RELATÓRIO POTENCIOMETRIA REDOX - Determinação de ferro em sal de mohr

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DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ANALÍTICA 
QUÍMICA ANALÍTICA INSTRUMENTAL EXPERIMENTAL I (IQA 362) 
 
 
 
 
Larissa de Oliveira Augusto 
(DRE 118032923) 
 
 
 
 
DETERMINAÇÃO DE FERRO EM AMOSTRA DE SAL DE MOHR E EM 
MEDICAMENTO UTILIZADO PARA O TRATAMENTO DE ANEMIA POR 
TITULAÇÃO POTENCIOMÉTRICA DE OXIDAÇÃO-REDUÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
Rio de Janeiro 
Maio de 2023 
 
 
 
 
1 OBJETIVO 
Determinar a porcentagem de ferro e a pureza de amostra de sal de Mohr e calcular o teor de 
ferro em amostra do comprimido Vitafer. 
2 PARTE EXPERIMENTAL 
Titulação prévia do sal de Mohr 
Foi preparada uma solução 0,1 mol L-1 de sal de Mohr pesando 3,9242 g do sal seguida de adição 
de 1 mL de água destilada e de 6 a 8 gotas de H2SO4 98%. O conteúdo foi transferido para um 
balão volumétrico de 100,00 mL, avolumado com água destilada e homogeneizado. 
Para realizar a titulação, foi transferido 10,00 mL da solução preparada de sal para um bécher de 
250 mL, ao qual foi adicionado cerca de 150 mL de água destilada e 2 mL de H2SO4 98%. O 
bécher foi equipado com barra magnética e eletrodos, os quais foram rinçados com água 
destilada, e, então, inseridos na solução. A velocidade de agitação foi ajustada e a titulação foi 
iniciada adicionando volumes sucessivos de 1,00 mL do titulante, solução padrão de K2Cr2O7 
0,015 mol L-1, em estoque no laboratório, previamente preparada por outro estudante. Os 
valores de potencial para cada adição de volume foram anotados e tabelados. 
Uma segunda titulação definitiva foi realizada, seguindo esses moldes, ainda na presença de 
H2SO4 98% mas adicionando 4 mL de H3PO4 85% ao bécher. 
Titulação definitiva 
As titulações definitivas foram realizadas seguindo os mesmos moldes da titulações prévias, 
porém sem seguir a adição sucessiva de 1,00 mL de titulante. Foi realizada da seguinte forma: 
• até 10,00 mL: foi adicionado titulante em intervalos de 2,00 mL 
• até 13,00 mL: foi adicionado titulante em intervalos de 0,20 mL 
Assim como nas prévias, foram realizadas duas titulações com os mesmos ácidos nas mesmas 
condições. 
Titulação de solução preparada com a amostra de Vitafer 
Para a titulação, foi macerado um comprimido de Vitafer, cuja massa pesada foi de 294,5 mg, 
que foi transferido para um bécher de 250 mL ao qual, sem demora, foi adicionado 150 mL de 
água destilada, 3 mL de H2SO4 98% e 4 mL de H3PO4 85%. A titulação ocorreu conforme as 
anteriores. 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
A titulação em questão tem como base a reação de oxirredução equacionada abaixo: 
𝐶𝑟2𝑂7
2− + 6𝐹𝑒2+ + 14𝐻+ → 2𝐶𝑟3+ + 6𝐹𝑒3+ + 7𝐻2𝑂 
 
 
 
 
Nessa reação, o íon dicromato é o agente oxidante pois, em meio ácido, o ferro, em seu estado de 
oxidação 2+, é oxidado ao estado 3+ e, como a reação indica, a presença do ácido sulfúrico e do 
ácido fosfórico concentrados é fundamental para o sucesso da titulação. 
Iniciando a titulação, verifica-se a necessidade de realizar uma titulação prévia e, posteriormente, 
uma definitiva. A função da titulação prévia é determinar o volume aproximado para se atingir o 
ponto estequiométrico. No caso da titulação potenciométrica, o ponto estequiométrico é 
observado quando há variações bruscas no valor do potencial. Esse efeito é um forte indicative 
de que todo o Fe (II) foi oxidado a Fe (III) pelo íon dicromato. O conhecimento do volume a 
partir do qual essa variação ocorre será utilizado para otimizar a titulação definitive, uma vez que 
é possível realizar a titulação em intervalos menores de volume de titulante a partir desse ponto, 
de forma que a determinação do volume no ponto estequimétrico seja mais exato. 
Determinação de ferro em amostra de sal de Mohr 
A Tabela 1 compila dados das titulações prévias em presença apenas de H2SO4 98% e na 
presença de H2SO4 98% e H3PO4 85%. 
Volume 
(mL) 
E (mV) 
H2SO4 
E (mV) 
H2SO4/H3PO4 
Volume 
(mL) 
E (mV) 
H2SO4 
E (mV) 
H2SO4 /H3PO4 
0,00 335 325 10,00 515 410 
1,00 405 333 11,00 556 453 
2,00 419 340 12,00 605 499 
3,00 433 352 13,00 650 547 
4,00 446 360 14,00 670 575 
5,00 454 364 15,00 682 599 
6,00 462 368 16,00 685 613 
7,00 475 370 17,00 695 623 
8,00 485 380 18,00 695 630 
9,00 500 390 
 
