Relatório de titulação potenciométrica de oxi-redução

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DETERMINAÇÃO DE FERRO POR TITULAÇÃO POTENCIOMÉTRICA DE OXI-REDUÇÃO
Disciplina: Análise Instrumental Experimental
Profª: Fernanda Veronesi
Alunas: Gabriela de Souza e Priscila Ribeiro
Março de 2017
I.Dados:
Massa molar do Sal de Mohr: 392,14 g/mol
Massa molar do Dicromato de Potássio: 294,185 g/mol
Massa molar do Sulfato Ferroso: 151,91 g/mol
Massa molar do Ferro: 55,85 g/mol
Solução padrão de dicromato de potássio: 0,015 mol/L ; 4,4127 g/L
Concentração de Sulfato Ferroso dada na embalagem do xarope: 25 mg/mL
Massa de Ferro dada na embalagem do xarope Sulferbel: 5 mg 
 Figura 2: Sistema de titulação potenciométrica de oxidação-redução
Figura 1: Embalagem do Xarope Sulferbel 
II.Cálculos:
Valor experimental da concentração de Ferro no sal de Mohr em presença de H2SO4 98%:
V1 = 11,71 mL
V2 =10,90 mL
V3 = 11,26 mL
Vmédio = 11,29 mL
1 x CFe x 10 mL(alíquota) = 6 x 0,015 x 11,29
CFe = 0,1016 mol/L
Porcentagem teórica de Fe no sal de Mohr:
392,14 g/mol do sal ---------------- 100%
55,85 g/mol de Fe ------------------ X
 X = 14,24 % (m/m)
Porcentagem experimental de Fe no sal de Mohr:
nº moles de Fe2+ na alíquota = nalíquota = Valíquota x CFe
nalíquota = 10,00 mL x 0,1016 M
nalíquota = 1,016 mmols
10,00 mL --------- 1,016 x 10-3 mol
100,0 mL ------------ y
Y = 1,016 x 10-2 mol de Fe na solução
massa de Ferro no sal de Mohr = mFe = ntotal x PM Fe
mFe = 1,016 x 10-2 mol x 55,85 g/mol
mFe = 0,5674 g
3,9392 g (massa do Sal de Mohr) ------------- 0,5674 g (massa de ferro)
 100 % ----------------------- X’
 X’ = 14,40 % (m/m)
Pureza do Sal de Mohr:
 Pureza = Pexperimental x 100 = X’ x 100 = 14,40 x 100 = 101,12%
 Pteórico X 14,24
Valor experimental da concentração de Fe no sal de Mohr na presença de H2SO4 95% e H3PO4 85%:
V1 = 11,20 mL
V2 =11,10 mL
V3 = 11,20 mL
Vmédio = 11,17 mL
1 x CFe x 10 mL(alíquota) = 6 X 0,015 x 11,17
CFe = 0,1005 mol/L
Porcentagem experimental de Fe no Sal de Mohr:
nº moles de Fe2+ na alíquota = nalíquota = Valíquota x CFe
nalíquota = 10,00 mL x 0,1005 M
nalíquota = 1,005 mmols
10,00 mL --------- 1,005 x 10-3 mol
100,0 mL ------------ y
Y = 1,005 x 10-2 mol de Ferro na solução
massa de Fe no sal de Mohr = mFe = ntotal x PM Fe
mFe = 1,005 x 10-2 mol x 55,85 g/mol
mFe = 0,5613 g
3,9392 g (massa do Sal de Mohr) ------------- 0,5613 g (massa de ferro)
 100 % ----------------------- X’
 X’ = 14,25 % (m/m)
Pureza do Sal de Mohr:
 Pureza = Pexperimental x 100 = X’ x 100 = 14,25 x 100 = 100%
 Pteórico X 14,24
Cálculo da alíquota de xarope utilizada:
Da reação:
6 Fe+2 + Cr2O7= + 14H+ → 6 Fe+3 + 2 Cr+3 + 7 H2O
