Relatório - Permanganometria

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Universidade Federal de Itajubá 
Instituto de Ciências Exatas – Departamento de Física e Química 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Volumetria de oxirredução – 
Permanganometria 
 
 
 
 
 
Gabriel da Silva Dias 24394 
Lucas Raposo Carvalho 23872 
 
 
 
ITAJUBÁ 
2013 
Universidade Federal de Itajubá 
Instituto de Ciências Exatas – Departamento de Física e Química 
 
 
 
 
 
Gabriel da Silva Dias 24394 
Lucas Raposo Carvalho 23872 
 
 
Volumetria de oxirredução – 
Permanganometria 
 
Relatório submetido à Prof.ª Márcia, como 
requisito parcial para aprovação na disciplina 
de QUI027 - Química Analítica Experimental II - 
do curso de graduação em Química 
Bacharelado da Universidade Federal de 
Itajubá. 
 
 
ITAJUBÁ 
2013 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................ 4 
2. MATERIAIS E MÉTODOS ........................................................................... 6 
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................ 9 
4. CONCLUSÃO ............................................................................................ 12 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................ 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 O manganês (Mn) é um metal de transição, pertencente ao grupo 7B da 
tabela periódica, de número atômico 25 e massa atômica 54,938 u. [1] 
 Seu ponto de fusão é de 1519 K e seu ponto de ebulição é de 2334 K, o 
que indica que o manganês é sólido a temperatura ambiente. [1] 
 Os íons denominados manganatos, na nomenclatura inorgânica, são 
quaisquer entidades moleculares carregadas negativamente (com caráter 
iônico) com manganês como átomo central. Entretanto, o nome é comumente 
usado para referir ao ânion MnO4
2-, que possui o íon Mn6+. [2] 
 No caso do íon permanganato, trata-se do composto MnO4
-, que possui 
o íons Mn7+ em sua estrutura, e apresenta a seguinte forma estrutural, de 
geometria tetraédrica: [3] 
 
(Figura 1 e 2: Fórmulas estruturais do Permanganato, MnO4
-. Fonte: 
http://en.wikipedia.org/wiki/Permanganate) 
 Como o manganês está no seu estado de oxidação +7 e é um metal de 
transição (possui elétrons no orbital d), o ânion permanganato é um forte 
agente oxidante e possui coloração roxa em solução (tratando-se de um ânion 
composto). [3] 
 Dentre as técnicas de análise usadas em química analítica, as técnicas 
de titulação de oxidação-redução envolvem o processo de oxidação ou redução 
do analito de interesse. Como o ânion permanganato é um forte agente 
oxidante, um de seus usos é uniformizar o caráter iônico do analito a ser 
usado. [4] 
 Um exemplo disso é quando o analito possui íons ferro, por exemplo, 
nos estados de oxidação 2+ e 3+. Sendo assim, o caráter oxidante do 
permanganato serviria para que todos (ou a grande maioria) dos íons 
presentes sejam de ferro no seu estado de oxidação 3+. [4] 
 De maneira específica, o caráter oxidante do ânion permanganato pode 
ser explicado pela seguinte semi-reação de redução: [4] 
)(2)(
2
)()(4 458 laqaqaq OHMneHMnO 

 E0red = 1,51 V 
 Como o potencial padrão de redução dessa reação é maior do que zero, 
essa reação tende a acontecer, quando a espécie está em contanto com 
metais (que tem uma tendência grande a oxidarem). 
 Dentre as vantagens do uso de solução de permanganato em titulações 
de oxidação-redução, pode-se destacar a previamente citada, a coloração 
desse ânion em solução e o seu preço, que é de R$ 0,25 para cada litro de 
uma solução de KMnO4 a 0,02 mol/L. [4] 
 Por fim, para reações de padronização utilizando o MnO4
-, têm-se como 
indicador o próprio permanganato, já que o seu excesso ou falta na solução 
provocará uma eventual mudança de cor. 
 
