DETERMINAO DE H2O2 EM GUA OXIGENADA

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DETERMINAÇÃO DE H2O2 EM UMA AMOSTRA COMERCIAL DE ÁGUA OXIGENADA 10 VOLUMES
ANDREIA SUEMI UTIYAMA NAIADJA THIETA SCHNEIDER
[h1] Comentário: 
6,5SIMONE DOS SANTOS BITTENCOURT
Relatório realizado para fins de avaliação da disciplina de Química Analítica Quantitativa Experimental, ministrada pelo professor doutor Heberth Juliano Vieira.
DOURADOS 30/05/2011
1
Resumo
Foi realizada a determinação de peróxido de hidrogênio em uma amostra comercial de água oxigenada, utilizando a técnica permanganométrica, um exemplo de volumetria de oxirredução.
Introdução
O peróxido de hidrogênio (H2O2) é encontrado na forma de solução aquosa, conhecido popularmente como “água oxigenada”, e são classificados conforme a concentração. Nos rótulos comercializados geralmente aparece a indicação do tipo de volumes que são: 10, 20, 30 - onde quanto maior o volume, mais concentrada é a solução. Quando a concentração de peróxido de hidrogênio for muito alta (100 volumes) a solução será do aspecto viscoso. Neste caso é usada em laboratórios e indústrias, se a concentração for 10 volumes será utilizado para ferimentos externos como agente bactericida, pois possui ação anti-séptica. Em decomposição do H2O2, os átomos de oxigênio são altamente reativos (Peróxido de hidrogênio, acesso dia 24 de maio de 2011).
[h2] Comentário: 
?????As concentrações de H2O2 são determinadas em relação ao volume de O2(g) liberado por unidades de volume da solução. Por exemplo, uma água oxigenada de concentração 10 volumes libera 10 mililitros de O2(g) por litro de solução (Peróxido de hidrogênio, acesso dia 24 de maio de 2011).
Excluído: litros
Sabe-se que o peróxido de hidrogênio é um agente oxidante, onde, quando utilizado o mesmo para uma análise volumétrica, tem-se uma reação de oxidação e redução. Os agentes oxidantes e redutores devem ser estáveis no solvente usado – geralmente água – e a substância que se deseja determinar deve estar em um estado de oxidação definido e estável, antes de se iniciar a titulação. Para se ter sucesso em um método volumétrico, é necessário também que os métodos de preparação de soluções padrão sejam disponíveis e que exista um meio adequado de se detectar o ponto final da reação (Baccan, 1979).
4
4A determinação de peróxido de hidrogênio em água oxigenada comercial, é feita a partir de determinações permanganométricas. Onde este método envolve uma reação de oxirredução em meio ácido, reduzindo os íons MnO - a Mn2+. A espécie MnO -, do meio, é um forte oxidante e a sua semi-reação de redução é a seguinte:
MnO4- + 5 e- + 8 H+	Mn2+ + 4 H2O (Eq.1)
Em titulações permanganométricas, geralmente, não é necessário o uso de indicadores, pois um pequeno excesso de titulante dá-se uma solução de coloração violeta clara, que indica o ponto final da titulação. Outra técnica que pode ser utilizada também é a titulação de retorno, conhecida também como retrotitulação.
Uma das desvantagens do método permanganométrico é o fato do KMnO4 não ser um padrão primário, pois este pode estar contaminado com MnO2, sendo necessário fazer a padronização da mesma antes de ser feita a titulação (Baccan, 1979).
Segue-se abaixo uma tabela contendo alguns exemplos de oxidantes comuns empregados como solução padrão. (Skoog, 2009).
TABELA 1: Distribuição de alguns exemplos de oxidantes empregados como solução padrão.
Objetivo
Determinar o teor de H2O2 em uma amostra de água oxigenada comercial 10 volumes comercial, por volumetria de oxirredução.
Metodologia (Materiais e métodos)
Materiais e reagentes
Materiais utilizados
 
Erlenmeyer 250 mL
Bureta 25,0 mL Balança semi-analítica Pipeta graduada 25,0 mL
Chapa aquecedora Bico de Bunsen
 
