Atividade Analítica Clássica Experimental 2

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Universidade Federal do Rio de Janeiro - Instituto de Química 
Disciplina: IQA242 - Química Analítica Clássica Experimental II 
Período: 2021.2 - Data: 05/03/2022 
Aluna: Beatriz Henrique da Rocha - 
 
QUESTIONÁRIO DE AVALIAÇÃO 
 
1- 
A fim de avaliar qual é a concentração da solução 30% m/m de peróxido de hidrogênio 
(H2O2) em água encontrado no frasco antigo de peridrol, supondo que contenha 1L desta solução 
e sabendo que a densidade é igual a 1,11 kg/L, calcula-se a massa de H2O2 presente neste volume, 
em seguida, sendo possível calcular a molaridade dessa solução da seguinte maneira: 
 
1,00 𝑘𝑔 − − − 1000 𝑔 
1,11 𝑘𝑔 − − − 𝑋 𝑔 
𝑋 = 1110 𝑔 𝑒𝑚 1𝐿 
 
30 𝑔 − − − 100 𝑔 
𝑌 𝑔 − − − 1110 𝑔 
𝑌 = 333 𝑔 𝑑𝑒 𝐻2𝑂2 𝑒𝑚 1𝐿 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 
 
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑜 𝐻2𝑂2 = 34,01 𝑔/𝑚𝑜𝑙 
34,01 𝑔 − − − 1 𝑚𝑜𝑙 
333 𝑔 − − − 𝑍 𝑚𝑜𝑙 
𝑍 = 9,79 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑑𝑒 𝐻2𝑂2 𝑒𝑚 1𝐿 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 
 
A determinação de peróxido de hidrogênio em água oxigenada comercial pode ser 
realizada por meio da titulação usando permanganato de potássio (KMnO4) como titulante. Dessa 
forma, ao se utilizar 0,02M de KMnO4, é necessário utilizar 0,05M da solução de H2O2 no sistema 
titulado. Essas concentrações são explicadas pela relação estequiométrica, após a realização do 
balanço de elétrons, na reação global. 
𝑀𝑛𝑂4
− + 8𝐻+ + 5𝑒− ⇄ 𝑀𝑛2+ + 4𝐻2𝑂 | 𝐸° = 1,51 𝑉 
𝑂2 + 2𝐻
+ + 2𝑒− ⇄ 𝐻2𝑂2 | 𝐸° = 0,682 𝑉 
Reação global: 2𝑀𝑛𝑂4
− + 5𝐻2𝑂2 + 6𝐻
+ ⇄ 2𝑀𝑛2+ + 5𝑂2 + 8𝐻2𝑂 
Logo, sabendo que a molaridade da solução de 30% de H2O2 é igual a 9,79M, faz-se 
necessário realizar uma diluição. Para preparar uma solução de peróxido de hidrogênio a 0,05M, 
teremos que adicionar 194,8mL de água destilada, a partir do cálculo: 
𝐶𝑖𝑉𝑖 = 𝐶𝑓𝑉𝑓 
9,79 𝑀 × 1 𝑚𝐿 = 0,05 𝑀 × 𝑉𝑓 
𝑉𝑓 = 195,8 𝑚𝐿 
Transfere-se uma pequena quantidade da solução de H2O2 para um béquer, rinsado 
inicialmente com esta mesma solução, então transfere-se 1mL com uma pipeta automática para 
um béquer de 200 mL. Com isso, adiciona-se no béquer 194,8 mL de água destilada com auxílio 
de uma proveta, atingindo o volume final de 195,8 mL. Dessa forma, obtém-se a solução 30% 
diluída a 0,05M que será utilizada nas titulações. 
Em seguida, preparou-se a bureta que, primeiramente, foi rinsada com a solução de 
KMnO4 padronizada horizontalmente, devendo passar pela torneira e dispensar essa pequena 
quantidade. Essa etapa deve ser realizada ao menos 3 vezes. Sabendo que a bureta está intacta, 
preenche-se a mesma com a solução até a acima da marca de aferição e verifica-se a presença de 
bolhas que devem ser retiradas. 
No erlenmeyer de 125mL, adicionou-se 10 mL da solução 30% de H2O2 com uma pipeta 
volumétrica. Depois, adicionou-se 5 mL da solução de ácido sulfúrico a 20% v/v com intuito de 
ajustar o meio, visto que esta titulação deve ser realizada em meio fortemente ácido para que o 
MnO4- se reduza a Mn2+ e assim seja possível utilizar a autoindicação do KMnO4. Isso porque ao 
atingir o ponto final quando o KMnO4 tiver acabado de reagir com o analito e adicionarmos um 
pequeno excesso de KMnO4, notaremos uma coloração levemente violeta em decorrência da 
presenta de íons MnO4- livres na solução. 
Dessa forma, pode-se iniciar a titulação. Zera-se a bureta e titula-se até que se observe a 
mudança de cor, anotando o volume gasto de permanganato de potássio para que possa ser 
utilizado nos cálculos. A titulação foi realizada em triplicata a fim de minimizar os erros. 
O ponto de equivalência pode ser calculado a partir da relação estequiométrica entre o 
KMnO4 e H2O2: 
𝑋𝑛𝑀𝑛𝑂4− = 𝑌𝑛𝐻2𝑂2 
𝑋 × 𝐶𝑀𝑛𝑂4− × 𝑉𝑀𝑛𝑂4− = 𝑌 × 𝐶𝐻2𝑂2 × 𝑉𝐻2𝑂2 
Sendo X = 5 e Y = 2, 
5 × 0,02 × 𝑉𝑀𝑛𝑂4− = 2 × 0,05 × 10 
𝑉𝑀𝑛𝑂4− = 10 𝑚𝐿 
Logo, seriam gastos 10 mL de permanganato de potássio (titulante) para titular a solução 
30% de peróxido de hidrogênio. 
 