 
 
 
 
 
 
2. MATERIAIS E MÉTODOS 
 2.1 Preparação e padronização de uma solução de KMnO4 0,02 
mol.L-1. 
 Foi dissolvido 0,8 g de KMnO4 (Permanganato de Potássio) em 250 mL 
de água destilada. A solução resultante foi então fervida por 40 minutos, 
usando um aquecedor para laboratório com agitador magnético, resfriada logo 
após e filtrada. 
 A solução preparada de permanganato de potássio foi transferida então 
para um balão volumétrico de 250 mL para ser padronizada. Para a 
padronização da solução, foram pesadas três porções de 0,25 g cada de 
oxalato de sódio (Na2C2O4), previamente seco, em 3 erlenmeyers de 250 mL, 
um para cada porção. 
 Ao erlenmeyer com oxalato de sódio, foram adicionados 60 mL de água 
destilada, sendo necessária a agitação da solução para que o sal seja 
dissolvido. Aos erlenmeyer foram adicionados, também, 15 mL de ácido 
sulfúrico (H2SO4) a uma concentração de 2 mol/L. 
 A solução a ser padronizada de permanganato de potássio foi colocada 
na bureta (que era específica para análise de permanganato de potássio e 
devia estar previamente limpa, seca, e ambientada com a solução). Após 
verificar se não havia vazamento na bureta, foi adicionada à ela a solução de 
KMnO4 até o menisco, calibrando a quantidade de líquido adicionada. Foi 
colocado um fundo branco em cada erlenmeyer para que a mudança de cor 
fosse mais facilmente verificada. 
 Para que a padronização fosse feita, a solução de oxalato de sódio 
presente no erlenmeyer deveria ser aquecida a 90º C e, durante a titulação, 
não deveria atingir valores inferiores a 60º C. O ponto de viragem de cada 
titulação era o aparecimento de uma coloração rósea no erlenemeyer, 
persistindo por mais de 30 segundos. Sendo realizado em triplicata, foi anotado 
o volume de permanganato de potássio usado em cada padronização para que 
a sua concentração real fosse calculada. 
 2.2 Análise de uma amostra de água oxigenada 
(Permaganometria). 
 Com a solução devidamente padronizada, procedeu-se á analise de uma 
amostra de água oxigenada (de marca Farmax, com 3% de peróxido de 
hidrogênio). 
 A amostra de água oxigenada comercial foi diluída de modo que possua 
concentração de 2 volumes ou menos (ou seja usando 2 mL do frasco original, 
adicionado esse volume a um balão volumétrico de 100 mL e completando até 
o menisco com água destilada). 
 Com a água oxigenada diluída, transferiu-se 25 mL da solução a um 
erlenmeyer de 250 mL usando uma pipeta de 25 mL previamente calibrada. A 
alíquota de 25 mL foi novamente diluída com 50 mL de água destilada e foi 
acrescentado um volume de 10 mL de ácido sulfúrico a uma concentração de 2 
mol/L. 
 A titulação foi feita normalmente, com o permanganato na bureta e a 
amostra de água oxigenada no erlenmeyer, até que uma coloração rósea fosse 
percebida por mais de 30 segundos. Esse processo foi realizado novamente 
em triplicata e os volumes de permanganato consumidos foram anotados para 
que fosse possível calcular a concentração de água oxigenada na amostra. 
 2.3 Tratamento estatístico dos dados obtidos 
 Para que os dados obtidos neste experimento sejam característicos de 
uma análise quantitativa, foi necessário compará-lo com os dados obtidos por 
outros grupos, e, para fazê-lo, utilizou-se de métodos estatísticos. 
 O primeiro artifício estatístico é o cálculo da média (
x
) dos dados. Esse 
cálculo pode ser feito através da seguinte fórmula: [5] 
n
x
x
n
i
n
 1 
 Onde n é o número de dados analisados. 
 Além disso, foi feito o cálculo do desvio padrão (
s
) desses dados, 
utilizando a seguinte fórmula: [5] 
1
)(
1
2





nxx
s
n
i
n
 
 Além disso, foi calculado o coeficiente de variação (CV) dos dados 
obtidos, utilizando a seguinte fórmula: [5] 
x
s
CV 
 
