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QUÍMICA ANALÍTICA EXPERIMENTAL II Licenciatura em Química Material didático para uso exclusivo dos alunos de IFRJ Proibido qualquer forma de utilização comercial no todo ou em parte, ou reprodução fora deste contexto. Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Sumário Introdução .......................................................................................................................................... 3 Prática 1 – Padronização da solução de NaOH 0,1 Eqg/L pelo Biftalato de Potássio .............. 9 Prática 2 – Padronização da solução de HCl 0,1 Eqg/L pelo Bórax ........................................... 12 Prática 3 – Dosagem do Ácido Acético em amostra de vinagre ................................................ 15 Prática 4 – Dosagem do Mg(OH)2 em amostra de Leite de Magnésia ..................................... 17 Prática 5 – Análise da Soda Cáustica Comercial (NaOH e Na2CO3) ........................................... 20 Prática 6 – Determinação do H3PO4 em Ácido Fosfórico Comercial ......................................... 24 Prática 7 – Determinação de Cloreto de sódio em amostra de Soro Fisiológico .................... 27 Prática 8 – Dosagem do Cálcio em amostra de Leite em Pó ..................................................... 31 Prática 9 – Determinação do teor de cloro ativo em amostra de Água Sanitária .................. 33 Prática 10 – Análise da Água Oxigenada Comercial .................................................................... 36 Prática 11 – Dosagem do Teor de Álcool em amostra de Aguardente .................................... 39 Prática 12 - Determinação de umidade e água de cristalização .............................................. 42 MATERIAL INDIVIDUAL PARA USO NO LABORATÓRIO ........................................................... 45 REGRAS GERAIS DE SEGURANÇAS ............................................................................................. 45 BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................... 46 3 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Introdução Na Química Analítica quantitativa, fazemos uso de soluções-padrão a fim de realizarmos nossas medições (que nada mais são do que comparações que fazemos entre um sistema em estudo e outro que conhecemos bem). Amostra Padrão As soluções-padrão são soluções que conhecemos com suficiente exatidão, e por isso, utilizamos para medir a concentração de um analito em uma amostra. Padrão Primário É uma substância altamente pura que serve como material de referência em métodos volumétricos. A exatidão do método é criticamente dependente de suas propriedades. São características de um padrão primário: 1. Alta pureza (> 99,9%); 2. Estabilidade à atmosfera (e ao calor de estufa); 3. Composição química definida; 4. Custo baixo; 5. Facilmente solúvel no meio de titulação; 6. Massa molar razoavelmente alta para que o erro relativo associado com a pesagem seja baixo. Infelizmente, poucas substâncias a todas essas exigências... Exemplos de substâncias grau padrão primário 1. Tetraborato de sódio, bórax – Na2B4O7.10H2O 2. Hidrogenoftalato de potássio – KHC8H4O4 3. Carbonato de sódio – Na2CO3 4. Tris-(hidroximetil)aminometano – (HOCH2)3CNH2 5. Hidrogenoiodato de potássio – KH(IO3)2 6. Ácido Benzóico – C7O2H 7. Cloreto de sódio – NaCl (argentimetria) 8. Ácido Etilenodiaminotetraacético, EDTA – C10H14N2O8Na2.2H2O 9. Oxalato de sódio – Na2C2O4 (oxirredução) 10. Dicromato de potássio – K2Cr2O7 (oxirredução) 4 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Por possuir todas as vantagens citadas, uma solução de um padrão primário pode ser preparada a partir da simples dissolução da quantidade necessária do sal e diluída ao volume desejado. Padrão Secundário Entretanto, é mais comum utilizarmos soluções padrão secundários. Isrto é, são soluções que, após seu preparo devem ser padronizadas (ou seja, tituladas) contra uma substância grau padrão primário. Após sua padronização, conheceremos sua concentração real, e poderemos utilizá-la para determinarmos a concentração de diversos analitos em diferentes tipos de amostras, o que é o objetivo maior da química analítica quantitativa. Exemplos de Soluções padrão secundários 1. Ácido Clorídrico – HCl; 2. Hidróxido de sódio – NaOH; 3. Ácido Sulfúrico – H2SO4; 4. Ácido Perclórico – HClO4; 5. Hidróxido de potássio – KOH; 6. Hidróxido de cálcio – Ca(OH)2 5 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita O Equivalente-grama O equivalente-grama de uma substância participante de uma reação de neutralização é a quantidade de substância (molécula, íon ou par iônico) que reagem ou fornecem 1 mol de íons hidrogênio naquela reação. Concentração Equivalente por litro (Eqg/L) Imagine a seguinte reação: HCl + H2O Cl- + H3O+ Da observação da reação acima podemos concluir que, para cada 1 mol de ácido, são produzidos 1 mol de íons hidrônio (H3O+) ou 1 equivalente. HCl + H2O Cl- + H3O+ 1 mol HCl 1 mol Cl- + 1 equivalente de H+ Da mesma forma, a cada 0,5 mol de ácido que ioniza... HCl + H2O Cl- + H3O+ 0,5 mol HCl 0,5 mol Cl- + 0,5 equivalente de H+ Usando do mesmo raciocínio, observe agora a reação de ionização do ácido sulfúrico em água. H2SO4 + 2 H2O SO42- + 2 H3O+ Analogamente, concluímos da reação acima que para cada 1 mol de ácido, são produzidos 2 mols de íons hidrônio (H3O+) ou 2 equivalentes. H2SO4 + 2 H2O SO42- + 2 H3O+ 1 mol 2 mols H3O+ (2 equivalentes) Utilizamos o mesmo procedimento para a determinação de equivalentes de bases, só que neste caso, em termos de suas hidroxilas (ou sua capacidade de aceitar 1 próton, de acordo com o conceito de Lewis). 6 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Então, podemos pensar que: 1Eqg HCl 1 mol HCl = MMol HCl = 36,45 g/mol 2Eqg H2SO4 1 mol H2SO4 = MMol H2SO4 = 98 g/mol Ou, 1Eqg H2SO4 = MMol H2SO4 = _98_ = 46 g/mol 2 2 Assim como no caso do mol, pode em alguns casos, ser mais interessante trabalharmos com o miliequivalente, mEqg (1/1000 Equivalente). Se, 1 Eqg HCl = 36,45 g, então: 1 mEqg HCl = 36,45 mg Então, a concentração em Eqg/L será definido como o n°Eqg (número de equivalentes) por litro de solução. Ou, o número de miliequivalentes por mililitro de solução. CA(Eqg/L) = _n° Eqg_ V(L) É importante perceber que, se conhecermos a massa correspondente à 1 Eqg (ou 1 mEqg) de uma substância, então também somos capazes de obter o inverso:Exemplo: Quantos miliequivalentes estão presentes em 147 mg de H2SO4 ? 