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Universidade de São Paulo Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto - Departamento de Química Relatório: Titulometria de precipitação 5930697 – Fundamentos de Química Analítica DOCENTE: Prof. Dr. Anderson Rodrigo Moraes de Oliveira (2022) 1. OBJETIVOS O objetivo geral do experimento é realizar a titulometria de precipitação, utilizando o nitrato de prata (AgNO3) como titulante para o cloreto, e o tiocianato de potássio (KSCN) como titulante para a prata. Primeiramente foi padronizada uma solução de AgNO3 utilizando uma solução de cloreto de sódio de concentração conhecida. A partir da solução de AgNO3 padronizada, foi determinado a concentração de cloreto presente em 10mL de soro fisiológico. Após isso, padronizamos a solução de KSCN utilizando o AgNO3 padronizado recentemente. Com a solução de KSCN padronizada, determinamos a concentração de excesso de íons prata pela reação com HCl que foi filtrada. Todas as 3 titulometrias realizadas foram feitas em triplicatas para minimizar os erros. 2. RESULTADOS E DISCUSÃO • Padronização da solução de nitrato de prata (AgNO3). Em uma balança analítica, pesamos em triplicata aproximadamente 1,0000g de cloreto de sódio previamente seco, e transferimos para um balão volumétrico de 100mL para o preparo da solução. A seguir, retiramos uma alíquota de 10mL da solução, preparamos e titulamos com AgNO3. A tabela a seguir mostra o volume de AgNO3 utilizado e suas concentrações molares calculadas. - Massa de cloreto de sódio: 1,0600g Tabela 1. Fonte: Autoria própria. Padronização da solução de AgNO3 Replicata AgNO3 (mL) [AgNO3] (mol/L) 1 17,30 0,1049 2 17,05 0,1064 3 17,30 0,1049 𝐴𝑔𝑁𝑂3 + 𝑁𝑎𝐶𝑙 → 𝑁𝑎𝑁𝑂3 + 𝐴𝑔𝐶𝑙(𝑠) ❖ 1ª e 3º Replicata: 58,44g – 1 mol de NaCl 1,0600g – X 0,018138𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙 0,01838 mol de NaCl – 100 mL X – 10 mL 𝑋 = 1,814 ∙ 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙 𝜂 𝑁𝑎𝐶𝑙 = 𝜂 𝐴𝑔𝑁𝑂3 1,814*10-3 mols de AgNO3 – 17,30mL X – 1000mL 𝑋 = 0,1049 𝑚𝑜𝑙 Portanto, a concentração de AgNO3 é de 0,1049 mol/L O cálculo da 2ª replicata foi feito da mesma forma, e as respectiva concentração é de 0,1064 mol/L Sendo assim: [𝐴𝑔𝑁𝑂3] = 0,1054 ± 0,000 𝑚𝑜𝑙/𝐿 𝐹𝑐 = 1,054 𝐶𝑉% = 0,000% • Análise da concentração de cloreto presente em 10,0mL de soro fisiológico 0,9%. Pipetamos exatamente 10mL de soro fisiológico e transferimos para um Erlenmeyer, adicionamos 15mL de água deionizada e adicionamos o indicador de Fajans. Após isso, titulamos com AgNO3. Os dados experimentais estão na tabela a seguir: Tabela 2. Análise do soro fisiológico Replicata AgNO3 (mL) NaCl (% v/m) 1 14,10 0,8684 2 14,05 0,8654 3 14,10 0,8684 Fonte: Autoria própria. 𝐴𝑔𝑁𝑂3 + 𝑁𝑎𝐶𝑙 → 𝑁𝑎𝑁𝑂3 + 𝐴𝑔𝐶𝑙(𝑠) ❖ 1º e 3º Replicata: 0,1054 mol AgNO3 - 1000 mL X - 14,10 mL 𝑋 = 1,486 ∙ 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝐴𝑔𝑁𝑂3 𝜂 𝑁𝑎𝐶𝑙 = 𝜂 𝐴𝑔𝑁𝑂3 4,486*10-3 ml NaCl - 10,00 mL X - 100 mL 𝑋 = 0,01486 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙 1 mol NaCl - 58,44g 0,01486 mol - X 𝑋 = 0,8684 𝑔/100𝑚𝐿 Portanto, a concentração de NaCl presente no soro fisiológico é de 0,8674 O cálculo da 2ª replicata foi feito da mesma forma, e os respectivo valor é de 0,8684g/100mL. Sendo assim: 𝑇𝑒𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙 = 0,8684 ± 0,0000 𝐶𝑉% = 0,1997% 𝐸𝑎 = − 0,0326 𝐸𝑟 = −3,62% • Padronização da solução de Tiocianato de potássio (KSCN) A solução de KSCN estava previamente preparada pelos técnicos, a partir disso retiramos uma alíquota de 10mL da solução de AgNO3 padronizada e colocamos em um Erlenmeyer com mais 40mL de água deionizada, 1mL de HNO3 e 1mL do indicador de Volhard, e realizamos a titulação. Os dados experimentais estão na tabela a seguir, assim como o valor da concentração de KSCN calculado. Tabela 3. Padronização do KSCN Replicata KSCN (mL) [KSCN] (mol/L) 1 10,00 0,1054 2 10,10 0,1044 3 9,90 0,1065 Fonte: Autoria própria. 