Dosagem de peróxido de hidrogênio através da permanganometria

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Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
Unidade Contagem – Controle Ambiental 
Laboratório de Análises Químicas
	
CAmb
 
Dosagem de peróxido de hidrogênio via permanganometria.
Márcio Alves
Alunos: Larissa Alves, Letícia Almeida, Letícia Lima, Samuel de Oliveira, Ygor.
Contagem, 18 de Outubro de 2017.
Introdução: 
Em laboratórios de química é possível determinar a concentração de soluções a partir de soluções padrões, essa técnica é chamada de volumetria. Existem vários tipos de volumetria, dente eles, volumetria por neutralização, precipitação e oxirredução.[1] 
O último tipo baseia-se em reações químicas onde há transferência de elétrons. Esses métodos fazem uso de soluções padrões de agentes oxidantes. Dentro desse tipo de volumetria, cada um recebe um nome específico baseando-se na substância utilizada para as determinações, por exemplo, a permanganometria é quando se utiliza o permanganato de potássio como titulante, já a iodometria, é quando as reações envolvem a redução do iodo.[2]
Dentre os tipos de volumetria por oxirredução a mais importante e mais usada é a permanganometria. Nessa técnica é utilizado o permanganato de potássio como titulante, pois este é um forte agente oxidante. A solução desse reagente possui uma coloração violeta e o ponto de viragem se dá quando o reagente que está sendo titulado torna-se levemente róseo.[2]
Uma das utilizações da permanganometria é para determinar a concentração do peróxido de hidrogênio (H2O2) na água oxigenada comercial. O último produto citado geralmente é encontrado no mercado com a informação 10 volumes, 30 volumes e outros, isso é o equivalente ao volume de oxigênio liberado por  uma determinada concentração de água oxigenada, ou seja, a água oxigenada 10 volumes libera 10 litros de O2 na CNTP, respectivamente, a água oxigenada 30 volumes libera 30 litros de O2 e assim por diante.[3]
O volume de O2 liberado pode ser determinado pela seguinte fórmula:
2H2O2 → 2H2O + O2
Sabendo que, na CNTP, cada mol de qualquer gás equivale 22,4 L, e que na reação acima, a cada 1 mol de H2O2 são gerados 2 mols de O, é possível determinar o volume liberado em cada concentração de H2O2, por meio da permanganometria.[2]
Objetivos:
- Determinar a concentração de peróxido de hidrogênio em uma amostra de água oxigenada.
Materiais e Métodos:
Materiais: 
- Bureta 25 mL;
- 2 erlenmeyer;
- Béqueres;
- Solução de permanganato de potássio;
- Água Oxigenada 5 volumes;
- Água deionizada;
- Garra;
- Suporte universal;
- Pipeta 10 mL;
- Pipetador. 
Métodos: 
- Colocou-se 5 mL da amostra de água oxigenada 5 volumes no erlenmeyer com o auxílio de uma pipeta, logo em seguida acrescentou-se cerca de 2 dedos de água deionizada;
- Colocou-se a solução de permanganato na bureta de 25 mL;
- Realizou-se a titulação em duplicata. 
Resultados e Discussões:
Como a água oxigenada (H2O2) é um composto instável e se decompõe com liberação de gás oxigênio (O2) à temperaturas ordinárias, principalmente em meio básico, a solução á sempre comercializada em meio ácido (geralmente acidulada com ácido fosfórico, H3PO4).
Por ser normalmente comercializada em meio ácido, a equação de quando se adiciona solução de permanganato de potássio (KMnO4) a uma solução de peróxido de hidrogênio acidificada com ácido sulfúrico (H2SO4), a reação que ocorre pode ser assim equacionada: 
2 KMnO4 + 3 H2SO4 + 5 H2O2 → K2SO4 + 2 MnSO4 + 8 H2O + 5 O2
Ou, de maneira simplificada:
2 MnO4- + 6 H+ + 5 H2O2 → 2 Mn2+ + 8 H2O + 5 O2
Já a decomposição do peróxido de hidrogênio com liberação de O2 ocorre de acordo com a equação abaixo:
2 H2O2 → 2 H2O + O2