1 mEqg H2SO4 98/2 mg X mEqg H2SO4 147 mg n° mEqg H2SO4 . 49 = 1 mEqg . 147 n° mEqg H2SO4 = 3 7 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Observando a relação anterior podemos generalizar que: n° mEqg A = ___mA____ massa da espécie A _MMolA_ massa molar da espécie A XA n° de H+ ionizáveis de A (p/ ácidos)* * ou n° de hidroxilas dissociáveis para bases. Então, para uma espécie A qualquer, teremos que: n° mEqg A = CA.VA = ___mA____ _MMolA XA A relação acima é muito importante em análises volumétricas, pois no ponto de equivalência da titulação entre quaisquer espécies A e B, teremos que: n° EqgA = n° Eqg B Dependendo do que estamos interessados em descobrir, poderemos desmembrar a relação acima... CA.VA = CB.VB volume de padrão gasto Concentração da solução padrão Concentração da solução da amostra Volume da alíquota da amostra Ou alternativamente: ___mA____ = CB.VB _MMolA XA 8 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita A relação entre as concentrações (mol/L e Eqg/L) Imagine a reação de ionização de um ácido HA qualquer em água HA + H2O A- +H3O+ CHA (Eq/L) = _n° eq HA_ (1) V(L) n° eq HA = _m HA_ (2) M HA/xA CHA (mol/L) = _n° mol HA_ (1) V(L) n° mol HA = _m HA_ (2) M HA Dividindo as duas expressões pelo volume V(L), temos: _n° eq HA_ = _m HA_.xA (3) V(L) M HA . V(L) _n° mol HA_ = _m HA_ (3) V(L) M HA . V(L) CEqg/L Cmol/L Igual Igualando essa parcela nas duas equações (3): CHA (Eq/L) = CHA (mol/L) . x Onde x é o equivalente químico da espécie (no caso deste exemplo, x = 1). Essa é uma relação importante de termos sempre em mente. 9 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Prática 1 – Padronização da solução de NaOH 0,1 Eqg/L pelo Biftalato de Potássio Material: Kit de titulação* Bureta de 25mL Garra para bureta Pipeta volumétrica de 10,00mL Suporte vertical * Cada grupo receberá um kit de titulação contendo o material descrito no termo de compromisso Reagentes: Solução de NaOH de concentração aprox. 0,1 Eqg/L Biftalato de potássio Fenolftaleína Procedimento: 1° Parte - Preparo da solução de biftalato de potássio (padrão primário) a) Pesar por diferença 5 g do sal ao 0,1 mg; b) Dissolver completamente com água destilada e transferir quantitativamente para um balão volumétrico de 250,00 mL, completar o volume com água destilada até o traço de referência e homogeneizar bem. 2° Parte - Padronização da solução de NaOH pelo biftalato de potássio (3 titulações concordantes) a) Pipetar 10,00 mL da solução preparada no balão volumétrico e transferir para um erlenmeyer e adicionar 50 mL de água; b) Acrescentar ao Erlenmeyer 2 gotas do indicador fenolftaleína; c) Lavar a bureta, rinsá-la com porções da base preparada, enchê-la até um pouco acima do zero e zerá-la. Observar se houve formação de bolhas de ar. Se acontecer, elimine-as; d) Titular com a solução de NaOH até viragem do indicador; e) Ler o volume gasto na bureta (cuidado com o erro de paralaxe) e calcular a concentração do padrão secundário em Eqg/L/L; f) Se a concentração cair na faixa adequada (0,1mol/L ± 10%), repetir a titulação com mais duas alíquotas. Se estiver com a concentração acima da faixa, corrigir a concentração por meio de diluição com água e reiniciar a padronização até obter 3 titulações concordantes; 10 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita g) Rotular o frasco constando: fórmula da substância, concentração aproximada, nome do analista, turma e data da preparação. Após a padronização acrescentar o fator de correção. Observações: 1 – Realizar o ensaio em branco 2 – Realizar o ensaio em triplicata Reação: KHC8H4O4 + NaOH KNaC8H4O4 + H2O Dados: M.Mol KHC8H4O4 = 204,23 eq = mol/1 meq = 0,20423g Erro de titulação O erro de titulação corresponde ao volume de titulante consumido pelo indicador para sua própria viragem. Para determiná-lo, reproduzimos artificialmente as condições dentro do erlenmeyer quando está atingindo o ponto estequiométrico, isto é, quando todo o titulado está consumido (e o indicador ainda não) e, em seguida, adicionamos titulante até atingir a coloração final. a) Determinar o erro de titulação adicionando água destilada até obter um volume aproximadamente igual ao que havia no erlenmeyer ao final da titulação do NaOH; junta-se a mesma quantidade de indicador e titula-se com solução de NaOH até a viragem do indicador. O volume gasto representa o erro da titulação; subtraia-o dos volumes obtidos nas titulações da solução de NaOH. b) Calcule a concentração da solução de NaOH. Cálculos Calcular a concentração da solução preparada, a partir do princípio fundamental da análise volumétrica, e o fator de correção. f = 𝐶 0,1 Onde: f = fator de correção da solução C = Concentração média obtida 0,1 = Concentração teórica 11 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Relatório Massa do padrão primário (pesado): _______________________ Concentração média da solução: _________________ Volume do branco: _____________________ Replicatas V NaOH V’ NaOH (corrigido) Concentração Conc. Média da base: _______________________ Fator de correção: ______________________ Exercícios complementares 1. Qual a diferença entre uma solução padrão primária e uma solução padrão secundária? 2. Quais características deve apresentar uma substância padrão primária? 3. 16,060 g de biftalato de potássio com 99,90% de pureza foram dissolvidos em 500,00 mL de água destilada. Foram retiradas desta solução 3 alíquotas de 25,00 mL que, tituladas, consumiram um volume médio de 40,10 mL de solução de NaOH. Qual a concentração do NaOH? 4. Misturou-se 50 mL de solução 1,5 mol/L de NaOH com 150 mL de solução 3,0 mol/L e 100 mL de água destilada. Qual é a concentraçãoem mol/L da solução resultante? 5. Qual o volume de alíquota de uma solução NaOH 50 %m/v que deve ser utilizada para preparar 3,0 L de uma solução 1,5 mol/L? 12 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Prática 2 – Padronização da solução de HCl 0,1 Eqg/L pelo Bórax Material: Kit de titulação* Bureta de 25mL Garra para bureta Suporte vertical * Cada grupo receberá um kit de titulação contendo o material descrito no termo de compromisso Reagentes: Solução de HCl de concentração aprox. 