𝐴𝑔+ + 𝑆𝐶𝑁− → 𝐴𝑔𝑆𝐶𝑁𝑁(𝑆) ❖ 1º Replicata 0,1054 mol AgNO3 - 1000 mL X - 10,00 mL 𝑋 = 1,054 ∙ 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝐴𝑔𝑁𝑂3 𝜂 𝐴𝑔𝑁𝑂3 = 𝜂 𝐾𝑆𝐶𝑁 1,054*10-3 mol KSCN - 10,00mL X - 1000mL 𝑋 = 0,1054 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝑆𝐶𝑁 Portanto, a concentração de KSCN é de 0,1054mol/L Sendo assim: [𝐾𝑆𝐶𝑁] = 10,54 ± 0,000 𝑚𝑜𝑙/𝐿 CV = 0,9966% 𝐹𝑐 = 1,054 • Determinação do título de ácido clorídrico concentrado (HCl) Preparamos uma solução 0,10 mol/L a partir do HCl concentrado. Pipetamos 5mL dessa solução e transferimos para o Erlenmeyer de 125mL, adicionamos 10mL de AgNO3 padronizado. Filtramos o precipitado, e o sobrenadante que contém excesso de íons prata foi titulado com KSCN, utilizando o indicador de Volhard. Os dados experimentais estão na tabela a seguir, assim como o valor da concentração de HCl calculado. Tabela 4. Título de HCl Replicata KSCN (mL) HCl (% m/m) 1 4,80 33,7 2 4,80 33,7 3 4,60 34,9 Fonte: Autoria própria. 𝐴𝑔𝑁𝑂3 + 𝐻𝐶𝑙 → 𝐴𝑔𝐶𝑙 + 𝐻𝑁𝑂3 𝐴𝑔+ + 𝑆𝐶𝑁− → 𝐴𝑔𝑆𝐶𝑁(𝑆) ❖ 1º e 2º Replicata 0,1054 mol AgNO3 - 1000 mL X - 10,00 mL 𝑋 = 1,054 ∙ 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝐴𝑔𝑁𝑂3 0,1054 mol AgNO3 - 1000mL X - 4,80mL 𝑋 = 5,06 ∙ 10−4 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝑆𝐶𝑁 𝜂 𝐾𝑆𝐶𝑁 = 𝜂 𝐴𝑔𝑁𝑂3 5,06 ∙ 10−4 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑁𝑂3 𝑟𝑒𝑎𝑔𝑖𝑢 𝑐𝑜𝑚 𝐾𝑆𝐶𝑁 1,054 ∙ 10−3𝑚𝑜𝑙 − 5,06 ∙ 10−4 𝑚𝑜𝑙 = 5,48 ∙ 10−4 𝑚𝑜𝑙 𝜂 𝐴𝑔𝑁𝑂3 = 𝜂 𝐻𝐶𝑙 5,48*10-4 mol HCl – 5,00mL X - 100mL 𝑋 = 0,0110 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 0,0110 mol HCl - X 1 mol HCl - 36,46g 𝑋 = 0,401𝑔 𝑑 = 𝑚 𝑣 → 1,19 = 𝑚 1,00 𝑚 = 1,19𝑔 0,401g HCl – 1,19g solução X – 100g X = 33,7g Portanto, o teor de HCl é de 33,7% m/m Sendo assim: 𝑇í𝑡𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 = 34,1 ± 0,693% 𝑚/𝑚 CV = 2,03% 𝐸𝑎 = −2,90 𝐸𝑟 = −7,8% 3. CONCLUSÃO Com base nos resultados experimentais obtidos, concluímos que para a primeira titulação envolvendo a padronização da solução de AgNO3, foram bem sucedidas, pois os valores encontrados para a concentração de AgNO3 foram próximos, assim como o seu coeficiente de variação. O mesmo ocorreu para a análise do ácido do cloreto de sódio presente em 10mL de soro fisiológico, a padronização da solução de tiocianato de potássio (KSCN) e a determinação de título da solução de HCl preparada. Todas as titulações realizadas esperamos o aparecimento da coloração desejada, indicando que a solução atingiu o ponto de equivalência. 4. QUESTIONÁRIO 1) É necessário a filtração na determinação pelo método de Volhar, porque o cloreto de prata (AgNO3) é mais solúvel do que o tiocianato de prata (AgSCN). 2) a) O método de Volhard envolve a titulação de íons prata em meio ácido com solução padrão de tiocianato. O Indicador usado é o íon ferro (III) que produz uma coloração vermelha com excesso de tiocianato. 𝐴𝑔+ + 𝑆𝐶𝑁− → 𝐴𝑔𝑆𝐶𝑁 𝐹𝑒3+ + 𝑆𝐶𝑁− → 𝐹𝑒(𝑆𝐶𝑁)2+ b) O método de Fajans envolve a titulação de cloreto usando indicadores de adsorção, em que o indicador é adsorvido na superfície do precipitado, e ocorre próxima do ponto de equivalência. O indicador de Fajans é um ácido fraco e possui uma carga negativa, ao adicionar Ag+ e haver uma saturaçãodeste no meio o indicador irá adsorver a prata em sua superfície devido a cargas opostas e com isso mudara de cor de verde para rosa. 𝐴𝑔+ + 𝐴𝑔𝐶𝑙(𝑆) + 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑐𝑎𝑑𝑜𝑟 → 𝐴𝑔𝐶𝑙: 𝐴𝑔+𝑖𝑛𝑑𝑖𝑐𝑎𝑑𝑜𝑟− 3) É importante manter um controle de pH no método de Volhard, pois essa titulação é feita em meio ácido para prevenir a precipitação de óxido hidratado de Fe (III). A grande vantagem na utilização desse método é que os sais de fosfato, oxalato, carbonato, sulfeto, entre outros não interferem na reação pois ela ocorre em meio fortemente ácido e esses sais são solúveis nesse pH. 4) Poderia ocorrer a precipitação de outros compostos além do desejável. 5. REFERÊNCIAS SKOOG, D.A.; WEST, D.M.; HOLLER, F.J. Fundamentos de Química Analítica. Tradução 8 ed. Norteamericana. Thomson, 2006.