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1 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE QUÍMICA ANALÍTICA FARMACÊUTICA DETERMINAÇÃO DE CÁLCIO EM LEITE EM PÓ DETERMINAÇÃO DE CÁLCIO EM LEITE EM PÓ O EDTA, também chamado de ácido etilenodiaminotetracético, é o titulante complexométrico mais utilizado na química analítica. Sua estrutura apresenta seis potenciais sítios para ligação de íons metálicos, tendo a seguinte fórmula estrutural (Figura 1): Figura 1 – Estrutura química do ácido etilenodiaminotetracético – EDTA. Em virtude de o EDTA se apresentar como um ligante hexadentado, ele expressa espécies que se comportam de maneiras diferentes em função do pH a que a sua solução de amostra ou titulado são expostos, sendo a alteração de pH importante para garantir a seletividade e a exatidão da análise. Então, a forma totalmente protonada H4Y é predominante em pH fortemente ácido (pH 10), a forma Y4- completamente desprotonada é a predominante. Assim, seu poder de formar quelatos extremamente estáveis com cátions metálicos de acordo com as suas espécies segue esta ordem de estabilidade: Y4- > HY3- > H2Y2- > H3Y-. Na química analítica, é muito comum a utilização de indicadores complexométricos, que têm a principal função de indicar o exato momento quando todos os íons metálicos, em determinada solução, são completamente sequestrados por um agente quelante – por exemplo, o indicador Calcon usado para determinação de alumínio, ferro e zircônio e o purpurato de amônio utilizado na quantificação de cádmio, mailto:contato@algetec.com.br 2 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE QUÍMICA ANALÍTICA FARMACÊUTICA DETERMINAÇÃO DE CÁLCIO EM LEITE EM PÓ cobalto, níquel, cobre e tório. Porém, nesta prática, o indicador escolhido é o negro de eriocromo-T, ou erio-T (H3Ind). O erio-T é um indicador metalocrômico muito utilizado nas titulações para quantificação de magnésio, cálcio, estrôncio, bário, cádmio, chumbo, manganês e zinco. Seu comportamento em solução aquosa pode ser representado como na Figura 2, mostrando coloração diferente de acordo com valores de pH a que é exposto: pH abaixo de 6,0: vermelho; entre 7,0 e 11,0: azul; e acima de 12,0: laranja. Figura 2 – Comportamento do erio-T. Portanto, nesta prática, o EDTA complexa com o íon metálico erio-T na proporção de 1:1, formando quelatos suficientemente estáveis e que podem ser aplicados no processo de titulação. Para análise, o titulado é comumente tamponado em pH 10 para fornecer a condição ótima para complexação estável com a forma Y4-, permitindo a ativação do sistema indicador e a formação de coloração azul. Quando o indicador erio-T é adicionado ao analito contendo cátion Ca2+, forma- se o seguinte equilíbrio químico (Figura 3): Figura 3 – Comportamento do erio-T na presença de íons Ca2+. mailto:contato@algetec.com.br 3 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE QUÍMICA ANALÍTICA FARMACÊUTICA DETERMINAÇÃO DE CÁLCIO EM LEITE EM PÓ Ao titular com solução de EDTA 0,02mol/L, o equilíbrio químico sofre alteração, conforme representado na Figura 4. Figura 4 – Comportamento do EDTA na presença de íons Ca2+ + erio-T. Após o EDTA complexar totalmente o Ca2+ do quelato CaInd- da amostra analisada e liberar totalmente o indicador no ponto de equivalência, este desenvolve coloração azul na sua forma livre, de acordo com a Figura 5, evidenciando o ponto final da titulação. Figura 5 – Comportamento do EDTA na presença de íons Ca2+ + erio-T. Para se calcular a quantidade de Ca2+ no leite em pó, deve-se aplicar o seguinte esquema: Titulante EDTA – 0,02mol/L V1 = volume do EDTA consumido na titulação 0,02mol ------ 1.000mL x mol ------ V1 Obs: O resultado será expresso em mol de EDTA. Titulado Ca2+ V2 = volume total da amostra de leite, que nesta aula prática é de 50mL. mailto:contato@algetec.com.br 4 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE QUÍMICA ANALÍTICA FARMACÊUTICA DETERMINAÇÃO DE CÁLCIO EM LEITE EM PÓ Obs: Como a proporção da complexação entre EDTA e reagente é de 1:1, não precisamos fazer ajuste na estequiometria da reação. 0,02mol ------ 50mL Valor de x ------ 1.000mL Obs: O resultado será expresso em mol de Ca2+. Considerando que o cálcio tem 40,1g/mol, teremos: 1mol ------ 40,1g Valor do mol de Ca2+ ------ x Obs: O resultado será expresso em g de Ca2+. 1g ------ 1.000mg X g de Ca2+ ------ y (massa de amostra de leite em pó pesada) em mg Obs: O resultado será expresso em mg de Ca2 em g de amostra. mailto:contato@algetec.com.br 5 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE QUÍMICA ANALÍTICA FARMACÊUTICA DETERMINAÇÃO DE CÁLCIO EM LEITE EM PÓ REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS DIAS, Silvio Luis Pereira et al. Química analítica: teoria e prática essenciais. Porto Alegre: Bookman, 2016. GAUTO, Marcelo Antunes; ROSA, Gilber Ricardo; GONÇALVES, Fabio Ferreira. Química analítica: práticas de laboratório. Porto Alegre: Bookman, 2013. SKOOG, Douglas A.; HOLLER, F. James; WEST, Donald M. Fundamentos de química analítica. 9. ed. São Paulo: Cengage Learning, 2014. mailto:contato@algetec.com.br