0,1 Eqg/L Tetraborato de sódio (Bórax) Alaranjado de metila (indicador) Procedimento: a) Lavar a bureta, rinsá-la com porções do ácido preparado, enchê-la até um pouco acima do zero e zerá-la. Observar se houve formação de bolhas de ar. Se acontecer, elimine-as. b) Fazer o ensaio em branco (erro de titulação). c) Pesar por diferença 0,2 g de bórax, ao 0,1 mg em um erlenmeyer de 250 mL; d) Adicionar 50 mL de água e acrescentar ao erlenmeyer 2 gotas do indicador alaranjado de metila. e) Titular com a solução de HCl até viragem do indicador. f) Ler o volume gasto na bureta (cuidado com o erro de paralaxe) e calcular a concentração do padrão secundário em mol/L. g) Se a concentração cair na faixa adequada (0,1mol/L ± 10%), repetir a titulação com mais duas alíquotas. Se estiver com a concentração acima da faixa, corrigir a concentração por meio de diluição com água e reiniciar a padronização até obter 3 titulações concordantes. h) Rotular o frasco constando: fórmula da substância, concentração aproximada, nome do analista, turma e data da preparação. Após a padronização acrescentar o fator de correção. Reação: Na2B4O7.10H2O + 2HCl 2NaCl + 4H3BO3 + 5 H2O M.Mol Na2B4O7.10 H2O = 381,43 eq = mol/2 meq = 0,1907 g 13 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Cálculos Calcular a concentração da solução preparada, a partir do princípio fundamental da análise volumétrica, e o fator de correção. f = 𝐶 0,1 Onde: f = fator de correção da solução C = Concentração média obtida 0,1 = Concentração teórica Descarte do resíduo da prática: Medir o pH da solução, ajustar o pH entre 6 e 9, se necessário, e descartar na pia. 14 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Relatório Volume do branco: _____________________ Replicatas Massa de Bórax V HCl V’ HCl (corrigido) Concentração Conc. Média do ácido: _______________________ Fator de correção: ______________________ Exercícios complementares 1. Explique o funcionamento dos indicadores ácido-base. Justifique, por meio de cálculos, a regra prática que define a zona de viragem de um indicador ácido-base como pH=pKa±1. 2. Que volume de solução 6,0 mol/L de ácido nítrico podemos preparar a partir de 200 mL de solução 15 mol/L de HNO3 ? 3. Justifique por meio de cálculos, o volume de ácido concentrado empregado para o preparo de 500 mL de solução de HCl 0,1eq/L. Dados: eq do HCl = 36,45 g; densidade do HCl concentrado = ± 1,19 g/cm3; teor de HCl = 36 a 37% p/p. 4. Que volume de solução de H2SO4, d = 1,84g/mL e contendo 96,0% m/m, necessitamos para preparar 2 litros de solução 3,0 mol/L de ácido sulfúrico? Qual a concentração em mol/L de íon hidrônio na solução? 5. 2,1010g de biftalato de potássio foi titulada contra uma solução de hidróxido de sódio consumindo-se um volume de 24,95 mL do álcali. Qual é a concentração em eq/L da solução de NaOH ? 15 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Prática 3 – Dosagem do Ácido Acético em amostra de vinagre Material: Kit de titulação* Suporte universal Garra para bureta Pipeta volumétrica de 50 e 10 mL Bureta de 25 mL Pesa-filtro de 60 mL * Cada grupo receberá um kit de titulação contendo o material descrito no termo de compromisso Reagentes: Vinagre (amostra) Fenolftaleína Solução padrão 0,1eq/L de NaOH Procedimento 1° Parte – Preparo da amostra a) Pesar 50,00 mL da amostra de vinagre ao 0,1 mg em um bécher; Obs: a pipeta em que será medido o vinagre deverá estar perfeitamente limpa e seca ou rinsada com vinagre. b) Transferir a amostra quantitativamente para um balão volumétrico de 250,00 mL, completar com água destilada até o traço de referência e homogeneizar bem. 2° - Parte – Titulação da amostra a) Pipetar 10,00 mL da solução da amostra para um erlenmeyer de 250 mL; b) Acrescentar 50 mL de água destilada e duas gotas do indicador fenolftaleína; c) Titular com a solução padrão de NaOH 0,1 Eqg/L. Observação 1 – Realizar o ensaio em triplicata 2 – Realizar o ensaio em branco Reação CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O M.MolCH3COOH = 60,05 eq= mol/1 meq= 0,06005g 16 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Cálculos Calcular a % (m/m) de ácido acético no vinagre comercial. Descarte do resíduo da prática: Medir o pH da solução, ajustar o pH entre 6 e 9, se necessário, e descartar na pia. Relatório Massa de vinagre: _____________________ Volume do balão: ______________________ Volume de alíquota: ____________________ Concentração NaOH: _____________________ Replicatas V NaOH V’ NaOH (corrigido) % (m/m) ácido acético % (m/m) médio: _______________________ 17 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Prática 4 – Dosagem do Mg(OH)2 em amostra de Leite de Magnésia Material: Kit de titulação* Bureta de 25mL Garra para bureta Pipeta volumétrica de 25,00 mL Suporte universal Pipeta Pasteur ou conta-gotas * Cada grupo receberá um kit de titulação contendo o material descrito no termo de compromisso Reagentes: Leite de magnésia (amostra) Solução padrão 0,1mol/L de HCl Solução padrão 0,1mol/L de NaOH Fenolftaleína Procedimento 1° Parte – Preparo da amostra a) Agitar vigorosamente o frasco de leite de magnésia; b) Pesar imediatamente, ao 0,1mg e com o auxílio de uma pipeta Pasteur (ou conta- gotas), cerca de 0,5g da amostra em um erlenmeyer limpo e seco; 2° Parte – Titulação da amostra a) Adicionar 25,00 mL de solução padrão de HCl 0,1mol/L e agitar com bastão até dissolver completamente, tomando cuidado para que não haja perda; b) Adicionar 3 gotas defenolftaleína c) Titular até a virada do indicador com a solução-padrão de NaOH 0,1 Eqg/L. Observações 1 – Realizar o ensaio em triplicata Reações Mg(OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O HCl + NaOH → NaCl + H2O Dados M.Mol Mg(OH)2 = 58,33 eq= mol/2 meq= 0,02917g Cálulos Calcular o % (m/m) de Mg(OH)2 no leite de magnésia. 