Como a concentração das soluções aquosas comerciais de peróxido de hidrogênio são indicadas pelo número de volumes de O2 que se obtém pela decomposição de 1,0 cm3 da solução considerada, têm-se que, por exemplo, uma água oxigenada 10 volumes é aquela que, ao se decompor totalmente, libera uma quantidade de gás oxigênio (O2) 10 vezes maior do que da água usada em volume. Portanto, 1,0 mL de água oxigenada a 10 volumes produz, ao se decompor, 10,0 mL de O2 nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP). 
Esta reação recebe o nome de permanganometria, pois utiliza-se o permanganato, que é um forte oxidante, como titulante, reduzindo-o de Mn7+ a Mn2+. Este método dispensa o uso de indicadores porque a coloração violeta intensa do íon permanganato indica o ponto final da titulação. Em geral, as titulações permanganométricas são realizadas em meio ácido, para facilitar a oxidação da substância em análise.
Cálculos:
	Titulação
	Volume gasto (mL)
	1
	11,8
	2
	11,5
	Média:
	11,7
A partir da equação química, sabe-se que a relação entre os reagente é: 
2CH2O2 x VH2O2 = 5CMnO4- x VMnO4-
Sabendo-se que CMnO4- representa a concentração do permanganato que é 0,02mol/L, seu volume VMnO4- é o volume de titulante 11,7mL, CH2O2 a concentração da água oxigenada que se deseja encontrar e VH2O2 seu volume de 5mL, tem-se que:
2CH2O2 x 0,005mL = 5 x 0,02mol/L x 0,0117mL, logo: 
CH2O2 = 0,117 mol/L
Para converter a concentração de mol/L para porcentagem em quantidade de matéria sobre um determinado volume sabe-se que a concentração é 0,117mol/L, portanto sua quantidade de matéria é n=0,117mol. Logo tem-se a massa: 
1 mol 34g x= 3,98 g de H2O2
0,117mol x
3,98g 1000mL
%(m/V) 100mL
%(m/V) = 0,38%
Através da estequiometria da reação é possível determinar a quantidade de matéria certa de peróxido de oxigênio que devia reagir com o íon MnO4-. Sabe-se que a concentração do permanganato é de 0,02 mol/L e que foi usado cerca de 0,0117 L deste, logo é possível descobrir a quantidade de matéria presente:
C = n/V, logo:
0,02 = n / 0,0117 n= 2,33x10^-4 mol 
Através da equação sabe-se que 2 mols de MnO4- reage com 5 mols de H2O2, então: 
2 mols 5 mols 
2,33x10^-3 x 
x= 5,8x10^-4 mols de H2O2 é necessário para reagir com todo o permanganato. 
	Sabe-se que foi colocado no erlenmeyer 5 mL de água oxigenada, e sabemos a quantidade de matéria que deveria conter para que houvesse a reação completa, logo é possível o cálculo da concentração teórica de H2O2: 
C = n/V, logo:
C = 5,8x10^-4 mol / 5x10^-3 L 
C= 0,1165 mol/L (Valor próximo ao obtido através da prática). 
Considerações Finais:
A água oxigenada é um importante composto, seja nas trivialidades do dia a dia ou em reações químicas de grande proporção. A prática foi realizada de modo que através de um material de alcance e utilidade de todos houvesse uma análise determinando a quantidade de peróxido numa amostra de água oxigenada. Através dos resultados obtidos e os valores teóricos analisados através da estequiometria da reação conclui-se que o objetivo da prática foi alcançado com resultados satisfatórios, já que os valores das concentrações foram próximos. Para o alcance de uma maior precisão cuidados foram tomados como aferição correta de menisco.
Referências Bibliográficas:
[1] DE SOUZA, Líria Alves. Tipos de Volumetria. Disponível em: <http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/tipos-volumetria.htm>. Acesso em: 16 de outubro de 2017.
[2] Químicauepg. VOLUMETRIA DE ÓXIDO-REDUÇÃO. Disponível em: <https://quimicauepg.files.wordpress.com/2014/06/determinac3a7c3a3o-perc3b3xido.pdf>. Acesso em: 16 de outubro de 2017.
[3] BENEDITO, Rubens Batista. Determinação da concentração de peróxido de hidrogênio em amostras reais de água oxigenada. Disponível em: <http://www.prac.ufpb.br/anais/IXEnex/iniciacao/documentos/catalogoresumo/7.TECNOLOGIA/7CCENDQMT02.pdf>. Acesso em: 16 de outubro de 2017.