 Onde (s) é o desvio padrão dos dados e (
x
) é a média dos dados 
obtidos. 
 Por fim, foi calculado o desvio padrão relativo das medidas (DPR), que é 
o coeficiente de variação (CV) multiplicado por 100. [5] 
 Para comparação de dados obtidos, usamos o erro relativo (e.r.) entre 
dois dados, considerando um teórico (que pode ser encontrado em literatura, 
tabelado ou resultado de uma média de vários dados obtidos) e um 
experimental. O erro relativo (e.r.) entre dois dados é dado pela seguinte 
fórmula: [5] 
teórico
teóricoerimental
x
xx
re


exp
.. 
 Caso se queira o valor do erro relativo (e.r.) em porcentagem, basta 
multiplicar o resultado obtido acima por 100. 
 
 
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 3.1 Preparação e padronização de uma solução de KMnO4 0,02 
mol.L-1 
 Massa de KMnO4 (Permanganato de Potássio) pesada: 0,8024 g 
 Para o preparo da solução de ácido sulfúrico a uma concentração de 2 
mol/L, utilizou-se uma solução de ácido sulfúrico concentrado (a 18 mol/L) e 
realizou-se o seguinte cálculo: 
mL
C
VC
V
ácido
ácidoácido
ácido 1,11
)18(
)100)(2(''



 
 Logo,coletou-se um volume de aproximadamente 11,1 mL de ácido 
sulfúrico e transferiu-se esse volume para um balão volumétrico de 100 mL 
(com uma pequena quantidade de água previamente colocada, para que a 
reação não seja perigosa), após isso, completou-se até o menisco com água. 
 Tabela 1: Massas de Oxalato de Sódio 
Massas Valores Média Desvio Padrão Coeficiente de Variação Desvio Padrão Relativo 
M1 0,2480 g 
0,24897 g 0,00278 0,01116 1,12% M2 0,2468 g 
M3 0,2521 g 
 
 Tabela 2: Volumes de Permanganato gastos 
Volumes Valores Média Desvio Padrão Coeficiente de Variação Desvio Padrão Relativo 
V1 31,6 mL 
31,47 
mL 
0,321 0,0102 1,02% V2 31,7 mL 
V3 31,1 mL 
 
 Para a determinação da concentração real da solução preparada de 
KMnO4, foi necessário considerar a seguinte reação de oxirredução, em meio 
ácido: 
)(2)(2)(
2
)(
2
42)()(4
)(2)(
2
42
)(2)(
2
)()(4
8102C5162
22C
458
lgaqaqaqaq
gaq
laqaqaq
OHCOMnOHMnO
eCOO
OHMneHMnO






 
 Sabendo, além disso, que a massa molar do oxalato de sódio é de 
133,99 g/mol [6], procedeu-se aos seguinte cálculos: 
Lmol
V
n
C
mol
n
n
mol
M
m
n
KMnO
KMnO
KMnO
oxalato
KMnO
oxalato
oxalato
oxalato
/024,0
)10.47,31(
)00074,0(
00074,0
)5(
)2)(00186,0(
)5(
)2(
00186,0
)99,133(
)24897,0(
3
4
4
4
4






 
 Como se pode observar, a concentração real da solução (0,024 mol/L) é 
bem próxima da calculada. 
 3.2 Análise de uma amostra de água oxigenada 
(Permaganometria). 
 Como não havia solução de permanganato suficiente para que a 
titulação fosse feita em triplicata, só foi realizada uma repetição do processo. 
Tabela 3: Volumes de Permanganato gastos 
Volumes Valores Média Desvio Padrão Coeficiente de Variação Desvio Padrão Relativo 
V1 38,8 mL 38,30 
mL 
0,7071 0,0185 1,85% 
V2 37,8 mL 
 