18 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Descarte do resíduo da prática: Medir o pH da solução, ajustar o pH entre 6 e 9, se necessário, e descartar na pia. Relatório Concentração HCl: _________________ Volume de alíquota: ________________ Concentração NaOH: _______________ Replicatas Massa de amostra V NaOH % Mg(OH)2 % (m/m) médio: _______________________ Exercícios complementares 1. Um problema muito interessante e de muito valor para o trabalho na indústria. Uma solução de vinagre foi diluída em balão volumétrico de 250,00 mL. Desta solução foram retiradas alíquotas de 25,00 mL para serem tituladas por NaOH 0,1042 eq/L. Qual deve ser a massa de vinagre pesada para que o volume de lido na bureta forneça diretamente a porcentagem de ácido acético no vinagre ? (desta maneira, pouparíamos o tempo de cálculo após as titulações) Dados: % m/m de vinagre igual a 4. 2. Calcule a pH de uma solução 0, 09 eq/L de ácido acético. Ka = 1,75 x 10-5 (a 25°C) 3. Um analista recebeu o seguinte procedimento: a. Agitar vigorosamente o frasco de leite de magnésia. b. Pesar imediatamente, com o auxílio de um conta-gotas, cerca de ______ g da amostra em um béquer. 19 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita c. Adicionar exatamente 50 mL de solução padrão de HCl 0,1 mol/L e agitar com bastão até dissolver completamente, tomando cuidado para que não haja perda. d. Usando no máximo 75 mL de água, transferir quantitativamente a amostra para um erlenmeyer de 250 mL. e. Adicionar 3 gotas de fenolftaleína e titular com solução padrão de NaOH 0,1 mol/L. f. Repetir o procedimento mais duas vezes. g. Calcular a porcentagem de hidróxido de magnésio no leite de magnésia. Sabendo-se que a capacidade da bureta disponível para a realização da titulação é de 50mL e que a porcentagem de Mg(OH)2 no leite de magnésia é ≅ 8% m/m. Qual a massa de leite de magnésia que você pesaria? Justifique por meio de cálculos. 4. O ácido acetilsalicílico pode ser determinado analiticamente em um laboratório, mediante sua hidrólise com uma quantidade conhecida de um excesso de uma base forte e depois titulando-se a base remanescente com um ácido padrão. Considerando que uma amostra de 0,2775g foi originalmente pesada, e que 50,00mL de uma solução de NaOH 0,1000mol/L foram usados no procedimento de hidrólise, e que 12,05mL de uma solução de HCl 0,2000mol/L foram necessários para titular o excesso da base, qual a pureza amostra? 5. Uma amostra de calcário (CaCO3), contendo 1,500 g, foi tratada por 50,00 mL de uma solução 0,5000 eq/L de HCl. A solução resultante foi fervida cuidadosamente para eliminar todo o CO2 e o excesso de ácido titulado por 3,00 mL de uma solução 0,3333 eq/L de NaOH. Qual é a pureza do calcário analisado, em termos de % de CaO e de % CaCO3 ? 20 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Prática 5 – Análise da Soda Cáustica Comercial (NaOH e Na2CO3) Material: Kit de titulação* Bureta de 25 mL Garra para bureta Pipeta volumétrica de 10,00 mL Suporte universal * Cada grupo receberá um kit de titulação contendo o material descrito no termo de compromisso Reagentes: Soda cáustica comercial (amostra) Fenolftaleína Solução padrão 0,1mol/L de HCl Alaranjado de metila Procedimento 1° Parte – Preparo da amostra a) Pesar por adição ± 1 g de soda cáustica, ao 0,1mg, transferindo para um bécher de 250 mL; b) Dissolver a amostra e transferir quantitativamente para um balão volumétrico de 250,00 mL, deixar chegar a temperatura ambiente e completar com água destilada até o traço de referência. Homogeneizar bem; 2° Parte – Titulação com Fenolftaleína (V1) a) Tomar uma alíquota de 10,00 ml da solução recém preparada e transferi-la para um erlenmeyer de 250 mL; b) Adicionar 50 mL de água destilada e duas gotas do indicador fenolftaleína; c) Titular contra a solução padrão de HCl 0,1 Eqg/L até a virada do indicador. Observação: Realizar o ensaio em triplicata 3° Parte – Titulação com Alaranjado de metila (V2) a) Tomar nova alíquota de 10,00 ml da solução recém preparada e transferi-la para um Erlenmeyer de 250 mL; b) Adicionar 50 mL de água destilada e duas gotas do indicador alaranjado de metila; c) Titular contra a solução padrão de HCl 0,1 Eqg/L até a virada do indicador. Observação: Realizar o ensaio em triplicata Reações V1 - Titulação parcial do álcali (pH = 8,3) 21 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita NaOH + HCl → NaCl + H2O Na2CO3 + HCl → NaHCO3 + NaCl V2 – Titulação total do álcali (pH = 3,8) NaOH + HCl → NaCl + H2O Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2 Dados M.Mol NaOH = 40,00 eq = mol/1 meq= 0,04000g M.Mol Na2CO3 = 106,00 eq = mol/2 meq= 0,05300g Cálculos OH- CO3= x y _____________ H2O_________________ HCO3-___________fenolftaleína (pH = 8,3) y __________________________________ H2CO3___________alaranjado de metila (pH = 3,8) O volume gasto para levar o CO3= até HCO3- é o mesmo para levar de o HCO3- até H2CO3. Calcular o % (m/m) de Na2CO3 e NaOH na soda cáustica comercial. Descarte do resíduo da prática: Medir o pH da solução, ajustar o pH entre 6 e 9, se necessário, e descartar na pia. 22 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Relatório Concentração HCl: _____________________ Massa de amostra: _______________________ Volume do balão: ______________________ Volume de alíquota: ____________________ Replicatas V1 HCl V2 HCl % Na2CO3 %NaOH % (m/m) Na2CO3 médio: _______________________ % (m/m) NaOH médio: _______________________ Exercícios complementares 1. Tomemos uma situação hipotética em que temos NaOH contaminadocom NaHCO3 em vez de Na2CO3. Sendo V1 o volume gasto na titulação com alaranjado de metila e V2 o volume gasto na titulação com fenolftaleína, que expressão você usaria para o volume a ser empregado no cálculo do teor de NaOH ? E de NaHCO3? 2. 1,5050g de uma amostra de barrilha (Na2CO3) foram tratados com 50,00 mL de solução 0,5033 eq/L de H2SO4. A solução foi fervida cuidadosamente para a eliminação de todo CO2 e o excesso de ácido titulado por 15,20 mL de NaOH 0,1020 eq/L. Qual é a pureza da barrilha analisada em termos de % de Na2CO3 ? 3. Uma série de soluções contendo NaOH, Na2CO3 e NaHCO3, isoladamente ou em combinação compatível, foi titulada com HCl 0,1202 mol/L. Na tabela a seguir estão os volumes de ácido necessários para titular uma alíquota de 25,00 mL de cada solução com os indicadores (1) fenolftaleína e (2) verde de bromocresol. 