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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA DISCIPLINAS: QUÍMICA ANALÍTICA II E QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA EXPERIMENTAL ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS 2ª Revisão: Wellington da Silva Lyra João Pessoa – PB – Brasil 2013 SUMÁRIO Carga horária ....................................................................................................................... 3 Informes ............................................................................................................................... 3 Programa das aulas práticas ............................................................................................... 3 Referências .......................................................................................................................... 4 Aula prática n° 1: Introdução à química analítica quantitativa experimental ........................ 5 Aula prática n° 2: Balança analítica ..................................................................................... 7 Aula prática n° 3: Determinação de umidade em sólidos .................................................... 9 Aula prática n° 4: Determinação de sulfato no sulfato de sódio .......................................... 10 Aula prática n° 5: Determinação de ferro no sulfato ferroso hepta hidratado ....................... 12 Aula prática n° 6: Determinação de hidróxido de magnésio no leite de magnésia .............. 15 Aula prática n° 7: Determinação de ácido acético no vinagre ............................................. 18 Aula prática n° 8: Determinação de ácido fosfórico no reagente concentrado .................... 20 Aula prática n° 9: Determinação de cloreto de sódio no soro fisiológico ............................. 22 Aula prática n° 10: Determinação de cloreto de sódio no soro fisiológico ........................... 25 Aula prática n° 11: Determinação de cloreto de sódio no soro fisiológico ........................... 28 Aula prática n° 12: Determinação de dureza de cálcio e de magnésio na água ................. 30 Aula prática n° 13: Determinação de ferro em resíduos gravimétricos ................................ 33 Aula prática n° 14: Determinação de óxido de zinco em pomada ....................................... 35 Aula prática n° 15: Determinação de peróxido de hidrogênio na água oxigenada .............. 37 Aula prática n° 16: Determinação de hipoclorito de sódio na água sanitária ....................... 39 Aula prática n° 17: Determinação de ácido ascórbico em comprimidos efervescentes ...... 42 3 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS 1. CARGA HORÁRIA DA DISCIPLINA: Química Analítica II: 90 horas sendo 45 aulas de 2 horas cada. Teoria: 30 horas (15 aulas); Prática: 60 horas (30 aulas). Química Analítica Quantitativa Experimental: 45 horas sendo 15 aulas de 3 horas cada. 2. INFORMES 2.1. É OBRIGATÓRIO O USO DE AVENTAL DURANTE AS AULAS PRÁTICAS. O ALUNO QUE COMPARECER AO LABORATÓRIO SEM AVENTAL NÃO PODERÁ PARTICIPAR DA AULA. 2.2. Permite-se um ATRASO DE NO MÁXIMO 15 MINUTOS. Após o início da prática não será permitida a entrada de alunos retardatários. 2.3. O aluno só poderá repor uma aula prática a cada avaliação. 2.4. Todos os resultados obtidos nas práticas devem ser entregues em data prefixada pelo professor em um formulário padrão apresentado aos alunos na primeira aula prática (ALUNOS QUE NÃO EXECUTARAM A PRÁTICA NÃO PODEM ENTREGAR O FORMULÁRIO) 2.4.1. As questões terão enfoque nos aspectos teóricos inerentes a cada prática e também em aspectos puramente práticos como manipulação de vidraria, acondicionamento de reagentes e amostras e bons procedimentos laboratoriais; 2.5. O material expediente de laboratório (papel toalha, detergente e, se necessário, fósforos) deve ser provido pelos alunos. 3. PROGRAMA DAS AULAS PRÁTICAS UNIDADE 1 - INTRODUÇÃO 1. Técnicas gerais de laboratório em Química Analítica Quantitativa 2. Balança analítica UNIDADE 2 - DETERMINAÇÕES GRAVIMÉTRICAS 3. Determinação de umidade em sólidos 4. Determinação de sulfato no sulfato de sódio 5. Determinação de ferro no sulfato ferroso hepta hidratado 4 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS UNIDADE 3 - DETERMINAÇÕES VOLUMÉTRICAS UNIDADE 3.1 - Volumetria de neutralização 6. Determinação de hidróxido de magnésio no leite de magnésia 7. Determinação de ácido acético no vinagre 8. Determinação de ácido fosfórico no reagente concentrado UNIDADE 3.2 - Volumetria de precipitação 9. Determinação de cloreto de sódio no soro fisiológico (método de Mohr) 10. Determinação de cloreto de sódio no soro fisiológico (método de Volhard) 11. Determinação de cloreto de sódio no soro fisiológico (método de Fajans) UNIDADE 3.3 - Volumetria de complexação 12. Determinação de dureza de cálcio e de magnésio na água 13. Determinação de óxido férrico em resíduo sólido 14. Determinação de óxido de zinco em pomada UNIDADE 3.4 - Volumetria de oxirredução 15. Determinação de peróxido de hidrogênio na água oxigenada 16. Determinação de hipoclorito de sódio na água sanitária 17. Determinação de ácido ascórbico em comprimidos efervescentes 4. REFERÊNCIAS 1. SKOOG, D.A. et al., “Fundamentos de Química Analítica”, Tradução da 8a ed Norte- americana, Pioneira Thomson Learning, 2006. 2. BACCAN, N. et al., “Química Analítica Quantitativa Elementar”, 3a ed., Editora Edgard Blücher, São Paulo, 2002. 3. MENDHAM, J. et al., “VOGEL - Análise Química Quantitativa”, 6a ed., LTC, Rio de Janeiro, 2002. 4. OHLWEILER, O. A., “Química Analítica Quantitativa, 3a ed., LTC, Rio de Janeiro, Vols. I e II, 1981. 5 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS AULA PRÁTICA N° 1: INTRODUÇÃO À QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA Este curso tem como principal objetivo permitir o aprendizado das técnicas quantitativas fundamentais. Apresenta características que exigirão do aluno, dedicação, interesse, cuidado, atenção e especialmente uma atividade cuidadosamente programada dentro do laboratório. 1. O laboratório é um lugar de trabalho sério. EVITE QUALQUER TIPO DE BRINCADEIRAS, pois a presença de substâncias inflamáveis, explosivas, material de vidro delicado e, muitas vezes, de preço bastante elevado, exigem uma perfeita disciplina no laboratório. 2. É INDISPENSÁVEL O USO DE AVENTAL. 3. O trabalho no laboratório é feito em duplas. Antes de iniciar e após o término dos experimentos MANTENHA SEMPRE LIMPA A APARELHAGEM E A BANCADA DE TRABALHO, e deixe os materiais e reagentes de uso comum em seus devidos lugares. 4. As lavagens dos materiais de vidro são realizadas inicialmente com água destilada corrente e posteriormente com pequenos volumes de água destilada. Em alguns casos, torna-se necessário o emprego de sabão ou detergente, ácido muriático (ácido clorídrico comercial), solução sulfocrômica ou potassa alcoólica. 5. Estude com atenção os experimentos antes de executá-los, a fim de que todas as etapas do procedimento indicado sejam assimiladas e compreendidas. Esta conduta não apenas facilita o aprendizado, mas também a utilização mais racional do tempo destinado às aulas práticas. 6. Imediatamente após a execução de cada análise o aluno deverá registrar no caderno de relatórios tudo o que observou durante a mesma, 7. Deve-se evitar o desperdício de soluções, reagentes sólidos, gás e água destilada. 8. Deve-se tomar o máximo cuidado para não contaminar os reagentes sólidos e as soluções. As substâncias que não chegaram aserem usadas nunca devem voltar ao frasco de origem. Nunca se deve introduzir qualquer objeto em frascos de reagentes, exceção feita para o conta-gotas com o qual estes possam estar equipados ou espátulas limpas. 9. Não usar um mesmo material (por exemplo: pipetas, espátulas) para duas ou mais substâncias, evitando assim a contaminação dos reagentes. 10. Dar tempo suficiente para que um vidro quente esfrie. Lembre-se de que o vidro quente apresenta o mesmo aspecto de um vidro frio. Não o abandone sobre a mesa, mas sim, sobre uma tela com amianto. 11. Cuidado ao trabalhar com substâncias inflamáveis. Mantenha-as longe do fogo. 12. Todas as operações nas quais ocorre desprendimento de gases tóxicos devem ser executadas na capela (como por exemplo: evaporações de soluções ácidas, amoniacais, etc.). 13. Ao observar o cheiro de uma substância não se deve colocar o rosto diretamente sobre o frasco que a contém, pois alguns reagentes são altamente tóxicos e venenosos. Abanando com a mão por cima do frasco aberto, desloque na sua direção uma pequena quantidade do vapor para cheirar. 14. Na preparação ou diluição de uma solução use sempre ÁGUA DESTILADA. 15. Verificar cuidadosamente o rótulo do frasco que contém um dado reagente, antes de tirar dele qualquer porção de seu conteúdo. Leia o rótulo duas vezes para se certificar de que tem o frasco certo. 16. Ao destampar um frasco ou outro recipiente qualquer manter a sua rolha, sempre que possível, entre os dedos da mão que segura o próprio frasco. Caso não seja possível esta 6 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS operação, coloque a rolha sobre o balcão sem, contudo, deixar tocar no mesmo a parte que penetra no gargalo do frasco. 