Reagentes utilizados
 
Permanganato de potássio 0,02 mol/L Ácido sulfúrico 5%
Oxalato
Água oxigenada 10 volumes
Método
Padronização de uma solução 0,02 mol L-1 de permanganato de potássio (KMnO4)
Pesou-se em triplicata 0,136 g, 0,133 g e 0,122 de oxalato de sódio anidro (Na2C2O4 ).
Transferiu-se o sal para um erlenmeyer de 250 mL usou-se água destilada de uma pisseta para ajudar na transferência.
Adicionou-se cerca de 50 mL de água destilada para dissolver o sal. Em seguida, adicionou-se 25 mL de H2SO4 .
Aqueceu-se cuidadosamente a solução até ~90º C.
Titulou-se com a solução de KMnO4 0,02 mol L-1, tendo inicialmente uma reação lenta. Tomou-se o devido cuidado para que a temperatura da solução ficasse abaixo de ~60º C.
O ponto final é foi detectado pelo aparecimento de uma coloração levemente rósea, persistente por 30 segundos.
Por fim calculou-se a concentração da solução de permanganato em mol L-1.
Determinação de Peróxido de Hidrogênio em Água Oxigenada 10 volumes
Transferiu--se uma alíquota de 10,00 mL de água oxigenada para um balão volumétrico de 100 mL e completou-se o volume com água destilada. .
Transferiu-se uma alíquota de 10,00 mL da solução para um erlenmeyer. Acresentou-se cerca de 15 mL de H2SO4 .
Titulou-se a solução padronizada de KMnO4 0,02 mol L-1.
O ponto final foi detectado pelo aparecimento de uma coloração levemente rósea, persistente por 30 segundos, esta titulação foi feita em triplicata.
Calculou-se a concentração de peróxido de hidrogênio em g.L-1 e em “Volumes”.
Resultados e discussão
Padronização de uma solução 0,02 mol L-1 de KMnO4
Sendo que a reação abaixo é feita em meio ácido, por apresentar maior potencial neste meio, em que é bem maior o número de redutores a serem titulados, e por formarem-se íons manganês (II) incolores que facilitam à determinação do ponto final, do que nos meios alcalino e neutro. Em que nesta reação a oxidação do oxalato pelo permanganato.
2Na+ + C2O2-4 + 2H+ ↔ H2C2O4 + 2Na+
2MnO4 + 5H2C2O4 + 6H+ → 2Mn2+ + 10 CO2 8H2O
As semi reações envolvidas no processo de padronização são as seguintes: (Vogel, 2008)
MnO4 + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O		Eº = 1,51V 2CO2 + 2H+ + 2e → H2C2O4	Eº = 0,49V
2MnO4 + 16H+ + 10e → 2Mn2+ + 8H2O	X 2
5H2C2O4	→ 10CO2 + 10H+ + 10e	X 5
2MnO4 + 5H2C2O4 + 6H+ → 10CO2 +2 Mn2+ + 8H2O
Sendo que se aquece a solução antes da titulação, pois mesmo a quente, a reação na ausência de íon manganês (II) não é rápida.
E durante a titulação a adição das primeiras gotas de permanganato, observa-se que a coloração do permanganato leva alguns segundos para desaparecer; e que a adição posterior de permanganato é seguida de descoramento mais rápido.
4Pois a reação é catalisada pelo íon Mn2+ formado. Onde o ponto final desta titulação observa-se uma coloração rósea que permanece durante uns 30 segundo, isso é devido o excesso de KMnO4 , pois a reação entre o excesso de íon MnO - e o íon Mn2+ formado, em concentração relativamente grande durante a titulação.(Preparo e padronização de solução de KMnO4 acesso dia 24 de maio de 2011).
Os dados obtidos experimentalmente:
TABELA 2: Distribuição de valores experimentais e resultados obtidos na padronização da solução de KMnO4.
	Erlenmeyer
	Massa Na2C2O4 (g)
	Volume KMnO4 (mL)
	[KMnO4] (mol L-1)
	1
	0,136
	20,2
	0,0206
	2
	0,133
	19,5
	0,0203
	3
	0,122
	19,1
	0,0186
	Média
	0,130
	19,6
	0,0198
 
Com
 
estes
 
dados
 
calcula-se
 
a
 
molaridade
 
do
 
KMnO
4.
 
Onde
 
a
 
concentração
[h3] Comentário: 
não entendi isso aquimolar do Na2C2O4 é calculada segundo as reações abaixo tem-se que: Peso Molecular do Na2C2O4 é 134 g /mol
1 mol Na2C2O4		134 g /mol X 	0,136 g
X = 1,014x10-3 mol L-1
1 mol Na2C2O4 		_ 134 g X 	0,133 g
X = 9,96x10-4 mol L-1
1 mol Na2C2O4		134 g X 	0,122 g
X = 9,10x10-4 mol L-1
A estequiometria entre o permanganato e oxalato é:
4
2
 