Tabela 1. Valores de potencial obtidos nas titulações prévias do sal de Mohr 
Analisando a Tabela 1, é possível verificar que a partir de 10,00 mL há uma mudança brusca de 
potencial em ambas as titulações. No caso da titulação na presença apenas do ácido sulfúrico, o 
potencial variou em 41 unidades, enquanto nas medidas anteriores, as variações ficavam por 
volta de 15 unidades. Essa diferença de variação foi observada até 13,00 mL, quando começou a 
decair. O mesmo foi observado na titulação em conjunto com o ácido fosfórico, sendo que a 
única diferença foram os valores mais baixos de potencial observados. 
Nessa discussão, é válido ressaltar os efeitos das presenças de ácido sulfúrico e ácido fosfórico 
na titulação. O ácido sulfúrico é importante por estabilizar o Fe2+ em solução, uma vez que o 
ferro é facilmente oxidado a Fe3+ em contato com o ar, o que torna a titulação imprecisa na 
ausência do ácido. Além disso, a acidificação do meio com ácido conconcetrado é importante 
para evitar a formação de Fe(OH)3 que, por apresentar Kps baixíssimo, precipita inclusive na 
presença de ácidos diluídos [1]. 
 
 
 
 
Entretanto, mesmo na presença de ácido sulfúrico pode haver formação de Fe3+ na solução, que 
não deve interferir na titulação. Para isso, adiciona-se ácido fosfórico concentrando que, além de 
ajudar a manter o pH baixo, forma complexos com o Fe3+, mantendo-o em solução e diminuendo 
o potencial do sistema [2], diminuição essa que pode ser observada na Tabela 1. 
A Tabela 2 compila dados das titulações definitivas em presença apenas de H2SO4 98% e na 
presença de H2SO4 98% e H3PO4 85%. 
Volume 
(mL) 
E (mV) 
H2SO4 
E (mV) 
H2SO4/H3PO4 
Volume 
(mL) 
E (mV) 
H2SO4 
E (mV) 
H2SO4 /H3PO4 
0,00 340 329 11,40 590 483 
2,00 418 339 11,60 609 515 
4,00 443 350 11,80 623 535 
6,00 461 359 12,00 635 549 
8,00 481 370 12,20 643 560 
10,00 507 390 12,40 653 570 
10,20 510 397 12,60 657 581 
10,40 518 403 12,80 662 592 
10,60 524 410 13,00 670 597 
10,80 533 415 18,00 685 627 
11,00 548 427 20,00 698 638 
11,20 569 447 25,00 707 648 
 
Tabela 2. Valores de potencial obtidos nas titulações definitivas do sal de Mohr 
Titulação apenas com H2SO4 98% 
O Gráfico 1 representa a curva de titulação potenciométrica referente ao resultado da Tabela 1. 
 
Gráfico 1. Curva de titulação potenciométrica na presença apenas de H2SO4 98%, onde o eixo x 
representa o volume de titulante e o eixo y o potencial 
 
 
 
 
A partir desse gráfico, calcula-se, pelo método das tangentes, o ponto de equivalência V1 = 11,3 
mL. 
A Tabela 3 compila os valores de volume de titulante, potencial, volume médio, primeira 
derivada, volume médio dos volumes médios e segunda derivada. 
 
Tabela 3. Dados relativos a titulação na presença apenas de H2SO4 98% 
A partir da Tabela 3, é possível traçar os gráficos da primeira derivada (Gráfico 2) e da segunda 
derivada (Gráfico 3) que representariam, respectivamente, o ponto de inflexão da curva 
potenciométrica e a validade desse ponto, ou seja, se a segunda derivada for igual a zero, o ponto 
de inflexão é válido. 
 
