4º Relatório Laudo de Determinação do Teor de Carbonato total no Calcário

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DETERMINAÇÃO DO TEOR DE CARBONATO TOTAL EM CALCÁRIO DOLOMÍTICO 
Laudo nº 002/2014
MACAU – RN
INTRODUÇÃO
	EMPRESA SOLICITANTE 
Empresa Solicitante: CIA de Cimento Itambé
Endereço: Rod. Curitiba-Ponta Grossa BR 277,125. Bairro Mossungue. Curitiba/PR
	OBJETIVO
	Determinação do teor de carbonato total em calcário utilizando a técnica analítica de titulação de retorno, também conhecida como titulação indireta e contra titulação, e assim, determinar qual o melhor destino para a utilização indústria a ser dado para este tipo de produto de acordo com o teor de carbonato apresentado. 
	CALCÁRIO 
O Carbonato de Cálcio, ou calcita, é uma mineral inorgânico com características alcalinas que resulta de reações entre óxido de cálcio e dióxido de carbono podendo ser encontrado abundantemente na natureza na forma cristalina aragonita e calcita.
O Carbonato de cálcio é um composto amplamente utilizado na indústria química, onde devido suas características de insolubilidade em água e por possuir altos pontos de fusão este é aplicado na produção de cimentos, argamassas, vidros e tintas. Além disso, o carbonato de cálcio pode ser aplicado na produção de agrotóxicos e medicamentos devido sua capacidade de correção de acidez, podendo assim controlar o pH do solo e do estomago, respectivamente.
1.4 	NORMA REGULAMENTADORA:
Dentre os produtos fabricados na CIA de Cimento Itambé, o manufaturado que necessita de grandes teores de carbonato é o cimento que segundo a norma regulamentadora interna nº 18, o mesmo deve ser produzido a partir de amostras de calcário que possuírem um teor de carbonato de cálcio entre as faixas de 80 e 85%, gerando assim um cimento de alta qualidade e consequentemente necessitando adquirir menos calcário.
	1.5 	EQUIPAMENTOS E REAGENTE UTILIZADOS:
Calcário;
Hidróxido de sódio 0,0962 mol/L;
Ácido Clorídrico 0,1029 mol/L;
Bureta de 50 mL;
Pipeta Volumétrica de 50 mL;
Erlenmeyer 250 mL;
Fenolftaleína 0,1% m/V;
2 Béquer de 100 mL;
Bastão de vidro;
Espátula;
Balança Analítica; 
Garra metálica;
Chapa Aquecedora;
Gelo;
Suporte Universal.
1.6 	TÉCNICOS RESPONSÁVEIS:
Ana Caroline Pereira Rodrigues
Francisco Kerferson Barbosa da Silva
Jhudson Guilherme Leandro de Araujo
Raphaell Iury Assis de Oliveira
1.7 	DADOS DA AMOSTRA DO CALCÁRIO:
Tipo: Calcário Dolomitico
Local de Lavra: Foz Modelo João Câmara - RN
Data: 06/01/2014
Preparado por: Calcário IMAP. 
RESULTADOS 
	A titulação de retorno é uma técnica volumétrica na qual um excesso conhecido de uma solução padrão é adicionado ao analito a fim de que haja uma reação com o material excedente por meio de uma titulação e, assim, se determine a quantidade de matéria que reagiu com o analito primeiramente.
	É utilizada principalmente quando a velocidade da reação direta não é compatível com a titulação ou quando a amostra não é solúvel em água, mas é solúvel no reagente da titulação direta, quando não se tem indicador adequado à titulação e quando o ponto final da titulação de retorno é mais claro do que o ponto final da titulação direta.
1 CaCO3 (s) + 2 HCl (aq) CaCl2 (aq) + H2CO3 (aq)
2 CaCO3 (s) + 2 HCl (aq) CaCl2 (aq) + H2O (l) + CO2 (g)
	A reação entre o CaCO3 e o HCl é na ordem de 1:2, logo 1 mol de carbonato de cálcio reage completamente com 2 mols de ácido clorídrico. 
	É possível observar que durante a reação1 há a formação de ácido carbônico, porém este é um produto instável e acaba se dissociando, havendo a formação de água e de gás carbônico que é eliminado da mistura durante a reação2.
	Como o volume de HCl utilizado é excedente ao necessário para a total reação com o CaCO3 é possível calcular, posteriormente, o número de mols que não reagiu com o carbonato de cálcio através da titulação do NaOH com o HCl excedente, e, assim, determinar o número de mols que reagiu com o CaCO3 por meio do calculo de diferença, como demonstrado abaixo:
n HCl reagido com o CaCO3 = n HCl total - n HCl excedente
	DETERMINAÇÃO DO TEOR DE CARBNATO TOTAL NO CALCÁRIO ANALISADO
1º Calculo para determinação do número de mols de HCl utilizado:
	Para o calculo do número de mols pode-se utilizar a multiplicação entre a concentração e o volume da solução. Esta dedução matemática é uma adaptação da formula em que se calcula a concentração de uma solução pela razão entre o número de mols e o volume da solução.
  