17. Ao transferir o líquido de um frasco para outro procurar segurar o mesmo com a mão direita deixando o rótulo voltado para a palma da mão. Evita-se, assim, que o líquido que por acaso escorra estrague o rótulo. 18. Ao retornar o frasco para o seu devido lugar, se o fundo do mesmo estiver molhado com o líquido que o mesmo contém, enxugá-lo com um pano próprio, evitando assim as manchas que comumente aparecem nos balcões. 19. Não misturar substâncias desnecessariamente. É comum o aluno curioso misturar vários reagentes para “ver o que acontece”. Isto deve ser evitado, pois poderão ocorrer reações violentas, com desprendimento de calor, projeções de substâncias no rosto etc. 20. Não deixar frascos de reagentes abertos, pois assim poderá haver perdas do reagente por derrame ou volatilização. Além disso, pode ocorrer contaminação devido ao contato com o ar, como também serem exalados vapores de cheiro desagradável ou venenoso. 7 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS AULA PRÁTICA N° 2: BALANÇA ANALÍTICA A pesagem é uma das operações fundamentais no laboratório de química analítica. Ao se preparar uma solução padrão ou ao se utilizar um método gravimétrico é necessário pesar os reagentes ou a amostra com precisão. Esta pesagem deve ser realizada em uma balança analítica. A balança analítica é um instrumento para medidas de massa de até 100 - 200 g com sensibilidade de ± 0,1 mg (± 0,0001 g). 2.1. TIPOS DE BALANÇAS ANALÍTICAS Até a década de 50 do século passado, a balança analítica mais comum era a balança de braços iguais (esse tipo de balança foi usada por Lavoisier), mas os instrumentos mais novos já traziam dispositivos mecânicos a fim de tornar a pesagem mais rápida. Nessa época foi introduzida a balança mecânica de um prato que logo ganhou a preferência dos pesquisadores. Na década de 70 surgiram as balanças eletrônicas. A balança analítica de um prato opera de acordo com a técnica da substituição. Quando o objeto a ser pesado é colocado no prato da balança o travessão se move no sentido anti- horário. A remoção de pesos de referência com massa igual à do objeto faz com que o equilíbrio seja de novo alcançado. Os pesos de referência são manipulados através de botões situados fora da caixa da balança. As balanças eletrônicas surgiram na década de 70 do século passado e sua utilização vem crescendo cada vez mais. Nesse tipo de balança o peso de um objeto é determinado por comparação com uma força eletromagnética variável que foi calibrado contra um peso padrão conhecido. A deflexão causada pelo objeto a ser pesado é sentida por um sensor de posição eletrônico, enquanto que uma força proporcional de polaridade oposta é aplicada através de um dispositivo de geração de força para devolver o sistema ao ponto zero. A corrente pode ser amplificada e ter seu valor convertido em peso. 2.2. FATORES QUE CAUSAM ERRO NA PESAGEM 2.2.1. Fixação de Umidade Todo material exposto ao ar adsorve umidade sobre sua superfície. A quantidade de umidade adsorvida depende dos seguintes fatores: natureza do material, superfície exposta, tempo de exposição, umidade relativa do ar e temperatura. A umidade adsorvida é eliminada por aquecimento em estufa a 110 ºC durante 1 - 2 horas. A umidade adsorvida durante a pesagem dos recipientes de vidro ou porcelana é desprezível. No caso de substâncias, a umidade adquirida durante a operação de pesagem só será significativa quando a substância for bastante higroscópica. Como a maioria das substâncias, entretanto, a umidade adsorvida durante a pesagem é desprezível se a operação é feita rapidamente. 2.2.2. Eletrificação dos Recipientes Recipientes de vidro, porcelana ou outro material isolante adquirem carga de eletricidade estática quando são esfregados com um pano. Quando um recipiente com carga estática é colocado no prato da balança vai ocorrer repulsão ou atração do mesmo, dependendo do tipo de carga presente, o que causará erro na pesagem. Esse efeito só é importante em ambientes onde a umidade relativa é baixa (< 45 %). 2.2.3. Diferenças de Temperatura O objeto a ser pesado deve estar na mesma temperatura da balança. Se a temperatura do objeto é maior, o ar do interior da balança torna-se aquecido e cria correntes de convecção que tendem a elevar o objeto fazendo assim com que o peso do objeto dê menor do que o real. 8 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS Por outro lado, o aquecimento do prato e de outras partes da balança causa dilatação dos materiais, o que também ocasionará erro na pesagem. 2.3. REGRAS PARA UTILIZAÇÃO DA BALANÇA ANALÍTICA 2.3.1. A balança analítica é um instrumento de alta sensibilidade e por isso deve ser manuseada com muito cuidado, evitando-se movimentos bruscos e mantida sempre limpa. 2.3.2. A balança analítica deve ser instalada em um ambiente fora do laboratório, para evitar a ação de gases e vapores corrosivos sobre a mesma. O ideal é que seja instalada numa sala climatizada. A balança deve ficar apoiada sobre uma superfície plana e firme que permita o seu nivelamento e a proteção de vibrações. 2.3.3. A balança deve estar sempre limpa. A limpeza do prato e da caixa da balança é feita com um pincel de cerdas de camelo. 2.3.4. Antes de se efetuar a operação de pesagem é necessário zerar a balança. 2.3.5. Nunca pegar diretamente com as mãos o objeto que se vai pesar. Conforme o caso usar uma pinça ou uma tira de papel impermeável. 2.3.6. Destravar e travar (inclusive a meia trava) com movimentos lentos. 2.3.7. Durante as pesagens as portas laterais devem ser mantidas fechadas. 2.3.8. Para sucessivas pesagens no decorrer de uma análise usar sempre a mesma balança. 2.3.9. Recipiente e/ou a substância que vão ser pesados, devem estar em equilíbrio térmico com o ambiente. 2.3.10. Nunca colocar ou retirar massas do prato sem antes ter travado a balança. Após cada pesagemretornar os pesos a zero e retirar imediatamente o material da balança. 2.3.11. Os objetos a pesar devem estar na mesma temperatura da balança; Materiais sólidos sob a forma de pós ou pequenos cristais não devem ser pesados diretamente sobre o prato da balança. Para essa operação utiliza-se um vidro de relógio, béquer pequeno, pesa filtro ou até mesmo um pedaço de papel impermeável. 9 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS AULA PRÁTICA N° 3: DETERMINAÇÃO DE UMIDADE EM SÓLIDOS Gravimetria por volatilização e desprendimento – método indireto AMOSTRA ANALISADA: De livre escolha do professor. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Bloco 1 1. Lavar (água destilada da torneira - detergente ou sabão - água destilada 3 vezes) um cadinho de porcelana e colocar para secagem em estufa entre 100 e110ºC por 1 hora. 2. Após esse tempo, com auxílio de uma pinça, transferir o cadinho da estufa para um dessecador e deixar resfriar por 30 minutos. 3. Após esse tempo, com o auxílio de uma pinça, transferir o cadinho para uma balança analítica e medir (anotando até ± 0,1 mg) a massa do cadinho vazio (tara do cadinho – massa A). Bloco 2 4. Medir 0,5 g (anotando até± 0,1 mg) da amostra no cadinho tarado (massa do cadinho com a amostra úmida – massa B). 5. Com o auxílio da pinça, colocar o cadinho com a amostra em estufa entre 100 e 110 ºC por 1 hora. Bloco 3 6. Após esse tempo, com auxílio de uma pinça, transferir o cadinho com a amostra seca (desidratada) da estufa para um dessecador e deixar resfriar por 30 minutos. 7. Após esse tempo, com o auxílio de uma pinça, transferir o cadinho com a amostra seca para uma balança analítica e medir (anotando até ± 0,1 mg) a massa do cadinho com a amostra seca (massa C). 8. Calcular a porcentagem de água na amostra utilizando a equação: H�O �% m m � = ��� ���� ���� ���� × 100 TRATAMENTO E DESCARTE DOS RESÍDUOS QUÍMICOS: Ao término da prática colocar o resíduo em frasco plástico com tampa com a indicação ‘‘Resíduo da prática de umidade’’ a ser indicado pelo professor. 10 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS AULA PRÁTICA N° 4: DETERMINAÇÃO DE SULFATO NO SULFATO DE SÓDIO Gravimetria de precipitação – método indireto REAGENTES: Solução de cloreto de bário 0,12 mol L-1, Solução de nitrato de prata 0,1 mol L-1 e ácido clorídrico concentrado. AMOSTRA ANALISADA: Sulfato de sódio P. A. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Parte I - Preparação das soluções a) Solução de cloreto de bário 0,12 mol L-1: Dissolver 29,3 g de BaCl2· 2H2O em água destilada e completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada. Armazenar a solução em frasco de vidro ou de plástico previamente lavado com água destilada. b) Solução de nitrato de prata 0,1 mol L-1: Dissolver 16,9 g de AgNO3 em água destilada e completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada. Armazenar a solução em frasco de vidro âmbar previamente lavado com água destilada. Parte II – Marcha analítica Bloco 1 1. Lavar (água destilada da torneira - detergente ou sabão - água destilada 3 vezes) um cadinho de porcelana e colocar para secagem em mufla a 900 ºC por 1 hora. 2. Após esse tempo, com auxílio de uma pinça, transferir o cadinho da mufla para um dessecador e deixar resfriar por 1 hora. 3. Após esse tempo, com o auxílio de uma pinça, transferir o cadinho para uma balança analítica e medir (anotando até ± 0,1 mg) a massa do cadinho vazio (tara do cadinho – massa A). Bloco 2 4. Medir 0,5 g (anotando até ± 0,1 mg) da amostra num vidro de relógio (massa da amostra – massa B). 