 Para que a concentração de água oxigenada fosse calculada, 
considerou-se a seguinte reação de oxirredução, em meio ácido: 
)(2)(2)(
2
)(22)()(4
)(2)()(22
)(2)(
2
)()(4
582562
22
458
glaqaqaqaq
gaqaq
laqaqaq
OOHMnOHHMnO
eOHOH
OHMneHMnO






 
 Considerando os dados obtidos anteriormente, realizaram-se os 
seguintes cálculos para determinar a concentração real da água oxigenada na 
amostra: 
Lmol
n
C
n
n
VCn
OH
OH
KMnO
OH
KMnOKMnOKMnO
/149,1
)2(
)100(
002298,0
)2(
)5(
000919,0)10.30,38)(024,0(
22
22
4
22
444
3






 
 
 Para que a concentração da solução seja calculada em volumes, temos 
que considerar a decomposição da água oxigenada, de acordo com a seguinte 
reação: 
)(2)(2)(22 22 glaq OOHOH 
 
 
 Como se pode perceber, 2 mols de água oxigenada geram 1 mol de gás 
oxigênio, o que, nas CNTP, representam 22,4 L de gás [6], logo, realizou-se o 
seguinte cálculo: 
V
n
V
O
O 87,12
)2(
)4,22)(149,1(
)2(
)4,22(
22
2
H



 
 Por fim, para calcular a concentração em g/L, realizou-se o seguinte 
cálculo, considerando que a massa molar da água oxigenada é de 34g/mol [6]: 
Lg
m
C
g
n
m
OH
OH
OH
OH
/91,3
)1000(
)100(
06,39
)1(
)34(
22
22
22
22






 
 Considerando que as concentrações dadas eram de 10 volumes e de 
3%, pode-se explicar a diferença nos valores obtidos pelo fato de que o 
permanganato de potássio, em contanto com a luz, se decompõe em MnO2 
(óxido de magnésio), por isso usa-se a bureta com a coloração mais escura, 
porém, isso não impede a passagem da luz e a eventual decomposição. [3] 
 Além disso, o pequeno volume usado de água oxigenada também 
aumenta a chance de haverem erros no experimento. 
 
4. CONCLUSÃO 
 Concluindo, a concentração da solução de água oxigenada usada foi de 
1,149 mol/L, 12,87 volumes e 3,91 g/L. Esses valores entram em conflito com 
os fornecidos por eventuais erros durante o processo e pelo desgaste natural 
da água oxigenada (decomposição em oxigênio) [7], que também aumenta a 
chance de haverem erros na análise. 
 Como essa decomposição ocorre tão facilmente, é de se esperar que a 
concentração inicial de água oxigenada presente no frasco seja maior do que 
10 volumes. 
 Por fim, quanto ao tipo de titulação utilizada, verificou-se que tem uma 
vantagem muito evidente, já que o indicador da padronização é o próprio 
permanganato, já que o seu excesso em uma solução incolor provoca a 
coloração dessa solução. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 [1] Manganês. Disponível em: 
<http://pt.wikipedia.org/wiki/Mangan%C3%AAs>. Acesso em 23 de junho de 
2013. 
 [2] Manganate. Disponível em: 
<http://en.wikipedia.org/wiki/Manganate>. Acesso em 23 de junho de 2013. 
 [3] Permanganate. Disponível em: 
<http://en.wikipedia.org/wiki/Permanganate>. Acesso em 23 de junho de 2013. 
 [4] SKOOG, WEST, HOLLER, CROUCH. Fundamento de Química 
Analítica. 8ª Ed. São Paulo: Editora Thomson. 2006 
 [5] VUOLO, J.H. Fundamentos da Teoria de Erros. 2ª Ed., São Paulo: 
Edgard Blücher. 1995. 
 [6] ATKINS, Peter. Princípios básicos de química: Questionando a 
vida moderna e o meio ambiente. 3 ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. 
 [7] Hydrogen Peroxide. Disponível em: < 
http://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_peroxide>. Acesso em 23 de junho de 
2013.