potássio (K2CrO4) que atua como indicador. O método de Mohr não pode ser usado na determinação de iodetos devido a sua coloração avermelhada. Na determinação de cloretos o ponto final é atingido quando os íons cromato combinam-se com os íons prata observando, então, a formação de um precipitado vermelho, pouco solúvel. Para a aplicação do método o pH deve ser entre 7,0 e 9,0 pois com pH menor que 7,0 há uma baixa na concentração dos íons e não há a formação do precipitado desejado e com pH maior que 9,0 a alta concentração dos íons gera a formação de hidróxido de prata. Este método é utilizado na determinação de íons cloreto em soro fisiológico. (BACCAN et al, 2001) 2. OBJETIVOS - Determinar a concentração de uma substância presente em uma amostra a partir da formação de um precipitado; - Determinar íons cloreto presente no soro fisiológico utilizando o método Mohr e Fajans. 3. MATERIAIS E REAGENTES Nitrato de Prata; Erlenmeyer; Cloreto de Sódio; Pipeta Volumétrica; Soro Fisiológico; Béquer; Água Destilada; Suporte Universal; Carbonato de Cálcio; Balão Volumétrico; Cromato de Potássio; Bureta; Fluoresceína. 4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Aferição de uma solução de Nitrato de Prata 0,100mol/L comum uma solução de Cloreto de Sódio 0,100mol/L (padrão primário) - Padronização de Nitrato de Prata Inicialmente calculou-se a massa de NaCl necessária para o preparo de 50 mL de solução de concentração 0,1 mol. L-1. Em uma balança analítica pesou-se 0,2938 g equivalente à massa calculada, transferiu-a para um balão volumétrico de 50 mL, completando-se o volume com água destilada. Homogeneizou-se. Uma alíquota de 2 mL é removida do balão com uma pipeta volumétrica, e transferida para um erlenmeyer de 125 mL, adicionando-se ao mesmo erlenmeyer aproximadamente 50 mL de água destilada , 0,1 g de carbonato de cálcio e 5 gotas de cromato de potássio. Na bureta contendo solução de nitrato de prata 0,100mol/L gotejando-se lentamente até a mudança de coloração de amarelo para marrom avermelhado. Anotou-se o volume gasto de nitrato de prata na titulação. Repetiu-se o processo por duas vezes. - Dosagem do Teor de Cloreto em Soro Fisiológico Mediu-se com uma pipeta volumétrica 10 mL da amostra de soro fisiológico, transferiu-se em uma balão volumétrico de 250 mL completando o volume com água destilada. Homogeneizou-se. Uma alíquota de 25 mL é removida do balão com uma pipeta volumétrica, e transferida para um erlenmeyer de 250 mL, adicionando-se 1 ml de solução indicadora de cromato de potássio e 0,1 g de carbonato de cálcio. Na bureta contendo solução de nitrato de prata 0,100mol/L gotejando-se lentamente até a mudança de coloração amarelo-avermelhado. Anotou-se o volume gasto de nitrato de prata na titulação. Repetiu-se o processo por duas vezes. Em um terceiro erlenmeyer de 250 mL para a determinação do branco, adicionou-se 50 mL de água destilada, 1 mL de solução indicadora de cromato de potássio e 0,1 g de carbonato de cálcio. Como no processo anterior, na bureta contendo solução de nitrato de prata 0,100mol/L gotejando-se lentamente até a mudança de coloração amarelo-avermelhado. Anotou-se o volume gasto de nitrato de prata na titulação. - Dosagem de cloreto pelo Método de Fajans Antes de iniciar o procedimento, a solução de soro fisiológico já estava preparada. Uma alíquota de 25 mL é removida do balão com uma pipeta volumétrica, e transferida para um erlenmeyer de 250 mL, adicionando-se ao mesmo erlenmeyer aproximadamente 25 mL de água destilada, 0,1 g de carbonato de cálcio, agitou-se a solução e em seguida adicionou-se 10 gotas de fluoresceína a 0,2%. Na bureta contendo solução de nitrato de prata 0,100mol/L gotejando-se lentamente até a mudança de coloração. Anotou-se o volume gasto de nitrato de prata na titulação. Repetiu-se o processo por duas vezes. 5. RESULTADO E DISCUSSÃO Na preparação da solução de NaCl concentração 0,1 mol. L-1, inicialmente calculou-se a massa necessária para preparar 50 mL de uma solução de concentração de 0,100 mol/L. (Massa Molar = 58,44 g/mol) 0,1 mol de NaCl — 1000 ml x — 50 ml x= 0,005 mols de NaCl (..) 