5. Transferir a amostra para um béquer de 500 mL e dissolvê-la em 200 mL de água destilada. 6. Na amostra dissolvida, adicionar 1mL de HCl concentrado e homogeneizar com o bastão de vidro. 7. Montar um sistema de aquecimento constituído de: tripé de ferro, bico de Bunsen e tela de amianto (ou usar uma chapa elétrica). 8. Colocar a solução da amostra e 45 ml da solução de BaCl2 separadamente sobre o sistema de aquecimento e aquecer até 80‐90 °C. 9. Adicionar a solução de BaCl2 no béquer da solução da amostra lentamente e sob agitação (haverá a formação de um precipitado branco fino e cristalino). 10. Deixar o precipitado obtido em digestão a frio por aproximadamente 12 horas. 11 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS Bloco 3 11. Montar o sistema de filtração constituído de: suporte universal, argola, funil de colo longo com raias contendo um papel-filtro de filtração lenta. 12. Transferir o sobrenadante através do sistema de filtração, deixando no béquer o máximo possível de precipitado. 13. Lavar o precipitado com água destilada a frio e transferir novamente o sobrenadante através o sistema de filtração, deixando no béquer o máximo possível de precipitado. 14. Com o auxílio do bastão policial, transferir o precipitado para do sistema de filtração, raspando as paredes do béquer e lavando-as com água destilada a frio de modo a não haver perdas do precipitado. 15. Prosseguir com a lavagem com água destilada a frio do precipitado agora retido no papel-filtro. 16. Num tubo de ensaio, coletar uma alíquota do filtrado e adicionar 1 gota de solução de AgNO3. Se houver a formação de um precipitado branco (AgCl) significa que a lavagem não foi suficiente e a lavagem deve ser repetidaaté que numa alíquota do filtrado não haja formação de precipitado de AgCl. 17. Transferir o papel-filtro e seu conteúdo para o cadinho de porcelana tarado e levar a mufla. Bloco 4 18. Com a porta da mufla aberta, aquecer o cadinho de porcelana contendo a amostra até a queima total do papel-filtro. 19. Fechar a porta da mufla e calcinar o precipitado por 1 hora a 900 °C. 20. Após esse tempo, com auxílio de uma pinça, transferir o cadinho com as cinzas da amostra da mufla para um dessecador e deixar resfriar por 1 hora. 21. Após esse tempo, com o auxílio de uma pinça, transferir o cadinho com as cinzas da amostra para uma balança analítica e medir (anotando até ± 0,1 mg) a massa do cadinho com as cinzas da amostra (massa C). 22. Calcular a porcentagem de sulfato na amostra utilizando a equação: SO�� �% m m � = ����� ���� �� �!" ��#$����� �� �!� × � ��� ���� ��� ���� × 100 onde: MM&'��� = 96,06 g mol e MM .&'� = 233,40 g mol TRATAMENTO E DESCARTE DOS RESÍDUOS QUÍMICOS: O resíduo aquoso da filtração do precipitado contem íons H+, Na+, Cl- e SO42-. Neutralizar este resíduo aquoso com solução de NaOH 1,0 mol L-1 e descartar diretamente na pia sob forte corrente de água. O resíduo aquoso do teste para cloretos contem AgCl. Coloca-lo em frasco de vidro âmbar com a indicação: ‘‘Resíduo de cloreto de prata’’ a ser indicado pelo professor. O resíduo sólido após a medida de massa do precipitado contem BaSO4. Coloca-lo em frasco plástico com tampa com a indicação: ‘‘Resíduo de sulfato de bário’’ a ser indicado pelo professor. 12 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS AULA PRÁTICA N° 5: DETERMINAÇÃO DE FERRO NO SULFATO FERROSO HEPTA HIDRATADO Gravimetria de precipitação – método indireto REAGENTES: Solução de hidróxido de amônio 7,15 mol L-1, Solução de nitrato de amônio 0,125 mol L-1, Solução de nitrato de prata 0,1 mol L-1, ácido clorídrico concentrado e ácido nítrico concentrado. AMOSTRA ANALISADA: Sulfato de ferroso hepta hidratadoP.A. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Parte I - Preparação das soluções a) Solução de hidróxido de amônio 7,15 mol L-1: Diluir 500 mL de NH4OH concentrado em água destilada e completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada. Armazenar a solução em frasco de plástico previamente lavado com água destilada e sob refrigeração. b) Solução de nitrato de amônio 0,125 mol L-1: b.1) A partir do sal: Dissolver 10,0 g de NH4NO3 em água destilada, adicionar 0,3 mL de NH4OH concentrado e completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada. b.2) A partir do HNO3 e do NH4OH concentrados: Diluir 7,8 mL de HNO3 concentrado e 9 mL NH4OH concentrado em água destilada e completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada. Armazenar a solução em frasco de vidro âmbar previamente lavado com água destilada. c) Solução de nitrato de prata 0,1 mol L-1: Preparada na aula anterior. Parte II – Marcha analítica Bloco 1 1. Lavar (água destilada da torneira - detergente ou sabão - água destilada 3 vezes) um cadinho de porcelana e colocar para secagem em mufla a 900 ºC por 1 hora. 2. Após esse tempo, com auxílio de uma pinça, transferir o cadinho da mufla para um dessecador e deixar resfriar por 1 hora. 3. Após esse tempo, com o auxílio de uma pinça, transferir o cadinho para uma balança analítica e medir (anotando até ± 0,1 mg) a massa do cadinho vazio (tara do cadinho – massa A). Bloco 2 4. Medir 0,5 g (anotando até ± 0,1 mg) da amostra num vidro de relógio (massa da amostra – massa B). 5. Transferir a amostra para um béquer de 500 mL e dissolvê-la em 45 mL de água destilada. 6. Na amostra dissolvida, adicionar 5 mL de HCl concentrado e 2 mL de HNO3 concentrado e homogeneizar com o bastão de vidro. 13 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS 7. Montar um sistema de aquecimento constituído de: tripé de ferro, bico de Bunsen e tela de amianto (ou usar uma chapa elétrica). 8. Colocar a solução da amostra sobre o sistema de aquecimento e aquecer para completar a oxidação do ferro (a solução tornar-se-á amarelo). 9. Diluir a amostra até a marca de 200 mL do bequer com água destilada, aquecer à ebulição e adicionar 40 mL da solução de NH4OH (haverá a formação de um precipitado marrom coloidal). 10. Seguir com a ebulição por mais 1 minuto e deixar o precipitado sedimentar. Bloco 3 11. Montar o sistema de filtração constituído de: suporte universal, argola, funil de colo longo com raias contendo um papel-filtro de filtração média. 12. Transferir o sobrenadante ainda quente através o sistema de filtração, deixando no béquer o máximo possível de precipitado. 13. Lavar o precipitado com solução de NH4NO3 a frio e transferir novamente o sobrenadante através o sistema de filtração, deixando no béquer o máximo possível de precipitado. 14. Com o auxílio do bastão policial, transferir o precipitado para do sistema de filtração, raspando as paredes do béquer e lavando-as com solução de NH4NO3 a frio de modo a não haver perdas do precipitado. 15. Prosseguir com a lavagem com solução de NH4NO3 a frio do precipitado agora retido no papel-filtro. 16. Num tubo de ensaio, coletar uma alíquota do filtrado e adicionar 1 gota de solução de AgNO3. Se houver a formação de um precipitado branco (AgCl) significa que a lavagem não foi suficiente e a lavagem deve ser repetida até que numa alíquota do filtrado não haja formação de precipitado de AgCl. 17. Transferir o papel-filtro e seu conteúdo para o cadinho de porcelana tarado e levar a mufla. Bloco 4 18. Com a porta da mufla aberta, aquecer o cadinho de porcelana contendo a amostra até a queima total do papel-filtro. 19. Fechar a porta da mufla e calcinar o precipitado por 1 hora a 900 °C. 20. Após esse tempo, com auxílio de uma pinça, transferir o cadinho com as cinzas da amostra da mufla para um dessecador e deixar resfriar por 1 hora. 21. Após esse tempo, com o auxílio de uma pinça, transferir o cadinho com as cinzas da amostra para uma balança analítica e medir (anotando até ± 0,1 mg) a massa do cadinho com as cinzas da amostra (massa C). 22. Calcular a porcentagem de ferro na amostra utilizando a equação: Fe �% m m � = � ∙ ��45�� �� �!" ��45��6�� �� �!� × � ��� ���� ��� ���� × 100 onde: MM78 = 55,85 g mol e MM78�'6 = 159,69 g mol . TRATAMENTO E DESCARTE DOS RESÍDUOS QUÍMICOS: O resíduo aquoso da filtração do precipitado contem íons NH4+, OH-, Cl-, NO3- e SO42. Neutralizar este resíduo aquoso com solução de H2SO4 1,0 mol L-1 e descartar diretamente na pia sob forte corrente de água. O resíduo aquoso do teste para cloretos contem AgCl. Coloca-lo em frasco de vidro âmbar com a indicação: ‘‘Resíduo de cloreto de prata’’ a ser indicado pelo professor. 14 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS O resíduo sólido após a medida de massa do precipitado contem Fe2O3 e às vezes Fe. Coloca-lo em frasco plástico com tampa com a indicação: ‘‘Resíduo de ferro’’ a ser indicado pelo professor. 15 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS AULA PRÁTICA N° 6: DETERMINAÇÃO DE HIDRÓXIDO DE MAGNÉSIO NO LEITE DE MAGNÉSIA Volumetria de neutralização – volumetria de retorno Neutralização de um ácido forte por uma base forte e por uma base fraca REAGENTES: Solução de ácido clorídrico 0,3 mol L-1, Solução de hidróxido de sódio 0,25 mol L-1, Indicador vermelho de metila, Indicador fenolftaleína e tetraborato de sódio deca hidratado (bórax). AMOSTRA ANALISADA: Leite de magnésia. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Parte I - Preparação das soluções a) Solução de ácido clorídrico 0,3 mol L-1: Diluir 25 mL de HCl concentrado em água destilada e completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada. Armazenar a solução em frasco de vidro ou de plástico previamente lavado com água destilada. b) Solução de hidróxido de sódio 0,25 mol L-1: Dissolver 10,0 g de NaOH em 100 mL de água destilada recém-fervida e resfriada e após dissolução, completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada recém-fervida e resfriada. Armazenar a solução em frasco de polietileno ou polipropileno com tampa, previamente lavado com água destilada recém-fervida e resfriada. c) Indicador vermelho de metila: Dissolver 1,0 g de vermelho de metila em 60 mL de etanol absoluto e diluir com água destilada até 100 mL em balão volumétrico. Armazenar a solução em frasco de vidro ou de plástico previamente lavado com água destilada. d) Indicador fenolftaleína: Dissolver 1,0 g de fenolftaleína em 60 mL de etanol absoluto e diluir com água destilada até 100 mL em balão volumétrico. Armazenar a solução em frasco de vidro ou de plástico previamente lavado com água destilada. Parte II - Padronização da solução de HCl com tetraborato de sódio (bórax) 1. Com o auxílio de um vidro de relógio, medir 0,57 g (anotando até ± 0,1 mg) de Na2B4O7·10H2O em balança analítica e transferir para um erlenmeyer de 250 mL. 2. Adicionar 50 mL de água destilada e agitar para dissolver o sal. 3. Adicionar 5 gotas da solução de indicador vermelho de metila. 4. Tomar uma alíquota de aproximadamente 5 mL da solução de HCl e proceder a rinsagem da bureta, descartando a solução logo em seguida. 5. Encher a bureta com a solução de HCl, de modo a não haver bolhas de ar na parte da bureta abaixo da torneira, e aferir o volume de solução na marca do zero. 6. Colocaro erlenmeyer contendo o bórax, a água destilada e o indicador vermelho de metila embaixo da torneira da bureta, abrir lentamente a torneira da mesma e gotejar a solução de HCl. 7. Seguir com a adição da solução de HCl(com agitação vigorosa e constante do erlenmeyer) até a viragem de cor do indicador de amarelo para vermelho da solução contida no erlenmeyer. Neste instante, fechar rapidamente a torneira da bureta, fazer a leitura do volume de solução de HCl gasto nas escalas da bureta e anotar. 16 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS 8. Repetir a operação para mais uma massa de bórax (com valor próximo ao utilizado anteriormente). Para cada massa de bórax utilizada calcular a concentração de HCl em termos de mol L-1 utilizando a equação: M;� �mol L � = � ∙ �#ó>$?��� ��#ó>$?�� �� �!� ∙ @ABC�D� onde: m óE.F = massa de bórax utilizada, M;� = concentração da solução de HCl, V;� = volume gasto de solução de HCl (leitura da bureta) e MM óE.F = 381,37 g mol . 9. A partir destes dois valores de concentração obtidos calcular o valor médio. Parte III - Padronização da solução de NaOH com solução padronizada de HCl 1. Com o auxílio de uma pipeta volumétrica, transferir uma alíquota de 10 mL da solução de HCl padronizada na parte II para um erlenmeyer de 250 mL. 2. Adicionar 50 mL de água destilada e 5 gotas da solução de indicador fenolftaleína. 3. Tomar uma alíquota de aproximadamente 5 mL da solução de NaOH e proceder a rinsagem da bureta, descartando a solução logo em seguida. 4. Encher a bureta com a solução de NaOH, de modo a não haver bolhas de ar na parte da bureta abaixo da torneira, e aferir o volume de solução na marca do zero. 5. Colocar o erlenmeyer contendo a solução de HCl padronizada, a água destilada e o indicador fenolftaleína embaixo da torneira da bureta, abrir lentamente a torneira da mesma e gotejar a solução de NaOH. 6. Seguir com a adição da solução de NaOH (com agitação vigorosa e constante do erlenmeyer) até a viragem de cor do indicador de incolor para magenta (rosa) da solução contida no erlenmeyer. Neste instante, fechar rapidamente a torneira da bureta, fazer a leitura do volume de solução de NaOH gasto nas escalas da bureta e anotar. 7. Repetir a operação para encontrar o volume médio, de modo que os volumes gastos não sejam diferentes em mais que 0,1 mL. 8. Calcular a concentração da solução de NaOH em termos de mol L-1 utilizando o volume médio gasto de solução de NaOH na equação: MI.';�mol L � = �ABC��� D�!" ∙ @ABC�D� @J$�A�D� onde: MI.'; = concentração da solução de NaOH, M;� = concentração da solução de HCl, VI.'; = volume gasto de solução de NaOH (leitura da bureta) e V;� = 10 mL. Parte IV - Análise da amostra de leite de magnésia 1. Numa balança analítica, colocar um béquer de 100 mL e proceder a tara do mesmo. 2. Agitar bem a amostra de leite de magnésia e como o auxílio de um conta-gotas medir 1,0 g (anotando até ± 0,1 mg) da amostra no béquer. 3. Transferir a amostra com 50 mL de água destilada, cuidadosamente, para um erlenmeyer de 250 mL. 4. Adicionar exatamente 10 mL da solução de HCl padronizada na Parte II e 5 gotas do indicador vermelho de metila. 5. Tomar uma alíquota de aproximadamente 5 mL da solução de NaOH e proceder a rinsagem da bureta, descartando a solução logo em seguida. 6. Encher a bureta com a solução de NaOH, de modo a não haver bolhas de ar na parte da bureta abaixo da torneira, e aferir o volume de solução na marca do zero. 17 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS 7. Colocar o erlenmeyer contendo a amostra de leite de magnésia, o excesso de solução de HCl, a água destilada e o indicador vermelho de metila embaixo da torneira da bureta, abrir lentamente a torneira da mesma e gotejar a solução de NaOH. 8. Seguir com a adição da solução de NaOH até a viragem de cor do indicador de amarelo para vermelho da solução contida no erlenmeyer. Neste instante, fechar rapidamente a torneira da bureta, fazer a leitura do volume de solução de NaOH gasto nas escalas da bureta e anotar. 9. Repetir a operação para mais uma massa de leite de magnésia (com valor próximo ao utilizado anteriormente). Para cada massa de leite de magnésia utilizada calcular a concentração de Mg(OH)2 em termos de porcentagem massa-massa (% m m-1) utilizando a equação: Mg�OH�� �% m m � = ��KL��A���� �� �!" ∙ M�ABC��� D�!" ∙ @ABC�D� �J$�A��� D�!" ∙ @J$�A�D�N � ∙ �$OPQR>$��� × 100 onde: M;� = concentração da solução de HCl, MI.'; = concentração da solução de NaOH, VI.'; = volume gasto de solução de NaOH (leitura da bureta), V;� = 10 mL, MM���';�� = 58,34 g mol e m.��STE. = massa da amostra. 10. Para cada massa de leite de magnésia utilizada calcular a concentração de Mg(OH)2 e a partir destes dois valores de concentração obtidos calcular o valor médio. TRATAMENTO E DESCARTE DOS RESÍDUOS QUÍMICOS: Na segunda parte o resíduo aquoso é constituído pelos íons Na+, Cl- e por H3BO3 (ácido muito fraco) e indicador vermelho de metila (em concentração muito baixa). Uma vez que o resíduo já está neutralizado, o mesmo pode ser descartado diretamente na pia sob forte corrente de água. Na terceira parte o resíduo aquoso é constituído pelos íons Na+ e Cl- e indicador fenolftaleína (em concentração muito baixa). Por também estar neutralizado, o mesmo também pode ser descartado diretamente na pia sob forte corrente de água. Na quarta parte o resíduo aquoso é constituído pelos íons Na+, Mg2+ e Cl- e indicador vermelho de metila (em concentração muito baixa). Assim como na segunda e na terceira parte o mesmo já foi neutralizado durante a marcha analítica, podendo ser descartado diretamente na pia sob forte corrente de água. AULA PRÁTICA N° 7: DETERMINAÇÃO DE ÁCIDO ACÉTICO NO VINAGRE Volumetria de neutralização – volumetria direta 18 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS Neutralização de um ácido fraco por uma base forte REAGENTES: Solução de hidróxido de sódio 0,1 mol L-1, Indicador fenolftaleína e biftalato de potássio. AMOSTRA ANALISADA: Vinagre (CH3COOH). PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Parte I - Preparação das soluções a) Solução de hidróxido de sódio 0,1 mol L-1: Dissolver 4,0 g de NaOH em 100 mL de água destilada recém-fervida e resfriada e após dissolução, completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada recém-fervida e resfriada. Armazenar a solução em frasco de polietileno ou polipropileno com tampa, previamente lavado com água destilada recém-fervida e resfriada. b) Indicador fenolftaleína: Preparada na aula anterior. Parte II - Preparação da amostra diluída de vinagre 1. Com o auxílio de uma pipeta volumétrica, transferir uma alíquota de 100 mL da amostra de vinagre para um balão volumétrico de 1L. 2. Completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada. Armazenar a solução em frasco de vidro ou de plástico previamente lavado com água destilada. Parte III - Padronização da solução de NaOH com biftalato de potássio 1. Com o auxílio de um vidro de relógio, medir 0,2 g (anotando até ± 0,1 mg) de KHC8H4O4 (seco em estufa a 110 °C por 2 horas) em balança analítica e transferir para um erlenmeyer de 250 mL. 2. Adicionar 50 mL de água destilada e agitar para dissolver o sal (se necessário, aquecer). 3. Adicionar 5 gotas da solução de indicador fenolftaleína. 