 
 
 
 
Gráfico 2. Primeira derivada na presença apenas de H2SO4 98%, onde o eixo x representa o 
volume médio e o eixo a derivada em relação aos volumes 
 
Gráfico 3. Segunda derivada na presença apenas de H2SO4 98%, onde o eixo x representa o 
volume médio dos volumes médios e o eixo a segunda derivada em relação aos volumes médios 
 
A partir dos Gráficos 1, 2 e 3 é possível obter um media de volume, o qual deve ser considerado 
o volume do ponto de equivalência médio (PEM) que deve ser utilizado para calcular o teor de 
ferro na amostra de sal de Mohr. 
Dessa forma: 
𝑃𝐸𝑀 =𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3
3
=
11,2 + 11,3 + 11,2
3
= 11,23 𝑚𝐿 
 
 
 
 
A partir da concentração da solução do dicromato de potássio utilizada, é possível calcular 
o número de mols de K2Cr2O7 que foi titulado. 
 
1 L da solução - 0,01500034 mol 
0,01123 L da solução - x mol 
x = 0,0001685 mols 
A equação de oxirredução fornece a seguinte proporção estequiométrica: 
6 Fe2+: 1 Cr2O72- 
0,0001685 mol de Cr2O72 - 0,001011 mol de Fe2+ 
 
O número de mols da alíquota de 10,00, portanto é 0,001011. Em 100,00 mL esse valor é 
0,01011 mols. 
A partir do número de mols de ferro na solução preparada de 100,00 mL, é possível saber a 
quantidade em massa do analito na solução. 
1 mol de Fe - 55,845 g 
0,01011 mols de Fe - y g 
y = 0,5606 g de Fe no sal 
 
O teor de ferro no sal é, portanto: 
 
Teor = 
𝑚 𝑒𝑛𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 
𝑚 𝑝𝑒𝑠𝑎𝑑𝑎
 𝑥 100 = 
0,5606 
3,9242
 𝑥 100 = 14,29 % 
 
Titulação com H2SO4 98% e H3PO4 68% 
Os gráficos e tabelas referentes à essa titulação podem ser encontrados abaixo. 
 
 
 
 
 
Gráfico 4. Curva de titulação potenciométrica na presença de H2SO4 98% e H3PO4 68%, onde o 
eixo x representa o volume de titulante e o eixo y o potencial 
 
 
Tabela 4. Dados relativos a titulação na presença de H2SO4 98% e H3PO4 68% 
 
 
 
 
 
 
Gráfico 5. Primeira na presença de H2SO4 98% e H3PO4 68%, onde o eixo x representa o 
volume médio e o eixo a derivada em relação aos volumes 
 
 
Gráfico 6. Segunda derivada na presença de H2SO4 98% e H3PO4 68%, onde o eixo x 
representa o volume médio dos volumes médios e o eixo a segunda derivada em relação aos 
volumes médios 
A partir dos Gráficos, é possível obter um media de volume, o qual deve ser considerado o 
volume do ponto de equivalência médio (PEM) que deve ser utilizado para calcular o teor de 
ferro na amostra de sal de Mohr. 
Dessa forma: 
 
 
 
 
𝑃𝐸𝑀 = 
𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3
3
=
11,2 + 11,3 + 11,6
3
= 11,37 𝑚𝐿 
A partir da concentração da solução do dicromato de potássio utilizada, é possível calcular 
o número de mols de K2Cr2O7 que foi titulado. 
 
1 L da solução - 0,01500034 mol 
0,01137 L da solução - x mol 
x = 0,0001705 mols 
A equação de oxirredução fornece a seguinte proporção estequiométrica: 
6 Fe2+: 1 Cr2O72- 
0,0001705 mol de Cr2O72 - 0,001023 mol de Fe2+ 
 
O número de mols da alíquota de 10,00, portanto é 0,001023. Em 100,00 mL esse valor é 
0,01023 mols. 
A partir do número de mols de ferro na solução preparada de 100,00 mL, é possível saber a 
quantidade em massa do analito na solução. 
1 mol de Fe - 55,845 g 
0,01023 mols de Fe - y g 
y = 0,5715 g de Fe no sal 
 
O teor de ferro no sal é, portanto: 
 
Teor = 
𝑚 𝑒𝑛𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 
𝑚 𝑝𝑒𝑠𝑎𝑑𝑎
 𝑥 100 = 
0,5715 
3,9242
 𝑥 100 = 14,56 % 
 
O teor médio de ferro analisado pelas titulações é 14,13 %. 
 