 
2º Calculo para determinação do número de mols de NaOH reagido com o HCl 	excedente segundo o volume titulado:
NaOH(aq) + HCl(aq) H2O(l) + NaCl(aq) 
V1 = 33,40 mL
 
V2 = 34,30 mL
 
V3 = 32,80 mL
 
Como a estequiometria reacional entre o NaOH e o HCl é de 1:1 o número de mols de hidróxido de sódio calculado será equivalente ao de HCl excedente e que não reagiu com o CaCO3.
3º Calculo para determinação do número de mols de HCl reagido com o CaCO3:
n HCl reagido com o CaCO3 = n total - n excedente
Titulação 01:
n HCl reagido com o CaCO3 = 0,005145 mol - 0,00321308mol
n HCl reagido com o CaCO3 = 0,00193192 mol 
Titulação 02: 
n HCl reagido com o CaCO3 = 0,005145 mol - 0,00329966mol
n HCl reagido com o CaCO3 = 0,00184534 mol 
Titulação 03: 
n HCl reagido com o CaCO3 = 0,005145 mol - 0,00315536 mol
n HCl reagido com o CaCO3 = 0,00198964mol 
4º Calculo para determinação do número de mols de CaCO3 contido nas amostras de calcário dolomítico:
	A estequiometria reacional entre o CaCO3 e o HCl é de 1:2, logo o número de mols de HCl que reagiu com o CaCO3 e que foi calculado a partir da reação entre o HCl excedente e o NaOH é o dobro do número de mols equivalente a quantidade de matéria de carbonato de cálcio reagida, assim, para sabermos quantos mols de CaCO3 está contida na amostra divide-se por 2 o número de mols de HCl calculado, como demonstrado a seguir:
n CaCO3 = n HCl reagido com o CaCO3 / 2 
Amostra 01: 
 
Amostra 02: 
 
Amostra 03: 
 
5º Calculo para determinação da massa de CaCO3 contido nas amostras de calcário dolomítico:
	
	Para o calculo da massa de CaCO3 pode-se utilizar a multiplicação entre o número de mols utilizados na reação primaria com o HCl e a massa molar do carbonato de cálcio, que é 100,1 g/mol. Esta dedução matemática é uma adaptação da formula em que se se calcula o número de mols de um elemento ou composto pela razão entre sua a massa pesada e a massa molar.
  
Amostra 01:
 
Amostra 02:
 
Amostra 03:
 
6º Determinação da concentração em % m/m de carbonato de cálcio presente nas três amostras de calcário dolomítico pesadas:
	A concentração em % m/m é utilizada para calcular a porcentagem de massa de um determinado soluto contido em um solvente. Como neste caso o solvente analisado é sólido, pode-se obter diretamente a sua massa por meio da pesagem. A % m/m é determinada pela razão entre a massa do soluto (carbonato de cálcio) e a massa do solvente (calcário dolomítico) multiplicada por 100, como demonstrado abaixo:
Amostra 01:
		m = 0,1003g 
 m/m
Amostra 02:
	 	m = 0,1000g 
 
Amostra 03:
		m = 0,1101g 
 
Média aritmética das concentrações em % m/m de CaCO3 no calcário dolomítico analisado:
 = 
Desvio padrão:
	Resultados (x)
	(07)
	()2
	96,40
	3,33
	11,0889
	92,36
	- 0,71
	0,5041
	90,45
	- 2,62
	6,8644
 
	Assim, considerando os cálculos desenvolvidos anteriormente,podemos concluir que a concentração em % m/m de carbonato de cálcio no calcário dolomito analisado é a seguinte:
 93,07 ± 3,04 % m/m
LAUDO
O teor de carbonato de cálcio obtido através da analise da amostra fornecida excede os parâmetros estabelecidos pela Companhia de Cimento Itambé que determina que o nível de CaCO3 deve estar na faixa entre 80 e 85% para que possa ser produzido um cimento com alta qualidade e baixo custo. 
A amostra do calcário analisada apresentou um grau de carbonato de cálcio correspondente a 93,07 ± 3,04 % m/m , assim essa jazida não pode ser utilizada para a produção de cimento uma vez que o teor básico do produto será alto e consequentemente poderá gerar danos a construção. Porém essa jazida pode ser explorada por industrias que produzem, uma vez que o mesmo e processado preferencialmente com calcário que possua um teor de carbonato de cálcio na faixa de 90 à 94%, gerando assim um produto de grande qualidade.
Alunos do curso técnico em química
IFRN- Campus Macau
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CIA de Cimento Itambé. Data de Acesso: 23 de Agosto de 2014. Link: <http://www.cimentoitambe.com.br/calcario-para-cimento/>
Tito, & Canto. (2006). Química na abordagem do cotidiano (Vol. 2). São Paulo: Moderna.
Trindade, D. F., Oliveria, F. P., Banuth, G. S., & Bispo, J. G. (s.d.). Química Básica Experimental (4º edição ed.). Ícone Editora.