23 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita 4. Use essa informação para deduzir a composição das soluções. Além disso, calcular a concentração de cada soluto em mg/mL de solução. (1) (2) a 22,42 22,44 b 15,67 42,13 c 29,64 36,42 24 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Prática 6 – Determinação do H3PO4 em Ácido Fosfórico Comercial Material: Kit de titulação* Bureta de 25mL Garra para bureta Pipeta volumétrica de 10,00 mL Suporte universal Pipeta graduada 2 mL * Cada grupo receberá um kit de titulação contendo o material descrito no termo de compromisso Reagentes: Ácido fosfórico comercial Verde bromocresol Solução padrão 0,1 mol/L de NaOH Fenolftaleína Procedimento: 1° Parte – Preparo da amostra a) Pesar 1,2 mL de ácido fosfórico comercial ao 0,1 mg em um bécher de 50 mL; b) Transferir quantitativamente a amostra para um balão volumétrico de 250,00 mL e completar o volume com água destilada, homogeneizando bem. 2° Parte – Titulação do 1° hidrogênio a) Tomar uma alíquota de 10,00 mL da solução da amostra preparada e tranferi-la para um erlenmeyer de 250 mL; b) Adicionar 50 mL água destilada e duas gotas do indicador verde de bromocresol; c) Titular com a solução padrão de NaOH 0,1 Eqg/L até a virada do indicador. Observação: 1 – Realizar o ensaio em branco 2 - Realizar o ensaio em triplicata 3° Parte – Titulação do 2° hidrogênio a) Tomar uma alíquota de 10,00 mL da solução da amostra preparada e tranferi-la para um erlenmeyer de 250 mL; b) Adicionar 50 mL água destilada e duas gotas do indicador fenolftaleína; c) Titular com a solução padrão de NaOH 0,1 Eqg/L até a virada do indicador. Observação: 1 – Realizar o ensaio em branco 2 - Realizar o ensaio em triplicata Reações: 1° Titulação: H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O 2° Titulação: H3PO4 + 2NaOH → NaH2PO4 + H2O Dados M.Mol H3PO4 = 98,04 25 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita eq = mol/1(pH = 4,6) meq = 0,09804 g eq = mol/2(pH = 9,7) meg = 0,04902 g Cálculos 1) Calcular o % (m/m) de H3PO4 a partir da titulação do 1° hidrogênio 2) Calcular o % (m/m) de H3PO4 a partir da titulação do 2° hidrogênio Descarte do resíduo da prática: Medir o pH da solução, ajustar o pH entre 6 e 9, se necessário, e descartar na pia. Relatório Massa de H3PO4: _____________________ Volume do balão: _____________________ Volume de alíquota: ____________________ Concentração NaOH: _____________________ Replicatas V1 NaOH % H3PO4 V2 NaOH % H3PO4 % m/m H3PO4 médio: _______________________ % m/m H3PO4 médio: _______________________ 26 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Exercícios complementares 1. Uma alíquota de 20,00 mL de uma solução 0,1000 mol/L de H3PO4 foi titulada com uma solução de KOH 0,1000mol/L. Pede-se: a. O motivo pelo qual só é possível determinar experimentalmente o primeiro e o segundo ponto de equivalência. b. O gráfico de pH x Volume de titulante para esta análise, com os devidos cálculos. O último ponto da curva sendo o terceiro ponto de equivalência. Dados: Ka1 = 7,11x10-3 , Ka2 = 6,32x10-8 e Ka3 = 4,5x10-13 2. Qual dos três ácidos é o mais forte: H3PO4, H2PO4- ou HPO4=. Explique 3. 1,805 g de uma solução contendo H3PO4 e NaH2PO4 em água foram diluídos a 250,00 mL. Da solução resultante foram retiradas alíquotas de 25,00 mL, que, dosadas por NaOH 0,1035 eq/L, forneceram o volume médio de 10,20 mL, empregando-se verde de bromocresol como indicador, e 25,30 mL, empregando-se fenolftaleína como indicador. Dê o teor de H3PO4 e o de NaH2PO4 na amostra. 27 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Prática 7 – Determinação de Cloreto de sódio em amostra de Soro Fisiológico Material: Kit de titulação* Bureta âmbar de 25,00 mL Garra para bureta Suporte universal Pipeta volumétrica de 10,00 ou 15,00 mL * Cada grupo receberá um kit de titulação contendo o material descrito no termo de compromisso Reagentes: NaCl K2CrO4 1% AgNO3 Fluoresceína CaCO3 Soro fisiológico (amostra) Procedimento 1° Parte – Padronização da solução de AgNO3 (Método de Mohr) a) Pesar por adição, 1,5000 g de NaCl ao 0,1 mg e dissolver completamente em água destilada. b) Transferir quantitativamente para um balão volumétrico de 250,00 mL, completar o volume com água destilada até o traço de referência e homogeneizar bem. c) Tomar uma alíquota de 10,00 mL (ou 15,00 mL) da solução preparada e transferi-la para um erlenmeyer de 250 mL; d) Adicionar 50 mL água destilada; e) Acrescentar cerca de 200 mg de CaCO3 puro; f) Adicionar 5 mL do indicador K2CrO4 1% e titular até a virada do indicador; g) Titular até a virada do indicador com a solução padrão de AgNO3. Observação: Realizar o ensaio em triplicata 2° Parte – Análise do Soro Fisiológico (Método de Fajans) a) Retirar uma alíquota de 10,00 mL (ou 15,00 mL no máximo) da amostra de soro fisiológico; b) Transferir para um erlenmeyer de 250 mL; c) Adicionar 100 mL de água destilada; d) Acrescentar cerca de 200 mg de CaCO3 puro; e) Adicionar 10 gotas do indicador fluoresceína; f) Titular até a virada do indicador (precipitado rosa) com a solução padrão de AgNO3, agitando fortemente a solução. Observação: Realizar o ensaio em triplicata28 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Reação: AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3 Dados M.Mol AgNO3 = 169,87 eq = mol/1 meq = 0,1699 g Observações As dosagens pelo Método de Mohr devem ser realizadas em meio neutro ou próximo do neutro (pH entre 6,5 e 10,5), pois a alcalinidade excessiva precipitaria a prata na forma de AgOH e a acidez excessiva ocorreria a formação do íon dicromato (Cr2O7=), prejudicando o método de indicação. O mesmo pode ser dito as dosagens pelo método de Fajans (pH entre 7,0 e 10,5). O CaCO3 é necessário para neutralizar o HNO3 que entra com o AgNO3 pela bureta. Ele alcaliniza ligeiramente o meio, mas esta alcalinidade é perfeitamente tolerada pelo método. c) Adicionar 5 mL de cromato de potássio 1% como indicador. Cálculos Calcular a concentração (e seu fator de correção) da solução de AgNO3 em mol/L. Calcular o % (m/V) de NaCl na amostra de soro fisiológico. Descarte do resíduo da prática: Todo o titulado contendo precipitado deve ser transferido para um frasco específico de descarte. Os resíduos gerados na aula prática não poderão ser descartados na pia. 29 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Relatório 1° Parte - Padronização da solução de AgNO3 Concentração NaCl: _________________ Volume de alíquota: ____________________ Replicatas V NaCl AgNO3 (mol/L) Conc. média de AgNO3: _______________________ 2° Parte – Análise do Soro Fisiológico Volume de alíquota: ____________________ Replicatas VAgNO3 %NaCl % (m/V) NaCl: _______________________ Exercícios complementares 1. Indique em que condições se pode aplicar o Método de Mohr. 2. Em que se baseia a utilização do K2CrO4 como indicadora na titulação dos cloretos com uma solução de AgNO3 3. Qual é a importância do pH do meio, nas titulações utilizando indicadores de adsorção? 