1 mol de NaCl – 58,44 g/mol 0,005 mols de NaCl – y y = 0,2922 g de NaCl Com o auxílio da balança analítica obteve-se 0,2938 g de NaCl. - Padronização do AgNO3 Na padronização do nitrato de prata, foi transferido para um erlenmeyer de 125 mL, 2 mL da solução de cloreto de sódio e adicionado cerca de 1g de carbonato de cálcio, solubilizando todo o CaCO3 na solução de NaCl. ocorrendo a seguinte reação: 2 NaCl(aq) + CaCO3 (s) ↔ Na2CO3(aq) + CaCl2(aq) Quando adicionou-se 5 gotas de cromato de potássio, notou-se a mudança de coloração da solução, onde foi possível observar a coloração amarela. Quando titulou a mesma com o nitrato de prata, observou-se a mudança de coloração para marrom avermelhado. Verificou-se que o volume consumido de para atingir o ponto de mudança de cor do indicador (ponto de equivalência), a 1ª e 2ª titulação gastou-se 2,1 mL para causar a viragem da solução de NaCI. Para a precisão da análise, foi feito um ensaio “em branco” repetindo o mesmo processo anterior,(exceto o NaCl), no ensaio do branco o volume gasto de nitrato de prata que reagiu com o carbonato de cálcio foi de 0,2 mL. Primeiramente, considerando o volume gasto do ensaio branco , subtraiu-se o volume de CaCO3 que reage com o AgNO3 das soluções 1 e 2 feita com o NaCl. Como os volumes foram idênticos no 1º e 2º erlenmeyer, não foi necessário tirar a média aritmética. Volume da solução - Volume do branco 2,1 mL - 0,2 mL = 1,9mL Reação entre a solução de NaCl e nitrato de prata: NaCl(aq) + AgNO3(aq) →AgCl(s) + NaNO3(aq) Sabendo-se que no PE, o número de mols do titulante AgNO3 é igual ao número de mols do titulado. cl- = Ag+η η MV= MV= Mr 0,100 x 1,9 = 0,19 Mr = 0,200 ÷ 0,19 = 1,0526 mol/L (...) FC= 1,0526÷0,100 = 10,526 O precipitado branco formado que ficou distribuído no fundo do erlenmeyer era o cloreto de prata (AgCl). Houve alteração na coloração, essa alteração ocorreu devido à presença do indicador cromato de prata (Ag2CrO4) formando a coloração marrom avermelhado, por ele ser mais solúvel. Como mostra a reação abaixo: Ag+ + Cl- AgCl (precipitado branco)→ 2 Ag+(aq) + CrO42-(aq) Ag2CrO4(aq)→ - Dosagem do Teor de Cloreto em Soro Fisiológico Na determinação do teor de Cloreto em soro fisiológico, pelo método de Mohr, foi transferido para um erlenmeyer de 250 mL, 25 ml de soro fisiológico e adicionando cerca de 1g de carbonato de cálcio, solubilizado todo o CaCO3 na solução. Quando adicionou 1 mL de cromato de potássio, notou-se a alteração da coloração inicial amarela, para marrom avermelhado logo após a adição de AgNO3. Como na prática anterior a titulação foi feita em duplicata, obtendo os mesmos valores: no primeiro e segundo erlenmeyer foram gastos 2,1 mL de AgNO 3. Ocorreu a seguinte reação: AgNO3(aq) + Cl-(aq) AgCl(aq) + NO3(aq)→ Para a precisão da análise, foi feito um ensaio “em branco” repetindo o mesmo processo anterior, (exceto o soro fisiológico), no ensaio do branco o volume gasto de nitrato de prata que reagiu com o carbonato de cálcio foi de 0,2 mL. Primeiramente, considerando o volume gasto do ensaio branco , subtraiu-se o volume que reage com o AgNO3 das soluções 1 e 2 feita com o soro fisiológico. Como os volumes foram idênticos no 1º e 2º erlenmeyer, não foi necessário tirar a média aritmética. Determinou-se o valor de cloreto de sódio presente no soro fisiológico, através dos cálculos: Volume da solução - Volume do branco 2,1 mL - 0,2 mL = 1,9 mL Sabendo-se que no PE, o número de mols do titulante AgNO3 é igual ao número de mols do titulado, calculou-se o teor de Cl- presente no soro fisiológico: Ag+ = NaClη η 1,081 x 0,100 x 0,0019 = m/ 58,45 m= 0,0120 g NaCl (...) 0,0120 g — 25 mL x — 250 mL x = 0,12 g NaCl (...) 