2- 
 A partir das reações, incluindo a equação global, envolvidas na titulação 
dicromatométrica, na qual o dicromato de potássio (K2Cr2O7) é utilizado como titulante, pode-se 
determinar o número de mols de Fe2+ necessários para reagir com 0,02 M de Cr2O72- através da 
relação estequiométrica: 
 
𝐶𝑟2𝑂7
2− + 14𝐻+ + 6𝑒− ⇄ 2𝐶𝑟3+ + 7𝐻2𝑂 | 𝐸° = 1,33 𝑉 
𝐹𝑒3+ + 𝑒− ⇄ 𝐹𝑒2+ | 𝐸° = 0,77 𝑉 
Reação global: 𝐶𝑟2𝑂7
2− + 6𝐹𝑒2+ + 14𝐻+ ⇄ 2𝐶𝑟3+ + 7𝐻2𝑂 + 6𝐹𝑒
3+ 
 
Assim: 
1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐶𝑟2𝑂7
2− − − − 6 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑑𝑒 𝐹𝑒2+ 
0,02 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐶𝑟2𝑂7
2− − − − 𝑋 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑑𝑒 𝐹𝑒2+ 
𝑋 = 0,12 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑑𝑒 𝐹𝑒2+ 
 
 Dessa forma, são necessários 0,12 mols de Fe2+ para reagir com 0,02 mols de Cr2O72-. 
Sabendo que a massa molar do ferro é igual a 55,85 g/mol, é possível saber quanto de massa de 
ferro seria utilizado no preparo da solução para titulação com K2Cr2O7: 
 
55,85 𝑔 𝑑𝑒 𝐹𝑒2+ − − − 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝑒2+ 
𝑌 𝑔 𝑑𝑒 𝐹𝑒2+ − − − 0,12 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝑒2+ 
𝑌 = 6,70 𝑔 𝑑𝑒 𝐹𝑒2+ 
 
 Sabe-se que 6,70 g é a massa equivalente somente ao ferro, desse modo, calcula-se a 
massa da amostra de minério que deve ser usada na análise para ter essa quantidade de ferro 
determinada, a partir do teor de ferro de 62%: 
 
62% − − − 6,70𝑔 𝑑𝑒 𝐹𝑒2+ 
100% − − − 𝑍 𝑔 𝑑𝑒 𝐹𝑒2+ 
𝑍 = 10,81 𝑔 𝑑𝑒 𝑚𝑖𝑛é𝑟𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝐹𝑒 
 
 A massa de minério adequada que deve ser pesada para se determinar o teor de ferro 
utilizando uma solução de dicromato de potássio 0,02M como titulante em uma bureta de 25mL 
é igual a 10,81g. Assim, dilui-se essa quantidade de massa em 1 litro de água destilada, obtendo 
a concentração de ferro desejada de 0,12M. Portanto, o sistema titulado será composto por 10 mL 
dessa solução diluída do minério, ácido fosfórico e o indicador DBS (difenilaminassulfonato de 
bário). O ácido fosfórico é adicionado e formará um complexo aniônico com íons Fe3+, evitando 
que o DBS comece a reagir no momento que for adicionado, visto que o mesmo é um agente 
redutor mais eficiente para do dicromato de potássio do que para o Fe2+. 
 