30 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita 4. Uma moeda de prata pesando 2,800 g é dissolvida em ácido nítrico e a solução resultante é diluída a 250,00 mL em balão volumétrico. 25,00 mL da solução resultante foram titulados por 23,40 mL de solução 0,1000 eqg/L de tiocianato de potássio, usando-se alúmen férrico como indicador. Dar as reações do problema e calcular o teor de prata na moeda. 31 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Prática 8 – Dosagem do Cálcio em amostra de Leite em Pó Material: Kit de titulação* Suporte universal Garra para bureta Bureta de 50 mL * Cada grupo receberá um kit de titulação contendo o material descrito no termo de compromisso Reagentes: NH4Cl Indicador negro de eriocromo T NH4OH concentrado EDTA sal dissódico Amostra – Leite em pó Solução Mg-EDTA Procedimento: a) Pesar 2,5000 g da amostra de leite em pó ao 0,1 mg e dissolver completamente e diretamente em um Erlenmeyer de 350 mL; b) Adicionar 15 mL de tampão amoniacal pH = 10; c) Adicionar pequena quantidade (cuidado) do indicador negro de eriocromo T; d) Titular cpntra a solução padrão de EDTA até a virada do indicador (de violeta para azul). Observação: Realizar o ensaio em triplicata Reação: Ca2+ + Y4- CaY2- Dados M.MolCa = 40,08 eq = mol/1 meq = 0,040 g Cálculos Calcular a concentração de cálcio em mg/26g de leite em pó (26g equivalem a 2 colheres de sopa). Descarte do resíduo da prática: Medir o pH da solução, ajustar o pH entre 6 e 9, se necessário, e descartar na pia. 32 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Relatório Concentração EDTA: _____________________ Replicatas Massa Leite em pó mg de Cálcio/26g de leite em pó Média: _______________________ Exercícios complementares 1. Como funcionam os indicadores de íons metálicos utilizados nas análises conplexométricas? 2. Uma solução de EDTA foi padronizada contra uma solução de CaCO3. A solução de CaCO3 foi preparada dissolvendo-se 0,3982 g do sal em solução contendo ácido clorídrico, cujo pH final foi ajustado a 10 com tampão amoniacal. 38,26 mL de EDTA foram gastos na titulação. Qual é a concentração mol/L de EDTA? 3. Crianças que ingerem quantidades tóxicas de chumbo, que há algum tempo constituíam o principal componente do pigmento de tintas das casas, podem ser tratadas com uma injeção intramuscular de uma solução de EDTA, formando assim um complexo que é eliminado pelo organismo. Uma amostra de 20,8090g, contendo chumbo, foi dissolvida e diluída em balão volumétrico de 250,00mL. Uma alíquota de 50,00mL desta solução foi levada a pH=10 e foi gasto, na titulação, 28,90mL de uma solução de EDTA 0,06950mol/L para atingir o ponto de equivalência. a) Qual a %p/p de chumbo na amostra analisada? b) Calcule pPb no PE, sabendo que K’f = 6,3*x1018 33 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Prática 9 – Determinação do teor de cloro ativo em amostra de Água Sanitária MATERIAL: Kit de titulação* Bureta de 25mL Garra para bureta Pipeta volumétrica de 10,00 Suporte universal * Cada grupo receberá um kit de titulação contendo o material descrito no termo de compromisso REAGENTES: Na2S2O3.5H2O ou Na2S2O3 KIO3 KI Goma de amido H2SO4 5% Ácido acético glacial Procedimento: 1° Parte - Padronização da solução 0,1 eq/L de Na2S2O3 a) Pipetar 10,00 mL de solução padrão de KIO3 e transferi-la para um Erlenmeyer de 250 mL; b) Acrescentar 50 mL de água destilada; c) Adicionar uma quantidade de KI (suficiente para reduzir todo KIO3, ou 5 mL de KI 20%; d) Adicionar 5 mL de H2SO4 5% (ou ~ 0,2 mL de H2SO4 concentrado); e) Titular imediatamente o iodo liberado* com a solução padrão de Na2S2O3 até a coloração amarelo pálido. Em seguida, adicione 1 mL de goma de amido (indicador) e prossiga a titulação lentamente até a mudança de coloração da solução de azul para incolor. Observação: Realizar o ensaio em triplicata *Cuidado: A amostra deverá ser titulada imediatamente após a adição de ácido para evitar a perda do I2, volátil. 2° Parte – Análise da Água Sanitária a) Pesar 50,00 mL da amostra de água sanitária ao 0,1 mg; b) Transferir quantitativamente para um balão volumétrico de 250,00 mL, avolumando ao traço de referência; c) Retirar uma alíquota de 10,00 mL da solução preparada, transferindo-a para um erlenmeyer de 250 mL; d) Acrescentar 50 mL de águadestilada; e) Adicionar uma quantidade de KI (suficiente para reduzir todo KIO3, ou 5 mL de KI 20%; f) Em seguida, adicionar 5 mL de ácido acético glacial; g) Titular imediatamente com a solução de Na2S2O3 até a coloração amarelo pálido. Em seguida, adicione 1 mL de goma de amido (indicador) e prossiga a titulação lentamente até a mudança de coloração da solução de azul para incolor. 