0,12g — 10mL am x — 100 mL x = 1,2 % O precipitado branco formado que ficou distribuído no fundo do erlenmeyer era o cloreto de prata (AgCl), característica da análise antes de se atingir o ponto de equivalência, devido à cor do cromato de potássio observar-se uma tonalidade amarelada. No método de Mohr esse tipo de indicador é aplicado na titulação do íon cloreto (Cl- ) com o íon prata (Ag+). Após o ponto de equivalência, essa alteração ocorreu devido à presença do indicador cromato de potássio (K2CrO4). O ponto final da titulação foi identificado quando os íons prata se depositaram na forma de (AgCl), formando cromato de prata (Ag2CrO4) após a precipitação total do cloreto presente no soro fisiológico formando a coloração marrom avermelhado, por ele ser mais solúvel. Como mostra a reação abaixo: Ag+ + Cl- AgCl (precipitado branco)→ 2 AgNO3(aq) + K2CrO4(aq) Ag2CrO4(aq) + KNO3(aq)→ - Dosagem de cloreto pelo Método de Fajans Na dosagem do cloreto pelo método de Fajans, os indicadores são de absorção que são substâncias orgânicas que tendem a ser absorvidas sobre a superfície do precipitado formado na titulação de precipitação, pelo método de Fajans. Foi transferido para um erlenmeyer de 125 mL, 25 ml de soro fisiológico e adicionando cerca de 1g de carbonato de cálcio, solubilizando todo o CaCO3 na solução. Quando adicionou 10 gotas de fluoresceína, notou-se a alteração da coloração inicial verde fluorescente, para alaranjado logo após a adição de AgNO3. A fluoresceína é um indicador de adsorção típico, utilizado para a titulação do íon cloreto com nitrato de prata. Em soluções aquosas, a fluoresceína se dissocia parcialmente em íons hidrônio e íons fluoresceinato que é adsorvido mais fortemente do que o íon nitrato, foi imediatamente absorvido e revelou a sua presença no precipitado não pela sua própria cor (solução), mas sim, por uma cor rosa, resultante do complexo de prata que foi formado e de um íon fluoresceína modificado na superfície com os primeiros traços de excesso dos íons prata. A titulação foi feita em duplicata, no primeiro erlenmeyer foi gasto 2,0 mL de AgNO3, no segundo foram gastos a quantidade de 2,6 mL obtendo a média aritmética de 2,3 mL. As reações envolvidas são as seguintes: AgNO3 (aq) + Cl-(aq) AgCl (aq) + NO3-(aq)→ Ind- (aq) + H+( aq)( Fluoresceinato) Hlnd( aq) ( Fluoresceína)→ Ag+(aq) + Ind-(aq) Aglnd(s) (ppt vermelho)→ 2AgNO3(aq) + 2OH- (aq) 2AgOH(s) Ag2O(s) + H2O(L)→ → Sabendo-se que no PE, o número de mols do titulante AgNO3 é igual ao número de mols do titulado, calculou-se o teor de Cl- presente no soro fisiológico: Ag+ = Cl-η η Cl- = 0,10 mol/L • 2,3x10-3 = 2,3x10-4 mol Cl1- 2,3x10-4 mol — 25 mL — 250 mLη = 2,3x10-3 mol NaOHη = m/MM →m = x MMη η m = 2,3x10-3 • 58,45 = 0,1344g 0,1344 g NaOH — 10 mL soro x — 100 mL x = 1,34% 6. CONCLUSÃO Na realização do experimento pode-se observar as sessão da titulação de precipitação e as condições para que esta ocorra, na visualização do ponto de equivalência da titulação são usados indicadores eles podem ser específicos e de absorção. Foi observado que na sinalização do ponto de equivalência é feita por mudança de cor como formação do precipitado. Já na determinação de cloreto em soro fisiológico foi realizada pelos métodos argentimétricos de Mohr e Fajans com carbonato de cálcio e fluoresceína como indicadores do ponto final, respectivamente. No método de Mohr é necessário manter a concentração do indicador baixa para que não dificulte a visualização do ponto final. 7. REFERÊNCIAS ATKINS, P. e JONES, L Princípios da química. 1º ed. Porto Alegre: Bookman, 2001. BACCAN, N; ANDRADE, J.C; Química Analítica Quantitativa Elementar. São Paulo; Campinas; Universidade Estadual de Campinas, 1979. BACCAN, N; ANDRADE, J.C; O.E.S. GODINHO, J.S. BARONE, Química Analítica Quantitativa Elementar. São Paulo; Campinas; Edgard Blucher, 3a ed., 2001. FERREIRA, R.Q; RIBEIRO, J. Química Analítica 2. Vitória: UFES, Núcleo de Educação Aberta e a Distância, 2011. MATOS, M.A. Introdução à análise química QUI 094. PDF. http://www.ufjf.br , 2011. http://www.ufjf.br PubChem. Fluorescein. Disponível em: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Fluorescein. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Fluorescein
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