3- 
Para avaliar a eficiência de uma solução de hipoclorito de sódio 1% m/v, utiliza-se o 
método iodométrico, na qual o titulante é o tiossulfato de sódio (Na2S2O3). Calcula-se a massa de 
hipoclorito de sódio presente em 1L de amostra, bem como sua molaridade: 
 
1 𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙𝑂 − − − 100 𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 
𝑋 𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙𝑂 − − − 1000 𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 
𝑋 = 10 𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙𝑂 𝑒𝑚 1𝐿 
 
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑜 𝑁𝑎𝐶𝑙𝑂 = 74,44 𝑔/𝑚𝑜𝑙 
74,44 𝑔 − − − 1 𝑚𝑜𝑙 
10 𝑔 − − − 𝑍 𝑚𝑜𝑙 
𝑍 = 0,13 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙𝑂 𝑒𝑚 1𝐿 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 
 
Logo, sabendo que a molaridade da solução de 1% de NaClO é igual a 0,13M, faz-se 
necessário realizar uma diluição, visto que a concentração da solução de NaClO deve estar de 
acordo com a relação estequiométrica: 
𝐻𝑂𝐶𝑙 + 𝐻+ + 2𝑒− ⇆ 𝐶𝑙− + 𝐻2𝑂 | 𝐸° = 1,482𝑉 
𝐼2 + 2𝑒
− ⇄ 2𝐼− | 𝐸° = 0,536 𝑉 
Reação global: 𝐻𝑂𝐶𝑙 + 𝐻+ + 2𝐼− ⇄ 𝐶𝑙− + 𝐻2𝑂 + 𝐼2 
 
𝐼2 + 2𝑒
− ⇄ 2𝐼− | 𝐸° = 0,536 𝑉 
𝑆4𝑂6
2− + 2𝑒− ⇆ 2𝑆2𝑂3
2− | 𝐸° = 0,08𝑉 
Reação global: 𝐼2 + 2𝑆2𝑂3
2− ⇄ 2𝐼− + 𝑆4𝑂6
2− 
 
Juntando as duas equações globais, obtém-se: 
𝐻𝑂𝐶𝑙 + 𝐻+ + 2𝑆2𝑂3
2− ⇆ 𝐶𝑙− + 𝑆4𝑂6
2− + 𝐻2𝑂 
 
Logo: 
1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐻𝑂𝐶𝑙 − − − 2 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑑𝑒 𝑆2𝑂3
2− 
𝑋 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐻𝑂𝐶𝑙 − − − 0,1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑆2𝑂3
2−
 
𝑋 = 0,05 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐻𝑂𝐶𝑙 
 Para preparar uma solução de hipoclorito de sódio a 0,05M, teremos que adicionar 24 
mL de água destilada, a partir do cálculo: 
 
𝐶𝑖𝑉𝑖 = 𝐶𝑓𝑉𝑓 
0,13 𝑀 × 15𝑚𝐿 = 0,05 𝑀 × 𝑉𝑓 
𝑉𝑓 = 39 𝑚𝐿 
 
Transfere-se uma pequena quantidade da solução de NaClO para um béquer, rinsado 
inicialmente com esta mesma solução, então transfere-se 15mL com uma pipeta volumétrica para 
um béquer de 100 mL. Com isso, adiciona-se no béquer 24mL de água destilada com auxílio de 
uma pipeta volumétrica, atingindo o volume final de 39 mL. Dessa forma, obtém-se a solução 1% 
diluída a 0,05M que será utilizada nas titulações. 
Em seguida, preparou-se a bureta que, primeiramente, foi rinsada com a solução de 
Na2S2O3 padronizada horizontalmente, devendo passar pela torneira e dispensar essa pequena 
quantidade. Essa etapa deve ser realizada ao menos 3 vezes. Sabendo que a bureta está intacta, 
preenche-se a mesma com a solução até a acima da marca de aferição e verifica-se a presença de 
bolhas que devem ser retiradas. 
No erlenmeyer de 125 mL, adicionou-se 10 mL da solução diluída de NaClO com uma 
pipeta volumétrica. Depois, adicionou-se 10 mL da solução de iodeto de potássio (KI) a 10% m/v, 
10 mL de ácido acético glacial. O indicador utilizado é o amido, no entanto só é adicionado 
próximo ao ponto final da titulação. 
O indicador só é adicionado posteriormente, porque o amido em meio fortemente ácido 
pode ser hidrolisado, dessa forma, o complexo de adsorção azul, formado entre o iodo e o amido, 
não é formado de maneira tão eficiente. Além disso, quando o amido permanece muito tempo em 
contato com o iodo, o complexo assume uma estrutura bastante estável, assim o iodo que se 
adsorveu ao amido não é titulado pelo tiossulfato de sódio, não sendo possível visualizar a 
mudança de coloração do azul para incolor. 
Dessa forma, pode-se iniciar a titulação. Zera-se a bureta e titula-se até que se observe a 
mudança de cor, anotando o volume gasto de tiossulfato de sódio para que possa ser utilizado nos 
cálculos. A titulação foi realizada em triplicata a fim de minimizar os erros.