34 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Observação: Realizar o ensaio em triplicata Reações: ClO- + 2I- + 2H+ Cl- + I2 + H2O I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62- Para o cálculo do teor de cloro ativo (Cl2) na amostra, temos que considerar a seguinte reação: ClO- + Cl- + 2 H+ Cl2 + H2O Dados: Na2S2O3.5H2O MM = 248,19 g eq = mol/1 meq=0,24819g Na2S2O3 MM = 158,19 g eq = mol/1 meq= 0,15819 g NaClO MM = 74,44 g eq = mol/2 meq= 0,03722 g Cálculos Calcular a concentração da solução de Na2S2O3 em eq/L. Calcular o % (m/m) de hipoclorito de sódio na amostra de água sanitária Calcular o % (m/m) de cloro ativo na amostra de água sanitária. Descarte do resíduo da prática: Medir o pH da solução, ajustar o pH entre 5 e 9, se necessário, descartar na pia. Relatório 1° Parte – Padronização da solução de Na2S2O3 Concentração KIO3: _________________ Volume de alíquota: ____________________ Replicatas V titulante Na2S2O3 (eq/L) Conc. Na2S2O3: _______________________ 35 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita 2° Parte – Análise da Água Sanitária Volume de amostra: _________________ Volume do balão: _________________ Volume de alíquota: _________________ Replicatas V titulante %NaClO %Cl2 % (m/m) NaClO médio: _______________________ % (m/m) Cl2 médio: _______________________ 36 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Prática 10 – Análise da Água Oxigenada Comercial Material: Kit de titulação* Bureta âmbar de 25,00 mL Garra para bureta Pipeta volumétrica de 20,00 mL Suporte universal Pipeta volumétrica de 10,00mL * Cada grupo receberá um kit de titulação contendo o material descrito no termo de compromisso REAGENTES: KMnO4 Na2C2O4 H2SO4 20% v/v H2SO4 1:8 v/v Procedimento: 1° Parte – Padronização da solução de KMnO4 a) Pesar por adição, 100 mg de oxalato de sódio ao 0,1 mg diretamente em um erlenmeyer de 250 mL; b) Adicionar 100 mL de água destilada; c) Acrescentar 2 mL de H2SO4 concentrado (ou 15 mL de H2SO4 1:8 v/v); d) Titular contra a solução de KMnO4 até o aparecimento de uma coloração rósea permanente por, pelo menos, 30 segundos. Observações: 1 – Realizar o ensaio em triplicata 2 – Realizar o ensaio em branco 2° Parte – Análise da Água Oxigenada a) Pipetar 10,00 mL da amostra de H2O2; e) Transferir quantitativamente para um balão volumétrico de 250,00 mL, avolumando até o traço de referência; f) Tomar uma alíquota de 20,00 mL da solução preparada e transferi-la para um erlenmeyer de 350 mL; g) Acrescentar 100 mL de água destilada e, em seguida, 4 mL de H2SO4 concentrado (ou 20 mL de H2SO4 20%); h) Titular a amostra contra a solução de KMnO4 até o aparecimento de uma coloração rósea permanente por, pelo menos, 30 segundos. Observações: 1 – Realizar o ensaio em triplicata 2 – Realizar o ensaio em branco 37 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Reações: 1° Parte – Padronização do KMnO4 2KMnO4 + 5Na2C2O4 + 8H2SO4 → 2MnSO4 + 10CO2 + K2SO4 + 5Na2SO4 + 8H2O 2° Parte – Análise da Água Oxigenada 5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O + 5O2 Dados: Na2C2O4 M.M. = 134,01 g eq = mol/2 meq = 0,06700g H2O2 MM = 34.02 g eq = mol/2 meq= 0,01701 g Observações: 1. Nas titulações com KMnO4, a adição do titulante deve ser sempre lenta e com agitação constante, caso contrário aumenta-se o risco de haver formação de MnO2. 2. A concentração em eq/L de KMnO4 também pode ser determinada utilizando-se como padrão o As2O3. Cálculos Uma solução de H2O2 é dita X volumes, quando 1 volume de solução liberta X volumes de O2, medidas nas CNTP, pela decomposição integral do H2O2 . Reação de decomposição: H2O2 → H2O + 1/2O2 Volume de qualquer gás nas CNTP = 22,42L Observe que o volume de O2 liberado pela decomposição (auto-redox) do H2O2 é diferente do volume liberado pela oxidação do mesmo. A partir dos dados obtidos, calcular a concentração da solução de KMnO4 em eq/L. Calcular a concentração de H2O2 em “volumes”. Descarte do resíduo da prática: Medir o pH da solução, ajustar o pH entre 5 e 9, se necessário, descartar na pia. 38 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Relatório 1° Parte – Padronização do KMnO4 Volume de amostra: _________________ Volume do balão: _________________ Volume de alíquota: _________________ Replicatas Massa padrão (g) V titulante KMnO4 (eq/L) Conc. KMnO4: _______________________ 2° Parte – Análise da Água Oxigenada Volume de alíquota: ____________________ Replicatas V titulante Volumes de H2O2 Volume de H2O2: _______________________ 39 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Prática 11 – Dosagem do Teor de Álcool em amostra de Aguardente Material: Kit de titulação* Bureta de 25mL Garra para bureta Pipeta volumétrica de 5,00, 10,00 e 25,00 mL Suporte universal Balão Volumétrico de 500,00 mL * Cada grupo receberá um kit de titulação contendo o material descrito no termo de compromisso Reagentes: K2Cr2O7 H3PO4 comercial Fe(NH4)2 (SO4)2.6H2O H2SO4 0,1eq/L Difenilamina sulfonato de bário (indicador) H2SO4 concentrado Procedimento 1° Parte – Padronização da solução de Fe(NH4)2 (SO4)2.6H2O a) Pipetar 10,00 mL da solução padrão de dicromato de potássio e transferi-la quantitativamente para um Erlenmeyer de 250 mL ; b) Adicionar 50 mL de H2SO4 0,1 Eqg/L; c) Acrescentar 3 gotas do indicador difenilaminasulfonato de bário; d) Titularcontra a solução de Fe(NH4)2 (SO4)2.6H2O até a virada do indicador. Observação: Realizar o ensaio em triplicata 2° Parte – Análise da Aguardente a) Pipetar 5,00 mL da amostra de aguardente; b) Transferi-la quantitativamente para um balão volumétrico de 500,00 mL avolumando até o traço de referência; c) Tomar uma alíquota de 5,00 mL da solução da amostra transferindo-a para um erlenmeyer de 250 mL; d) Pipetar 25,00 mL da solução padrão de dicromato de potássio e transferi-la quantitativamente para um o erlenmeyer que contém a amostra; e) Adicionar 50 mL de água destilada; f) Adicionar X mL de H2SO4 concentrado, agitando constantemente; g) Acrescentar 3 gotas do indicador difenilaminasulfonato de bário; h) Titular contra a solução de Fe(NH4)2 (SO4)2.6H2O até a virada do indicador. Observação: Realizar o ensaio em triplicata 40 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Reações: 1° Parte – Padronização do Fe(NH4)2 (SO4)2.6H2O Cr2O72- + Fe2+ + 14H+ 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O 1° Parte – Padronização do Fe(NH4)2 (SO4)2.6H2O 3C2H5OH + 2Cr2O72- + 16 H+ 4Cr3+ + 3CH3CO2H + 11H2O Cr2O72- + Fe2+ + 14H+ 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O Dados Densidade do etanol: 0,789 g/mL M.Mol K2Cr2O7 = 294,21 g eq = mol/6 meq= 0,04904 g M.Mol C2H5OH = 46,00 g eq = mol/4 meq= 0,01150 g Cálculos Calcular a concentração da solução de Fe(NH4)2 (SO4)2.6H2O em eq/L. Calcular o % (v/v) de álcool na amostra. Descarte do resíduo da prática: Todo o titulado contendo cromo deve ser transferido para um bécher de descarte, que deverá estar na capela, para posterior tratamento. Os resíduos desta prática não poderão ser descartados na pia. 41 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Relatório 1° parte – Padronização do Fe(NH4)2 (SO4)2.6H2O Conc. média Fe(NH4)2 (SO4)2.6H2O: _______________________ 2° Parte – Análise da Aguardente Volume de amostra: _________________ Volume do balão: _________________ Volume de alíquota: _________________ % Etanol (v/v) médio: _______________________ Replicatas V titulante Fe(NH4)2 (SO4)2.6H2O (eq/L) Replicatas V titulante %v/v 42 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita Prática 12 - Determinação de umidade e água de cristalização MATERIAL: Balança eletrônica digital Tenaz de aço (pinça metálica) Espátula Mufla Estufa elétrica Luvas de amianto Dessecador Pesa filtro de forma baixa Cadinho de porcelana ou níquel REAGENTES: Vidro de relógio NaCl BaCl2 hidratado I) DETERMINAÇÃO DA % DE UMIDADE DE UM SAL a) Lavar muito bem um pesa-filtro de forma baixa. Secá-lo provisoriamente com papel toalha. b) Colocá-lo na estufa a 110°C e destampado sobre um vidro de relógio. c) Deixar secar completamente na estufa. d) Depois de seco, transferi-lo para um dessecador, com auxílio de uma tira de papel dobrada ou uma tenaz. O pesa filtro deve permanecer destampado enquanto esfria no dessecador. e) Pesar o pesa-filtro com a tampa e nele adicionar + 2 g de NaCl ao 0,1 do mg. f) Deixar na estufa a 110°C durante 1 hora (eliminação da umidade do sal). g) Depois de seco, transferi-lo para um dessecador, com auxílio de uma tira de papel dobrada ou uma pinça metálica. O pesa filtro deve permanecer destampado enquanto esfria no dessecador. h) Pesar o pesa-filtro com a tampa e o sal. i) Repetir as operações f, g e h até massa constante. Obs: antes de cada pesagem, a balança analítica deve ser zerada. Utilize sempre a mesma balança. II) DETERMINAÇÃO DA ÁGUA DE CRISTALIZAÇÃO DO BaCl2 HIDRATADO Considerações teóricas: Chama-se de água de cristalização ou hidratação a água que um sal encerra espontaneamente em si quando cristaliza, fazendo parte integrante da estrutura cristalina de certas substâncias. A água de cristalização comparece sempre em uma relação molar simples e definida para um sal. Ex: CuSO4. 5H2O, FeSO4.7H2O, Na2SO4.10H2O O BaCl2 hidratado perde a água de cristalização por aquecimento a temperaturas superiores a 43 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita 100°C. O BaCl2 na forma anidra é estável e não volátil, ainda que a temperaturas elevadas. a) Levar a mufla a 400°C por 15 minutos um cadinho de porcelana ou níquel limpo. Use pinça metálica e luvas de amianto. b) Deixar esfriar parcialmente durante + 5 minutos apoiado em uma superfície limpa, por exemplo, uma tela de amianto. Completar o resfriamento num dessecador. Pesar ao décimo de miligrama. c) Acrescentar ao cadinho 1,5 g de BaCl2 hidratado ao décimo do miligrama. (Se a relação molar da quantidade de água para o cloreto de bário não for exato, pode-se proceder o arredondamento). d) Levar a mufla a 400°C por 15 minutos. Resfriar durante + 5 minutos apoiado em uma superfície limpa e completar o resfriamento num dessecador. Pesar ao décimo de miligrama. Repetir este item até massa constante. III) CÁLCULO Calcular o teor de umidade do NaCl e a fórmula do BaCl2 hidratado. Descarte do resíduo da prática: Todo o NaCl comercial usado durante a prática deverá ser devolvido ao recipiente original para que possa ser reutilizado. O BaCl2 anidro deverá ser guardado em recipiente apropriado. Relatório DETERMINAÇÃO DE UMIDADE Massa do pesa filtro: _________________ Massa do pesa filtro + amostra % de umidade: _______________________ 44 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita DETERMINAÇÃO DE ÁGUA DE CRISTALIZAÇÃO Massa do cadinho: _________________ Massa do cadinho + amostra Fórmula do sal hidratado: _______________________ Exercícios complementares 1. Por que devemos usar sempre a mesma balança analítica durante uma análise? Qual é a precisão da pesagem na balança analítica 2. Por que não podemos pesar um objeto mais quente ou mais frio que a balança ? 3. Uma amostra pesando 0,5060 g de CuSO4.xH2O puro foi seca a 300 °C e depois pesada gerando uma massa de 0,3255g do sal anidro. Determine a fórmula do sulfato cobre hidratado. 4. 0,415g de uma amostra de NaCl e KCl foram dissolvidos em água. Em seguida, adicionou-se excesso de AgNO3 e o precipitado obtido pesou 0,861g. Qual é a % de NaCl e KCl na mistura de cloreto ? 45Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita MATERIAL INDIVIDUAL PARA USO NO LABORATÓRIO • Óculos de segurança • Luva de borracha • Pró pipete (pêra) • Caderno do analista • Caneta de retroprojetor (para marcar a vidraria) • Papel de pH universal • Espátula REGRAS GERAIS DE SEGURANÇAS É OBRIGATÓRIO: ♦ Jaleco de algodão abotoado. ♦ Calçados fechados de couro ou similar. ♦ Cabelo preso. ♦ Calça comprida. ♦ Óculos de segurança. ♦ Manipular substâncias tóxicas ou voláteis na capela. É PROIBIDO: ♦ Comer, beber ou fumar no laboratório. ♦ Usar lentes de contato. ♦ Pipetar qualquer produto com a boca. ♦ Colocar alimentos sobre a bancada. ♦ Fazer brincadeiras com materiais. ♦ Levar as mãos aos olhos ou a boca quando manusear produtos. Observações: Dicas de alguns lugares que poderão ser adquirido o material de laboratório: Marlaton - Rua: Cardoso de Morais, 594/sala 106 - Ramos - Tel: 2290 0375 / 3977 5318 Roni alzi vidros – Tel: 2270 3748 46 Prof. Michelle Costa Prof. Eduardo Castro Iago Mesquita BIBLIOGRAFIA 1. HARRIS, D. C. (2001) Análise química quantitativa. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC 2. BACCAN, N.; ANDRADE, J. C.; GODINHO, O. E. S. (2001) Química analítica quantitativa elementar. 3. ed. São Paulo: Edgard Blücher. 3. JEFFERY, G. H.; BASSETT, J.; MENDHAM, J.; DENNEY, R. C. (1992) VOGEL Análise química quantitativa. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC. 4. VOGEL, A. I. (1981) Química analítica qualitativa. 6. ed. São Paulo: Mestre Jou. 5. ALEXÉEV, V (1972) Análise quantitativa. 1 ed. Porto: Livraria Lopes da Silva Editora. 6. SKOOG, D.A., WEST, D.M., HOLLER, F.J. (1996) Fundamentals of analytical chemistry, 7 ed. Saunders College Publishing. 7. OHLWEIER, O.A. (1976) Química analítica quantitativa, 2 ed. Volume 1,2 e 3, LTC Editora. Elaborada em janeiro de 2012 pela Professora Michelle Costa da Silva/ IFRJ - CDUC Editada em agosto de 2017 por: Professor Eduardo Castro e Iago Mesquita/IFRJ - CDUC
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