Determinação do teor de ferro no comprimido de sulfato ferroso 
A determinação do teor de ferro no comprimido segue o mesmo método utilizado para calcular o 
teor de ferro na amostra de sal de Mohr. 
Os gráficos e tabelas abaixo irão auxiliar os cálculos: 
 
 
 
 
 
Tabela 5. Dados relativos à titulação potenciométrica da amostra de comprimido 
 
Gráfico 7. Curva de titulação potenciométrica da amostra de comprimido, onde o eixo x 
representa o volume de titulante e o eixo y o potencial 
 
 
 
 
 
 
Gráfico 8. Primeira derivada da titulação potenciométrica do comprimido onde o eixo x 
representa o volume médio e o eixo a derivada em relação aos volumes 
 
Gráfico 9. Segunda derivada da titulação do comprimido onde o eixo x representa o volume 
médio dos volumes médios e o eixo a segunda derivada em relação aos volumes médios 
volumes médios 
A partir dos Gráficos, é possível obter um media de volume, o qual deve ser considerado o 
volume do ponto de equivalência médio (PEM) que deve ser utilizado para calcular o teor de 
ferro na amostra.. 
Dessa forma: 
𝑃𝐸𝑀 = 
𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3
3
=
11,7 + 9,95 + 10,2
3
= 10,61 𝑚𝐿 
 
 
 
 
A partir da concentração da solução do dicromato de potássio utilizada, é possível calcular 
o número de mols de K2Cr2O7 que foi titulado. 
 
1 L da solução - 0,01500034 mol0,01061 L da solução - x mol 
x = 0,0001591 mols 
A equação de oxirredução fornece a seguinte proporção estequiométrica: 
6 Fe2+: 1 Cr2O72- 
0,0001591 mol de Cr2O72 - 0,0009549 mol de Fe2+ 
 
A partir do número de mols de ferro na solução, é possível saber a quantidade em massa do 
analito na solução. 
1 mol de Fe - 55,845 g 
0,0009549 mols de Fe - y g 
y = 0,055333 g de Fe no sal 
 
O teor de ferro no sal é, portanto: 
 
Teor = 
𝑚 𝑒𝑛𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 
𝑚 𝑝𝑒𝑠𝑎𝑑𝑎
 𝑥 100 = 
0,05333 
0,2945
 𝑥 100 = 18,11 % 
 
O teor de ferro no comprimido é 18,11 %. 
O rótulo do comprimido afirma que há 109 mg de sulfato ferroso e 40 mg de ferro elementar no 
comprimido. Isso representa, percentualmente, 36,70 % de ferro elementar. 
Considerando que na massa de 294,5 mg de comprimido pesado há excipientes e 109 mg é o 
sulfato ferroso apresentar 53,3 mg de ferro está, portanto, 13 mg acima do estipulado pelo rótulo. 
4 CONCLUSÃO 
Apesar dos resultados, é pouco improvável que o comprimido Vitafer esteja tão for a do 
estipulado em seu próprio rótulo, uma vez que a farmacêutica EMS é renomada e o medicamento 
para tratamento de anemias está há muito tempo no mercado. 
Durante a execução do experimento, foi observado que o equipamento não apresentava um 
resultado estável, sempre variando muito os valores de potencial. Dessa forma, durante a coleta 
de resultados, foi necessário estimá-lo afim de completar este relatório. Devido a essa 
instabilidade, a possibilidade da coleta de vários valores errôneos de potencial é grande, o que 
impossibilita a precisão e exatidão dos resultados quantitativos apresentados neste relatório. 
Para realizar uma análise mais confiável e acabar com a dúvida se o comprimido Vitafer está 
adequado, é necessário realizar a mesma prática em um outro potenciômetro que não apresente 
instabilidade em seus valores ou mesmo utilizar outro método e técnica como a 
espectrofotometria de infravermelho. 
 
 
 
 
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
[1] VOGEL, A. - Química Analítica Qualitativa, Ed. Mestre Jou, São Paulo, 1981. 
[2] CIENTIFUEGOS, F.; VAITSMAN, D. Análise Instrumental. Editora Interciência, 
2000.