4. Tomar uma alíquota de aproximadamente 5 mL da solução de NaOH e proceder a rinsagem da bureta, descartando a solução logo em seguida. 5. Encher a bureta com a solução de NaOH, de modo anão haver bolhas de ar na parte da bureta abaixo da torneira, e aferir o volume de solução na marca do zero. 6. Colocar o erlenmeyer contendo o biftalato de potássio, a água destilada e o indicador fenolftaleína embaixo da torneira da bureta, abrir lentamente a torneira da mesma e gotejar a solução de NaOH. 7. Seguir com a adição da solução de NaOH (com agitação vigorosa e constante do erlenmeyer) até a viragem de cor do indicador de incolor para magenta (rosa) da solução contida no erlenmeyer. Neste instante, fechar rapidamente a torneira da bureta, fazer a leitura do volume de solução de NaOH gasto nas escalas da bureta e anotar. 8. Calcular a concentração da solução de NaOH em termos de mol L-1 utilizando a equação: MI.';�mol L � = �#UVR$C$RP��� ��#UVR$C$RP�� �� �!� ∙ @J$�A�D� 19 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS onde: m WXT. .T� = massa de biftalato de potássio utilizada, MI.'; = concentração da solução de NaOH, VI.'; = volume gasto de solução de NaOH (leitura da bureta) e MM WXT. .T� = 204,23 g mol . 9. Repetir a operação para mais uma massa de biftalato de potássio (com valor próximo ao utilizado anteriormente). Para cada massa de biftalato de potássio utilizada calcular a concentração de NaOH e a partir destes dois valores de concentração obtidos calcular o valor médio. Parte IV - Análise da amostra diluída de vinagre 1. Com o auxílio de uma pipeta volumétrica, transferir uma alíquota de 20 mL da amostra diluída de vinagre para um erlenmeyer de 250 mL. 2. Adicionar 50 mL de água destilada e 5 gotas da solução de indicador fenolftaleína. 3. Tomar uma alíquota de aproximadamente 5 mL da solução de NaOH e proceder a rinsagem da bureta, descartando a solução logo em seguida. 4. Encher a bureta com a solução de NaOH, de modo a não haver bolhas de ar na parte da bureta abaixo da torneira, e aferir o volume de solução na marca do zero. 5. Colocar o erlenmeyer contendo a amostra diluída de vinagre, a água destilada e o indicador fenolftaleína embaixo da torneira da bureta, abrir lentamente a torneira da mesma e gotejar a solução de NaOH. 6. Seguir com a adição da solução de NaOH (com agitação vigorosa e constante do erlenmeyer) até a viragem de cor do indicador de incolor para magenta (rosa) da solução contida no erlenmeyer. Neste instante, fechar rapidamente a torneira da bureta, fazer a leitura do volume de solução de NaOH gasto nas escalas da bureta e anotar. 7. Repetir a operação para encontrar o volume médio, de modo que os volumes gastos não sejam diferentes em mais que 0,1 mL. 8. Calcular a concentração da solução de ácido acético em termos de porcentagem volume-volume (% v v-1) utilizando o volume médio gasto de solução de NaOH na equação: HAc �% v v � = ��A\]�� �� �!" ∙ �J$�A��� D�!" ∙ @J$�A�D� ∙ @VU^$C _5 _UC`UçãP ��D� cA\]�� �D�!� ∙ @\Cíe`PR$��D� ∙ @$OPQR>$��D� × 100 onde: MI.'; = concentração da solução de NaOH, VI.'; = volume gasto de solução de NaOH (leitura da bureta), MM;�f = 60,08 g mol , ρ;�f = 1,049 g mL , V.��STE. = 100 mL, V. íhi�T. = 20 mL e VXWj. k8 kW iWçã� = 1000 mL. TRATAMENTO E DESCARTE DOS RESÍDUOS QUÍMICOS: Na terceira parte o resíduo aquoso é constituído pelos íons Na+, K+ e ftalato e indicador fenolftaleína (em concentração muito baixa). Acidificar com solução de H2SO4 1,0 mol L-1 até pH = 2,0 (usar papel indicador ou pHmetro). Aquecer o resíduo aquoso até a ebulição e adicionar solução de KMnO4 0,02 mol L-1 até a obtenção de uma coloração magenta (rosa) persistente. Colocar o resíduo aquoso tratado em frasco de vidro âmbar com a indicação: ‘‘Resíduo de manganês (II)’’ a ser indicado pelo professor. Na quarta parte o resíduo aquoso é constituído pelos íons Na+ e acetato e indicador fenolftaleína (em concentração muito baixa). Por também estar neutralizado, o mesmo também pode ser descartado diretamente na pia sob forte corrente de água. AULA PRÁTICA N° 8: DETERMINAÇÃO DE ÁCIDO FOSFÓRICO NO REAGENTE CONCENTRADO 20 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS Volumetria de neutralização – volumetria direta Neutralização de um ácido poliprótico por uma base forte REAGENTES: Solução padrão de hidróxido de sódio, Indicador verde de bromocresol e Indicador timolftaleína. AMOSTRA ANALISADA: Ácido fosfórico P.A. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Parte I - Preparação das soluções a) Solução padrão de hidróxido de sódio: Preparada na aula anterior. b) Indicador verde de bromocresol: Dissolver 1,0 g de verde de bromocresol em água destilada e completar o volume para 100 mL em balão volumétrico com água destilada. Armazenar a solução em frasco de vidro ou de plástico previamente lavado com água destilada. c) Indicador timolftaleína: Dissolver 1,0 g de timolftaleína em 60 mL de etanol absoluto e diluir com água destilada até 100 mL em balão volumétrico. Armazenar a solução em frasco de vidro ou de plástico previamente lavado com água destilada. Parte II - Preparação da amostra diluída de ácido fosfórico 1. Com o auxílio de uma pipeta volumétrica, transferir uma alíquota de 3 mL de H3PO4 concentrado para um balão volumétrico de 1L. 2. Completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada. Armazenar a solução em frasco de vidro ou de plástico previamente lavado com água destilada. Parte III - Análise da amostra diluída de ácido fosfórico usando o primeiro hidrogênio ionizável 1. Com o auxílio de uma pipeta volumétrica, transferir uma alíquota de 25 mL da amostra diluída de ácido fosfórico para um erlenmeyer de 250 mL. 2. Adicionar 50 mL de água destilada e 5 gotas da solução de indicador verde de bromocresol. 3. Tomar uma alíquota de aproximadamente 5mL da solução de NaOH e proceder a rinsagem da bureta, descartando a solução logo em seguida. 4. Encher a bureta com a solução de NaOH, de modo a não haver bolhas de ar na parte da bureta abaixo da torneira, e aferir o volume de solução na marca do zero. 5. Colocar o erlenmeyer contendo a amostra diluída de ácido fosfórico, a água destilada e o indicador verde de bromocresol embaixo da torneira da bureta, abrir lentamente a torneira da mesma e gotejar a solução de NaOH. 6. Seguir com a adição da solução de NaOH (com agitação vigorosa e constante do erlenmeyer) até a viragem de cor do indicador de amarelo para ciano (azul esverdeado) da solução contida no erlenmeyer. Neste instante, fechar rapidamente a torneira da bureta, fazer a leitura do volume de solução de NaOH gasto nas escalas da bureta e anotar. 7. Repetir a operação para encontrar o volume médio, de modo que os volumes gastos não sejam diferentes em mais que 0,1 mL. 21 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS 8. Calcular a concentração da solução de ácido fosfórico em termos de mol L-1 utilizando o volume médio gasto de solução de NaOH na equação: M;6l'��mol L � = �J$�A��� D�!" ∙ @J$�A�D� ∙ @QPC`çãP�D� @$Cíe`PR$�D� ∙ @$OPQR>$�D� onde: MI.'; = concentração da solução de NaOH, VI.'; = volume gasto de solução de NaOH (leitura da bureta), V.��STE. = 3 mL, V. íhi�T. = 25 mL e VS� içã� = 1000 mL. Parte IV - Análise da amostra diluída de ácido fosfórico usando o segundo hidrogênio ionizável 1. Com o auxílio de uma pipeta volumétrica, transferir uma alíquota de 25 mL da amostra diluída de ácido fosfórico para um erlenmeyer de 250 mL. 2. Adicionar 50 mL de água destilada e 5 gotas da solução de indicador timolftaleína. 3. Tomar uma alíquota de aproximadamente 5mL da solução de NaOH e proceder a rinsagem da bureta, descartando a solução logo em seguida. 4. Encher a bureta com a solução de NaOH, de modo a não haver bolhas de arna parte da bureta abaixo da torneira, e aferir o volume de solução na marca do zero. 5. Colocar o erlenmeyer contendo a amostra diluída de ácido fosfórico, a água destilada e o indicador timolftaleína embaixo da torneira da bureta, abrir lentamente a torneira da mesma e gotejar a solução de NaOH. 6. Seguir com a adição da solução de NaOH (com agitação vigorosa e constante do erlenmeyer) até a viragem de cor do indicador de incolor para azul da solução contida no erlenmeyer. Neste instante, fechar rapidamente a torneira da bureta, fazer a leitura do volume de solução de NaOH gasto nas escalas da bureta e anotar. 7. Repetir a operação para encontrar o volume médio, de modo que os volumes gastos não sejam diferentes em mais que 0,1 mL. 8. Calcular a concentração da solução de ácido fosfórico em termos de mol L-1 utilizando o volume médio gasto de solução de NaOH na equação: M;6l'��mol L � = �J$�A��� D�!" ∙ @J$�A�D� ∙ @QPC`çãP�D� � ∙ @$Cíe`PR$�D� ∙ @$OPQR>$�D� onde: MI.'; = concentração da solução de NaOH, VI.'; = volume gasto de solução de NaOH (leitura da bureta), V.��STE. = 3 mL, V. íhi�T. = 25 mL e VS� içã� = 1000 mL. TRATAMENTO E DESCARTE DOS RESÍDUOS QUÍMICOS: Na terceira parte o resíduo aquoso é constituído por íons Na+ e H2PO4- e indicador verde de bromocresol (em concentração muito baixa). Uma vez que o resíduo já está neutralizado, o mesmo pode ser descartado diretamente na pia. Na quarta parte o resíduo aquoso é constituído por íons Na+ e HPO42- e indicador timolftaleína (em concentração muito baixa). Uma vez que o resíduo já está neutralizado, o mesmo pode ser descartado diretamente na pia. AULA PRÁTICA N° 9: DETERMINAÇÃO DE CLORETO DE SÓDIO EM SORO FISIOLÓGICO Volumetria de precipitação – argentimetria – volumetria direta 22 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS Método de Mohr REAGENTES: Solução de nitrato de prata 0,01 mol L-1, Solução de cloreto de sódio 0,0100 mol L-1, Indicador cromato de potássio e carbonato de cálcio. AMOSTRA ANALISADA: Soro fisiológico. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Parte I - Preparação das soluções a) Solução de nitrato de prata 0,01 mol L-1: Dissolver 1,69 g de AgNO3 em água destilada e completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada destilada. Armazenar a solução em frasco de vidro âmbar previamente lavado com água destilada. b) Solução de cloreto de sódio 0,0100 mol L-1: Dissolver 0,5845 g de NaCl (seco em estufa a 110 °C por 2 horas) em água destilada e completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada. Armazenar a solução em frasco de vidro previamente lavado com água destilada. c) Indicador cromato de potássio: Dissolver 50,0 g de K2CrO4 em água destilada e completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada. Armazenar a solução em frasco de vidro previamente lavado com água destilada. Parte II - Preparação da amostra diluída de soro fisiológico 1. Com o auxílio de uma bureta, transferir uma alíquota de 100 mL da amostra de soro fisiológico para um balão volumétrico de 1L. 2. Completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada. Armazenar a solução em frasco de vidro ou de plástico previamente lavado com água destilada. Parte III - Padronização da solução de AgNO3 com solução padrão de NaCl 1. Com o auxílio de uma pipeta volumétrica, transferir uma alíquota de 10 mL da solução de NaCl 0,0100 mol L-1 para um erlenmeyer de 250 mL. 2. Adicionar 90 mL de água destilada e 1 mL da solução de indicador cromato de potássio. 3. Tomar uma alíquota de aproximadamente 5 mL da solução de AgNO3 e proceder a rinsagem da bureta, descartando a solução logo em seguida. 4. Encher a bureta com a solução de AgNO3, de modo a não haver bolhas de ar na parte da bureta abaixo da torneira, e aferir o volume de solução na marca do zero. 5. Colocar o erlenmeyer contendo a solução de NaCl, a água destilada destilada e o indicador cromato de potássio embaixo da torneira da bureta, abrir lentamente a torneira da mesma e gotejar a solução de AgNO3. 6. Seguir com a adição da solução de AgNO3 (com agitação vigorosa e constante do erlenmeyer) até a obtenção de um precipitado vermelho tijolo na solução contida no erlenmeyer. Neste instante, fechar rapidamente a torneira da bureta, fazer a leitura do volume de solução de AgNO3 gasto nas escalas da bureta e anotar. 7. Repetir a operação para encontrar o volume médio, de modo que os volumes gastos não sejam diferentes em mais que 0,1 mL. 8. Calcular a concentração da solução de AgNO3 em termos de mol L-1 utilizando o volume médio gasto de solução de AgNO3 na equação: 23 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS M��I'6�mol L � = �J$BC��� D�!" ∙ @J$BC�D� @\�D� @#�D� onde: VI.� = 10 mL, MI.� = 0,0100 mol L , M��I'6 = concentração da solução de AgNO3, V� = é o volume de solução de AgNO3 gasto na titulação da solução de NaCl (leitura da bureta) e V = é o volume de solução de AgNO3 gasto na prova em branco (leitura da bureta). Parte IV - Prova em branco 1. Transferir para um erlenmeyer de 250 mL um volume de água destilada correspondente a soma dos volumes de água destilada, solução de NaCl e solução de AgNO3 gasto na parte II. 2. Adicionar 1 mL da solução de indicador cromato de potássio e 0,5 g de carbonato de cálcio. 3. Colocar o erlenmeyer contendo a água destilada, o indicador cromato de potássio e o carbonato de cálcio embaixo da torneira da bureta, abrir lentamente a torneira da mesma e gotejar a solução de AgNO3. 4. Seguir com a adição da solução de AgNO3 (com agitação vigorosa e constante do erlenmeyer) até a obtenção de um precipitado vermelho tijolo na solução contida no erlenmeyer. Neste instante, fechar rapidamente a torneira da bureta, fazer a leitura do volume de solução de AgNO3 gasto nas escalas da bureta e anotar. Parte V - Análise da amostra diluída de soro fisiológico 1. Com o auxílio de uma pipeta volumétrica, transferir uma alíquota de 10 mL da amostra diluída de soro fisiológico para um erlenmeyer de 250 mL. 2. Adicionar 95 mL de água destilada e 1 mL da solução de indicador cromato de potássio. 3. Colocar o erlenmeyer contendo a amostra diluída de soro fisiológico, a água destilada e o indicador cromato de potássio embaixo da torneira da bureta, abrir lentamente a torneira da mesma e gotejar a solução de AgNO3. 4. Seguir com a adição da solução de AgNO3 (com agitação vigorosa e constante do erlenmeyer) até a obtenção de um precipitado vermelho tijolo na solução contida no erlenmeyer. Neste instante, fechar rapidamente a torneira da bureta, fazer a leitura do volume de solução de AgNO3 gasto nas escalas da bureta e anotar. 5. Repetir a operação para encontrar o volume médio, de modo que os volumes gastos não sejam diferentes em mais que 0,1 mL. 6. Calcular a concentração da solução de NaCl em termos de porcentagem massa-volume (% m v-1) utilizando o volume médio gasto de solução de AgNO3 na equação: NaCl �% m v � = ��J$BC�� �� �!" ∙ �\LJ�6��� D �!" ∙ �@\�D� @#�D�" ∙ @QPC`çãP�D� p ∙ @$Cíe`PR$�D� ∙ @$OPQR>$�D� onde: M��I'6 = concentração da solução de AgNO3, V� = é o volume de solução de AgNO3 gasto na titulação da amostra diluída de soro fisiológico (leitura da bureta) e V = é o volume de solução de AgNO3 gasto na prova em branco (leitura da bureta), V.��STE. = 100 mL, V. íhi�T. = 10 mL, VS� içã� = 1000 mL e MMI.� = 58,45 g mol . TRATAMENTO E DESCARTE DOS RESÍDUOS QUÍMICOS: 24 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS Na terceira, quarta e quinta partes o resíduo aquosocontem os íons Na+, K+ e NO3- e os precipitados AgCl e Ag2CrO4. Filtrar os precipitados em papel-filtro faixa azul. O resíduo aquoso filtrado pode ser descartado diretamente na pia sob forte corrente de água. Colocar o resíduo sólido da filtração (incluindo o papel-filtro) em frasco plástico com tampa com a indicação: ‘‘Resíduo de prata’’ a ser indicado pelo professor. 25 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS AULA PRÁTICA N° 10: DETERMINAÇÃO DE CLORETO DE SÓDIO EM SORO FISIOLÓGICO Volumetria de precipitação – argentimetria – volumetria de retorno Método de Volhard REAGENTES: Solução padrão de nitrato de prata, Solução de tiocianato de potássio 0,0100 mol L-1, Solução de ácido nítrico 6,0 mol L-1 e Indicador férrico. AMOSTRA ANALISADA: Soro fisiológico. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Parte I - Preparação das soluções a) Solução padrão de nitrato de prata: Preparada na aula anterior. b) Solução de tiocianato de potássio 0,01 mol L-1: Dissolver 0,97 g de KSCN em água destilada e completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada. Armazenar a solução em frasco de vidro previamente lavado com água destilada. c) Solução de ácido nítrico 6,0 mol L-1: Diluir 375 mL de HNO3 concentrado em água destilada e completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada. Armazenar a solução em frasco de vidro ou de plástico previamente lavado com água destilada d) Indicador férrico: Dissolver 482,19 g de Fe(NH4)(SO4)2·12H2O ou 399,9 g de Fe2(SO4)3 ou 489,9 g de Fe2(SO4)3·5H2O ou 270,3 g FeCl3·6H2O ou 404,0 g de Fe(NO3)3·9H2O em 500 mL de água destilada e adicionar HNO3 concentrado até a cor marrom da solução mudar para amarelo. Completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada. Armazenar a solução em frasco de vidro previamente lavado com água destilada. Parte II - Preparação da amostra diluída de soro fisiológico Realizada na aula anterior Parte III - Padronização da solução de KSCN com solução padrão de AgNO3 1. Com o auxílio de uma pipeta volumétrica, transferir uma alíquota de 10 mL da solução padrão de AgNO3 para um erlenmeyer de 250 mL. 2. Adicionar 50 mL de água destilada, 3 mL da solução de HNO3 6 mol L-1 e 1 mL da solução de indicador férrico. 3. Tomar uma alíquota de aproximadamente 5 mL da solução de KSCN e proceder a rinsagem da bureta, descartando a solução logo em seguida. 4. Encher a bureta com a solução de KSCN, de modo a não haver bolhas de ar na parte da bureta abaixo da torneira, e aferir o volume de solução na marca do zero. 5. Colocar o erlenmeyer contendo a solução de AgNO3, a água destilada destilada, a solução de HNO3 e o indicador férrico embaixo da torneira da bureta, abrir lentamente a torneira da mesma e gotejar a solução de KSCN. 6. Seguir com a adição da solução de KSCN (com agitação vigorosa e constante do erlenmeyer) até que a cor do sobrenadante mude para laranja na solução contida no 26 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS erlenmeyer. Neste instante, fechar rapidamente a torneira da bureta, fazer a leitura do volume de solução de KSCN gasto nas escalas da bureta e anotar. 