42 mol de MnO - reagem com 5 mol de C O 2-. Então obtem-se as concentrações de KMnO4 .
5 (n) KMnO4 = 2(n) Na2C2O4
5 (C.V.) KMnO4 = 2(C.V.) Na2C2O4
5 x C x 0,0196 = 2 X 1,014x10-3 mol L-1 C1 = 0,0206 mol L-1 KMnO45 (C.V.) KMnO4 = 2(C.V.) Na2C2O4
5xCx0,0196 = 2x9,96x10-4 mol L-1 C2 = 0,0203 mol L-1 KMnO4
5 (C.V.) KMnO4 = 2(C.V.) Na2C2O4
5xCx0,0196 = 2x9,10x10-4 mol L-1 C3 = 0,0186 mol L-1 KMnO4
0,0198 mol
 
L
-1
[h4] Comentário: 
repetiu a tabela? 1.desvio padrão?
2.intervalo de confiança; 3.algarismos significatvos;Portanto a média da concentração do KMnO4 é
Determinação de Peróxido de Hidrogênio em Água Oxigenada 10
volumes
A reação com permanganato ocorre em solução acidificada com H2SO4 diluído.
O peróxido de hidrogênio é um agente redutor.
Equação Geral:
MnO4 + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O Eº = 1,51V O2 + 2H+ + 2e → H2O2	Eº = 0,68V 2MnO4 + 16H+ + 10e → 2Mn2+ + 8H2O x 2
5H2O2 → 5O2 + 10H+ + 10e	x 5
2MnO4 + 5H2O2 + 6H+ → 2Mn2+ 5O2 + 8H2O
(Vogel, 2008)
[h5] Comentário:Os volumes de KMnO4 usados nas titulações para atingir o ponto de equivalência foram: 17,2 mL, 17,7 mL e 17,9 mL, sendo a média: 17,6 mL, estes dados aplicados para obtenção da concentração do peróxido de hidrogênio presente na água oxigenada comercial.
Para a determinação de água oxigenada, tem-se que 5 mol de H2O2 reagem com 2 mol de KMnO4.
4
2n(MnO -) = n(H O)
4
2
 
25(MnO -) = 2 (H O )
5(C1V1) = 2x(C2C2)
Excluído: 
0,02
Excluído: 
0,0885 x 0,0198 x 17,6 = 2 x C2x10
C2 = 0,08712 mol/l
0,088mol/l x 100mL = C 10 mL C = 0,88 mol/l
C = 0,88 mol/l x 34g/mol = 29,9 g/l
29,9 g de H2O2 	1000 ml de solução X 		100 ml
[h6] Comentário: 
média, devio padrão e intervalo de confiançaX = 2,99 %
Teor de H2O2 encontrado na amostra de áqua oxigenada 10%, foi de 2,99%. É um valor esperado e aproximado.
Reação de decomposição do peróxido de hidrogênio:
2 H2O2	2H2O + O2
Quanto ao volume de O2 liberado tem-se que:
Formatado: Centralizado100 mL – 2,99 g
10 mL – 0,299 g
1mL – 0,0299 g
10 mL – 2,99 %
[h7] Comentário: 
rever esse cálculo1 mL – 0,299%
Segundo volume de gás ocupado por 1 mol nas CNTP, tem-se que:
68,04 g de H2O2	22,4 L
X= 
0,098 L 
de O
2
[h8] Comentário: 
isso coresponde a 98 mL
[h9] Comentário: 
ajustou o resultado0,299 g _ 	X
Ou seja, foi liberado 9,8 mL de O2
Cálculo do volume de O2 desprendido por volume de solução
68,04 g/mol 	22,4 L/mol
29,9 g/l 	X
X= 9,8 volumes
10
Comercialmente, a concentração de água oxigenada é referida a volume de oxigênio, ou seja, o volume de oxigênio gerado por uma determinada concentração de água oxigenada. Assim, 1,00 mL H2O2 a 100 volumes liberará 100,00 mL de O2 nas CNPT.
Por fim os valores obtidos foram:
[h10] Comentário: 
de onde apareceram esses valores?TABELA 3: Distribuição dos valores de porcentagens de H2O2
	Titulações	Obtidos (mL)
	Xi [H2O2] %
	(Xi – X)	(Xi – X)2
	1 Titulação
	17,2
	5,14
	- 0,12
	1,4x10-2
	2 Titulação
	17,7
	5,29
	0,03
	9,0x10-4
	3 Titulação
	17,9
	5,35
	0,09
	8,1x10-3
	Somatória
	52,8
	15,8
	10,5
	1,1x102
	Média
	17,6
	5,26
	