7. Repetir a operação para encontrar o volume médio, de modo que os volumes gastos não sejam diferentes em mais que 0,1 mL. 8. Calcular a concentração da solução de KSCN em termos de mol L-1 utilizando o volume médio gasto de solução de KSCN na equação: Mq&�I�mol L � = �\LJ�6��� D �!" ∙ @\LJ�6�D� @r�BJ�D� onde: Mq&�I = concentração da solução de KSCN, M��I'6 = é concentração da solução de AgNO3, V��I'6 = 10 mL e Vq&�I = é o volume gasto de solução de KSCN (leitura da bureta). Parte IV - Análise da amostra diluída de soro fisiológico 1. Com o auxílio de uma pipeta volumétrica, transferir uma alíquota de 10 mL da amostra diluída de soro fisiológico para um erlenmeyer de 250 mL. 2. Com o auxílio de uma pipeta volumétrica adicionar 25 mL de solução padrão de AgNO3, 3 mL da solução de HNO3 6 mol L-1 e 1 mL da solução de indicador férrico. 3. Colocar o erlenmeyer contendo a amostra diluída de soro fisiológico, a solução padrão de AgNO3, a solução de HNO3 e o indicador férrico embaixo da torneira da bureta, abrir lentamente a torneira da mesma e gotejar a solução de KSCN. 4. Seguir com a adição da solução de KSCN (com agitação vigorosa e constante do erlenmeyer) até que a cor do sobrenadante mude para laranja na solução contida no erlenmeyer. Neste instante, fechar rapidamente a torneira da bureta, fazer a leitura do volume de solução de KSCN gasto nas escalas da bureta e anotar. 5. Repetir a operação para encontrar o volume médio, de modo que os volumes gastos não sejam diferentes em mais que 0,1 mL. 6. Calcular a concentração da solução de NaCl em termos de porcentagem massa-volume (% m v-1) utilizando o volume médio gasto de solução de KSCN na equação: NaCl �% m v � = ��J$BC�� �� �!" ∙ M�\LJ�6��� D �!" ∙ @\LJ�6�D� �r�BJ��� D �!" ∙ @r�BJ�D�N ∙ @QPC`çãP�D� p ∙ @$Cíe`PR$�D� ∙ @$OPQR>$�D� onde: M��I'6= é concentração da solução de AgNO3, Mq&�I = é concentração da solução de KSCN, Vq&�I = é o volume gasto de solução de KSCN (leitura da bureta), V��I'6 = 25 mL, V.��STE. = 100 mL, V. íhi�T. = 10 mL, VS� içã� = 1000 mL e MMI.� = 58,45 g mol . TRATAMENTO E DESCARTE DOS RESÍDUOS QUÍMICOS: Na terceira parte o resíduo aquoso contem os íons H+, K+, Fe3+, [FeSCN]2+ e NO3- e o precipitado AgSCN. Filtrar o precipitado em papel-filtro faixa azul. Neutralizar resíduo aquoso com solução de NaOH 1,0 mol L-1 e descartar diretamente na pia sob forte corrente de água. Colocar o resíduo sólido da filtração (incluindo o papel-filtro) em frasco plástico com tampa com a indicação: ‘‘Resíduo de prata’’ a ser indicado pelo professor. Na quarta parte o resíduo aquoso contem os íons H+, Na+, K+, Fe3+, [Fe(H2O)5SCN]2+ e NO3- e o precipitados AgCl e AgSCN além dos excipientes da amostra (em baixa concentração). Filtrar os precipitados em papel-filtro faixa azul. Neutralizar resíduo aquoso com solução de NaOH 1,0 mol L-1 e descartar diretamente na pia sob forte corrente de água. 27 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS Colocar o resíduo sólido da filtração (incluindo o papel-filtro) em frasco plástico com tampa com a indicação: ‘‘Resíduo de prata’’ a ser indicado pelo professor. 28 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS AULA PRÁTICA N° 11: DETERMINAÇÃO DE CLORETO DE SÓDIO EM SORO FISIOLÓGICO Volumetria de precipitação – argentimetria – volumetria direta Método de Fajans REAGENTES: Solução padrão de nitrato de prata e Indicador fluoresceína. AMOSTRA ANALISADA: Soro fisiológico. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Parte I - Preparação das soluções a) Solução padrão de nitrato de prata: Preparada na aula prática n° 9. b) Indicador fluoresceína: Dissolver 0,2 g de fluoresceína em 70 mL de etanol absoluto e diluir com água destilada até 100 mL em balão volumétrico. Armazenar a solução em frasco de vidro ou de plástico previamente lavado com água destilada. Parte II - Preparação da amostra diluída de soro fisiológico Realizada na aula prática n° 9 Parte III - Análise da amostra diluída de soro fisiológico1. Com o auxílio de uma pipeta volumétrica, transferir uma alíquota de 10 mL da amostra diluída de soro fisiológico para um erlenmeyer de 250 mL. 2. Adicionar 50 mL de água destilada e 1 mL da solução de indicador fluoresceína. 3. Colocar o erlenmeyer contendo a solução de amostra diluída de soro fisiológico, água destilada e o indicador fluoresceína embaixo da torneira da bureta, abrir lentamente a torneira da mesma e gotejar a solução de AgNO3. 4. Seguir com a adição da solução de AgNO3 (com agitação vigorosa e constante do erlenmeyer) até que a cor da solução contida no erlenmeyer mude de amarelo turvo para rosa turvo. Neste instante, fechar rapidamente a torneira da bureta, fazer a leitura do volume de solução de AgNO3 gasto nas escalas da bureta e anotar. 5. Repetir a operação para encontrar o volume médio, de modo que os volumes gastos não sejam diferentes em mais que 0,1 mL. 6. Calcular a concentração da solução de KBr em termos de porcentagem massa-volume (% m v-1) utilizando o volume médio gasto de solução de AgNO3 na equação: NaCl �% m v � = ��J$BC�� �� �!" ∙ �\LJ�6��� D �!" ∙ @\LJ�6�D� ∙ @QPC`çãP�D� p ∙ @$Cíe`PR$�D� ∙ @$OPQR>$�D� onde: M��I'6 = concentração da solução de AgNO3, V��I'6 = é o volume de solução de AgNO3 gasto na titulação da amostra diluída de soro fisiológico (leitura da bureta), V.��STE. = 100 mL, V. íhi�T. = 10 mL, VS� içã� = 1000 mL e MMI.� = 58,45 g mol . TRATAMENTO E DESCARTE DOS RESÍDUOS QUÍMICOS: Na terceira parte o resíduo aquoso contem os íons Na+ e NO3-, o precipitado AgCl e o indicador fluoresceína (em concentração muito baixa). Filtrar o precipitado em papel-filtro faixa azul. O resíduo aquoso da filtração pode ser descartado diretamente na pia sob forte corrente 29 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS de água. Colocar o resíduo sólido da filtração (incluindo o papel-filtro) em frasco plástico com tampa com a indicação: ‘‘Resíduo de prata’’ a ser indicado pelo professor. 30 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS AULA PRÁTICA N° 12: DETERMINAÇÃO DE DUREZA DE CÁLCIO E MAGNÉSIO NA ÁGUA Volumetria de complexação – utilização de EDTA – volumetria direta e simultânea de uma mistura de cátions REAGENTES: Solução de EDTA 0,01 mol L-1, Solução de cálcio 0,0100 mol L-1, Solução tampão amoniacal pH = 10,0, Solução de hidróxido de sódio 2,0 mol L-1, Indicador negro de eriocromo T e Indicador calcon. AMOSTRA ANALISADA: Água de abastecimento público. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Parte I - Preparação das soluções a) Solução de EDTA 0,01 mol L-1: a.1) a partir do ácido livre: Dissolver 2,9 g de EDTA em solução de NaOH 0,01 mol L-1 e completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada. Armazenar a solução em frasco de vidro ou de polietileno previamente lavado com água destilada. a.2) a partir do sal dissódico di hidratado: Dissolver 3,7 g de Na2EDTA · 2H2O em água destilada e completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada. Armazenar a solução em frasco de vidro ou de polietileno previamente lavado com água destilada. b) Solução de cálcio 0,0100 mol L-1: Dissolver 1,0009 g de CaCO3 (seco em estufa a 110 °C por 2 horas) num volume mínimo de HNO3 concentrado (até não haver mais desprendimento de CO2) e adicionar 500 mL de água destilada. Aquecer a solução até a ebulição e deixar por 15 minutos. Deixar resfriar até a temperatura ambiente e completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada. Armazenar a solução em frasco de vidro ou polietileno previamente lavado com água destilada. c) Solução tampão amoniacal pH = 10: Dissolver 67,6 g de NH4Cl, 4,716 g de Na2EDTA ⋅ 2H2O e 3,23 g de MgSO4 ⋅ 7H2O ou 2,576 g de MgCl2 ⋅ 6H2O em 400 mL de água destilada. Adicionar em 572 mL de NH4OH concentrado e diluir com água destilada até 1L em balão volumétrico. Armazenar a solução em frasco de polietileno previamente lavado com água destilada e sob refrigeração. d) Solução de hidróxido de sódio 2,0 mol L-1: Dissolver 80,0 g de NaOH em 100 mL de água destilada destilada recém-fervida e resfriada e após dissolução, completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada recém-fervida e resfriada. Armazenar a solução em frasco de polietileno ou polipropileno com tampa, previamente lavado com água destilada recém-fervida e resfriada. e) Indicador Negro de Eriocromo T: Num almofariz, misturar 1,0 g de negro de eriocromo T e 99,0 g de KNO3 ou NaNO3 (seco em estufa a 110 °C por 2 horas) até homogeneizar e conservar em frasco bem fechado. 31 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS f) Indicador Calcon: Num almofariz, misturar 1,0 g de Calcon e 99,0 g de KNO3 ou NaNO3 (seco em estufa a 110 °C por 2 horas) até homogeneizar e conservar em frasco bem fechado. Parte II - Padronização da solução de EDTA com solução padrão de cálcio 1. Com o auxílio de uma pipeta volumétrica, transferir uma alíquota de 10 mL da solução de cálcio 0,0100 mol L-1 para um erlenmeyer de 250 mL. 2. Adicionar 50 mL de água destilada, 1mL da solução tampão amoniacal e adicionar 50 mg do indicador negro de eriocromo T. 3. Colocar o erlenmeyer contendo a solução de cálcio, a água destilada , a solução de tampão amoniacal e o indicador negro de eriocromo T embaixo da torneira da bureta, abrir lentamente a torneira da mesma e gotejar a solução padrão de EDTA. 4. Seguir com a adição da solução padrão de EDTA (com agitação vigorosa e constante do erlenmeyer) até a viragem de cor do indicador de vermelho-vinho para azul. Neste instante, fechar rapidamente a torneira da bureta, fazer a leitura do volume de solução de EDTA gasto na escala da bureta e anotar. 5. Repetir a operação para encontrar o volume médio, de modo que os volumes gastos não sejam diferentes em mais que 0,1 mL. 6. Calcular a concentração de EDTA em termos de mol L-1 utilizando o volume médio gasto de solução de EDTA na equação: Mstu��mol L � = �B$��� D�!" ∙ @B$�D� @vwx\�D� onde: Mstu� = é concentração da solução de EDTA, Vstu� = é o volume gasto de solução de EDTA (leitura da bureta), M�. = 0,0100 mol L e V�. = 10 mL. Parte II - Determinação da dureza total 1. Com o auxílio de uma pipeta volumétrica, transferir uma alíquota de 25 mL da amostra de água para um erlenmeyer de 250 mL. 2. Adicionar 25 mL de água destilada, 1 mL da solução tampão amoniacal e 50 mg do indicador negro de eriocromo T. 3. Colocar o erlenmeyer contendo a amostra de água, a água destilada, a solução tampão e o indicador negro de eriocromo T embaixo da torneira da bureta, abrir lentamente a torneira da mesma e gotejar a solução padrão de EDTA. 4. Seguir com a adição da solução padrão de EDTA (com agitação vigorosa e constante do erlenmeyer) até que a cor da solução contida no erlenmeyer mude de vinho para azul. Neste instante, fechar rapidamente a torneira da bureta, fazer a leitura do volume de solução de EDTA gasto nas escalas da bureta e anotar. 5. Repetir a operação para encontrar o volume médio, de modo que os volumes gastos não sejam diferentes em mais que 0,1 mL. 6. Calcular a dureza total (Ca + Mg) em termos de mg CaCO3 L-1 utilizando o volume médio gasto de solução de EDTA na equação: Dureza total �mg CaCO~ L � = p6��� ��!" ∙ ��B$B�6�� �� �!" ∙ �vwx\��� D�!" ∙ @vwx\�D� @$OPQR>$�D� onde: Mstu� = é a concentração solução de EDTA, Vstu� = é o volume gasto de solução de EDTA (leiturada bureta), MM�.�'6 = 100,09 g mol e V.��STE. = 25 mL. 32 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS Parte III - Determinação da dureza de cálcio 1. Com o auxílio de uma pipeta volumétrica, transferir uma alíquota de 50 mL da amostra de água para um erlenmeyer de 250 mL. 2. Adicionar 2 mL da solução de NaOH 2,0 mol L-1 e 50 mg do indicador calcon. 3. Colocar o erlenmeyer contendo a amostra de água, da solução de NaOH 2,0 mol L-1 e o indicador calcon embaixo da torneira da bureta, abrir lentamente a torneira da mesma e gotejar a solução padrão de EDTA. 4. Seguir com a adição da solução padrão de EDTA (com agitação vigorosa e constante do erlenmeyer) até que a cor da solução contida no erlenmeyer mude de vinho para azul. Neste instante, fechar rapidamente a torneira da bureta, fazer a leitura do volume de solução de EDTA gasto na escala da bureta e anotar. 5. Repetir a operação para encontrar o volume médio, de modo que os volumes gastos não sejam diferentes em mais que 0,1 mL. 6. Calcular a dureza de cálcio em termos de mg CaCO3 L-1 utilizando o volume médio gasto de solução de EDTA na equação: Dureza de cálcio �mg CaCO~ L � = p6��� ��!" ∙ ��B$B�6�� �� �!" ∙ �vwx\��� D�!" ∙ @vwx\�D� @$OPQR>$�D� onde: Mstu� = é a concentração solução de EDTA, Vstu� = é o volume gasto de solução de EDTA (leitura da bureta), MM�.�'6 = 100,09 g mol e V.��STE. = 50 mL. Parte IV - Determinação da dureza de magnésio É calculada pela diferença entre a dureza total e a dureza de cálcio, isto é: Dureza de magnésio�mg CaCO~ L � = Dureza total�mg CaCO~ L � − Dureza de cálcio�mg CaCO~ L � TRATAMENTO E DESCARTE DOS RESÍDUOS QUÍMICOS: Na segunda parte o resíduo aquoso é constituído pelos íons NH4+, Cl- e OH-, pelo complexo Ca − NET�.h� e pelo indicador negro de eriocromo T (em concentração muito baixa) podendo ser descartado diretamente na pia sob forte corrente de água. Na terceiraa parte o resíduo aquoso é constituído pelos íons NH4+, Cl- e OH-, pelos complexos Ca − NET e Mg − NET e pelo indicador negro de eriocromo T (em concentração muito baixa) podendo ser descartado diretamente na pia sob forte corrente de água. Na quarta parte o resíduo aquoso é constituído pelos íons Na+, OH-, pelo complexo Ca − H�EDTA� e pelo indicador calcon (em concentração muito baixa) podendo ser descartado diretamente na pia sob forte corrente de água. 33 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS AULA PRÁTICA N° 13: DETERMINAÇÃO DE ÓXIDO FÉRRICO EM RESÍDUOS GRAVIMÉTRICOS Volumetria de complexação – utilização de EDTA – volumetria direta REAGENTES: Solução padrão de EDTA, Solução de hidróxido de sódio 0,1 mol L-1, Solução tampão Britton-Robinson pH = 2,5 e Indicador ácido 5-sulfo-salicilico. AMOSTRA ANALISADA: Resíduo sólido contendo Fe2O3 e Fe3O4 proveniente da aula prática n° 5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Parte I - Preparação das soluções a) Solução padrão de EDTA: preparada na aula anterior. b) Solução de hidróxido de sódio 0,1 mol L-1: Preparada na aula prática n° 7. c) Solução tampão Britton-Robinson pH = 2,5: Em 1L de água destilada adicionar 2,3 mL de ácido acético glacial, 2,7 mL de H3PO4 concentrado e 5,0 g de H3BO3. Com o auxílio de um pHmetro ajustar o pH da solução pela adição de solução de NaOH 0,1 mol L-1. Armazenar a solução em frasco de polietileno ou polipropileno previamente lavado com água destilada e sob refrigeração. d) Indicador ácido 5-sulfo-salicílico: Dissolver 50,0 g de ácido 5-sulfo-salicílico (5-ASS) em água destilada e completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada. Armazenar a solução em frasco de vidro previamente lavado com água destilada. Parte III - Preparação da amostra de resíduo gravimétrico 1. De acordo com as informações prévias da aula sobre o resíduo gravimétrico, calcular a quantidade de amostra de resíduo equivalente a 0,8 g de óxido férrico. 2. Com o auxílio de um bequer, medir a massa calculada da amostra (anotando até ± 0,1 mg) em balança analítica. 3. Dissolver a amostra em 10 mL de HNO3 concentrado e completar o volume para 1L em balão volumétrico com água destilada. Parte IV - Análise da amostra de resíduo sólido gravimétrico 1. Com o auxílio de uma pipeta volumétrica, transferir uma alíquota de 25 mL da amostra de resíduo gravimétrico em solução para um erlenmeyer de 250 mL. 2. Adicionar 50 mL de água destilada, 10 mL da solução tampão Britton-Robinson pH = 2,5 e 1 mL do indicador 5-ASS. 3. Colocar o erlenmeyer contendo a amostra de resíduo gravimétrico em solução, a água destilada, a solução tampão e o indicador 5-ASS embaixo da torneira da bureta, abrir lentamente a torneira da mesma e gotejar a solução padrão de EDTA. 4. Seguir com a adição da solução padrão de EDTA (com agitação vigorosa e constante do erlenmeyer) até a viragem de cor do indicador de vermelho para incolor. Neste instante, fechar rapidamente a torneira da bureta, fazer a leitura do volume de solução de EDTA gasto na escala da bureta e anotar. 34 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS 5. Repetir a operação para encontrar o volume médio, de modo que os volumes gastos não sejam diferentes em mais que 0,1 mL. 6. Calcular a concentração de ferro em termos de porcentagem massa-massa (% m m-1) utilizando o volume médio gasto de solução de EDTA na equação: Fe�O~ �% m m � = ��45��6�� �� �!" ∙ @QPC`çãP�D� ∙ �vwx\��� D�!" ∙ @vwx\�D� � ∙ @45��6�D� ∙ �$OPQR>$��� onde: Mstu� = é a concentração solução de EDTA, Vstu� = é o volume gasto de solução de EDTA (leitura da bureta), MM78�'6 = 159,69 g mol , V78�'6 = 25 mL e VS� içã� = 1L. TRATAMENTO E DESCARTE DOS RESÍDUOS QUÍMICOS: Na quarta parte o resíduo aquoso é constituído pelos íons H+, Na+, NO3-, B(OH)4-,PO43- e H2PO4-, pelo complexo Fe − H~�EDTA��e pelo indicador azul 5-ASS (em concentração muito baixa) podendo ser descartado diretamente na pia sob forte corrente de água. 35 QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA – ROTEIROS DAS AULAS PRÁTICAS AULA PRÁTICA N° 14: DETERMINAÇÃO DE ÓXIDO DE ZINCO EM POMADA Volumetria de complexação – utilização de EDTA – volumetria direta REAGENTES: Solução de padrão de EDTA, Solução de hexamina 1,0 mol L-1 e Indicador azul de metiltimol. AMOSTRA ANALISADA: Pomada para assaduras. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Parte I - Preparação das soluções a) Solução padrão de EDTA: Preparada na aula prática n° 12. b) Solução tampão Britton-Robinson pH = 6,0: Em 1L de água destilada adicionar 2,3 mL de ácido acético glacial, 2,7 mL de H3PO4 concentrado e 5,0 g de H3BO3. Com o auxílio de um pHmetro ajustar o pH da solução pela adição de solução de NaOH 0,1 mol L-1. Armazenar a solução em frasco de polietileno ou polipropileno previamente lavado com água destilada e sob refrigeração. c) Indicador azul de metiltimol: Num almofariz, misturar 1,0 g de azul de metiltimol e 99,0 g de KNO3 ou NaNO3 (seco em estufa a 110 °C por 2 horas) até homogeneizar e conservar em frasco bem fechado. Parte II - Preparação da amostra de pomada 1. De acordo com as informações na bula fornecida pelo fabricante, calcular a quantidade de amostra de pomada equivalente a 1,0 g de óxido de zinco. 2. Com o auxílio de um cadinho de porcelana, medir a massa calculada da amostra (anotando até ± 0,1 mg) em balança analítica. 3. Levar o cadinho contendo a amostra de pomada para a mufla
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