	
	Erro Absoluto: de uma medida é definido como diferença entre valor medido e o valor verdadeiro de uma dada grandeza relacionada com a exatidão das medidas.
	E= X – Xv
	
	E= Erro absoluto
	Erro absoluto = 5,26% - 2,99% = 2,27%
	X= Valor medido
	(absoluto)
	Xv= Valor verdadeiro
	
	Erro Relativo: erro de uma análise é um índice da precisão da medida.
	Er = E / Xv x100
	
	E = Erro relativo
	Erro relativo = (2,27% / 5,26%) x 100 =
	E= Erro absoluto
	43,15% (relativo)
	Xv= Valor verdadeiro
	
	Desvio Padrão: A precisão pode ser expressa numericamente de várias maneiras, como por desvio-padrão, sabe-se que quanto maior a dispersão das medidas menor precisão das mesmas.
	
	
S = √0,0117 = 0,108
Equação de Student: 
desenvolvido por W.S. Gosset em 1908 para compensar a diferença existente entre t e X, além de levar em conta s é simplesmente uma aproximação de σ.
Com grau de confiança de 95%
µ =
 
5,26
 
± 4,3 (0,108/√3,0) = 5,26 ± 0,27
(5,26 + 0,27), (5,26 – 0,27) = (5,53; 4,99)
%
O valor da tabela para T é de 4,303. Sendo (11,00 e 10,98) maior que 4,3
indicando que os resultados são diferentes estatisticamente.
[h11] Comentário: 
2,99%
	Teste Q: rejeita valores críticos com um nível de confiança, baseado nos valores críticos do quociente de rejeição.
	
Q = Valor avaliado – valor mais próximo / valor maior – valor menor
	
Q = 17,2 – 17,7 / 17,9 – 17,2 = 0,7
Q Crítico 95% = 0,970
0,7 < 0,970 o valor não é rejeitado
Propagação de erros: Pode-se desenvolver equações para cálculo da propagação de erros para mais variados tipos de operações matemáticas, mas serão somente consideradas apenas as equações envolvidas nestes experimentos, que são geralmente suficientes para os cálculos analíticos mais comuns.
Utilizou-se nesta prática uma bureta 25 mL Classe A, sabendo-se que o desvio de uma leitura do menisco desta bureta é de ± 0,01mL.
Sr = ±√SA2 + SB2 Sr = ± 0,014 mL
Os instrumentos: Balão Volumétrico de 100mL, Erlenmeyer de 50mL e de 250 mL, utilizados nesta prática não tinham marca, portanto impossibilita de calcular a propagação de erro.
Na pesagem do oxalato, usou-se uma balança semi analítica de precisão ± 0,001g, portanto, o valor de Sr será de 0,0014 g. (Baccan, 1979).
Por fim, os valores reunidos destes experimentos:
TABELA 4: Distribuição dos valores rotulado e o encontrado de peróxido de hidrogênio em uma amostra comercial de água oxigenada 10 volumes.
	Amostra
	Rotulado
	Encontrado
	H2O2
	2,99%
	2,99%
CONCLUSÃO
Observa-se a suma importância deste método de volumetria de óxido-redução, a Permanganometria, em que acarreta uma reação de óxido-redução em meio ácido em que íons MnO4, que é um oxidante forte, são reduzidos a Mn2+.
[h12] Comentário:
Excluído: 
%,A concentração de KMnO4 em mol L-1 encontrado foi 0,0198 mol L-1, e o teor de H2O2 encontrado na amostra de água oxigenada 10 volumes, foi de 2,99%, ou seja, 9,8 volumes, são dados esperados e sem erros pessoais.
[h13] Comentário: 
colocar as referências no texto.REFERÊNCIAS
Peróxido	de	hidrogênio.	Disponível	em: http://www.brasilescola.com/quimica/peroxido-de-hidrogenio.htm. Acesso dia 24 de maio de 2011.
BACCAN, N. Química Analílica Quantitativa Elementar. 1. ed. São Paulo: Edgard Blücher, 1979, p.191 e 192.
CROUCH,S.R; HOLLER, F . J.; SKOOG, D. A.; WEST, D. M. Fundamentos de Química Analítica. 8º Edição. Editora Cengage Learning.São Paulo, 2009, p.533.
Preparo	e	padronização	de	solução	de	KMnO4. Disponível	em: http://www.quimica.icen.ufpa.br/prep%20e%20padr%20de%20KMnO4.htm. Acesso dia 24 de maio de 2011.
VOGEL, A. I; Análise Química Quantitativa, Ed. LTC; Rio de janeiro, 2008