Tem-se uma estequiometria de 6 Cr2O7= para 1 Fe+2
 Em 10 mL de solução de dicromato tem-se 0,9 mmols (6 x 0,015 x 10)
Dos dados acima:
151,91 g de FeSO4 -------- 55,85 g de Fe+2
 25 g de FeSO4 -------- x
 X = 9,1913 g de Fe+2
1 mol de Fe+2 --------- 55,85 g
 Y ---------------- 9,1913 g
 Y = 0,1650 mol
0,1650 mol de Fe+2 ------- 100 mL
0,9 x 10-3 mol de Fe+2----- z
 Z = 5,47 mL
Valor experimental da concentração de Fe no xarope Sulferbel:
V1 = 8,20 mL
V2 = 8,10 mL
V3 = 8,20 mL
Vmédio = 8,17 mL
1 x CFe x 5 mL(alíquota) = 6 X 0,015 x 8,17
CFe = 0,1471 mol/L
Valor experimental do teor de Fe no xarope em mg/mL (TFe):
TFe = CFe x PM Fe
 TFe =0,1471 mol/L x 55,85 g/mol
TFe = 8,21 g/L = 8,21 mg/mL
Valor experimental do erro relativo do teor de Fe no xarope (Erel);
Erel = Vexp - Vteo x 100 = 8,21 mg/mL (valor exp.) – 5 mg/mL (valor teórico) x 100
 Vteo 5 mg/mL (valor teórico)
Ep = 64,20%
III.Resultados e Discussão:
III.I Titulação Definitiva em presença de H2SO4 98%
Os valores de potencial medidos para cada incremento de volume de titulante e o correspondente gráfico encontram-se a seguir.
	Volume (mL)
	Potencial (mV)
	0
	442
	1
	505
	2
	531
	3
	545
	4
	559
	5
	569
	6
	580
	7
	590
	8
	601
	9
	617
	10
	641
	10,2
	648
	10,4
	658
	Volume (mL)
	Potencial (mV)
	10,6
	667
	10,8
	681
	11
	712
	11,2
	847
	11,4
	867
	11,6
	868
	11,8
	904
	12
	918
	12,2
	920
	12,4
	932
	12,6
	937
	12,8
	943
	13
	948
Tabela 1: Potenciais medidos para cada mL de titulante adicionado
Gráfico 1: Curva E x Vtit da titulação de Fe(II) com K2Cr2O7.
Para melhor determinação do ponto de equivalência, traçou-se o gráfico da primeira derivada e da segunda derivada da curva de titulação. O volume correspondente ao ponto de equivalência deve representar um ponto de máximo ou mínimo na primeira derivada e um ponto onde a curva corta o eixo x ( ou seja, ² E / V²= 0) na segunda derivada.
Para a construção do gráfico da primeira derivada, usou-se cada par de volumes e potenciais consecutivos dentre os que constam na Tabela 1. Os volumes são a média do par considerado. Para a derivada segunda, esse processo foi aplicado aos dados da primeira derivada.
	Vm1(mL)
	E / V
	0
	0
	0,5
	63
	1,5
	26
	2,5
	14
	3,5
	14
	4,5
	10
	5,5
	11
	6,5
	10
	7,5
	11
	8,5
	16
	9,5
	24
	10,1
	35
	10,3
	50
	Vm1(mL)
	
	E /V
	10,5
	
	45
	10,7
	
	70
	10,9
	
	155
	11,1
	
	675
	11,3
	
	100
	11,5
	
	5
	11,7
	
	180
	11,9
	
	70
	12,1
	
	10
	12,3
	
	60
	12,5
	
	25
	 12,7
	
	30
	12,9
	
	25
Tabela 2: Dados da primeira derivada da curva de titulação.
Gráfico 2: Primeira derivada da curva de titulação.
		Vm2(mL)
	
	² E /V²
	0
	
	0
	0,25
	
	126
	1
	
	-37
	2
	
	-12
	3
	
	0
	4
	
	-4
	5
	
	1
	6
	
	-1
	7
	
	1
	8
	
	5
	9
	
	8
	9,8
	
	18
	10,2
	
	75
	10,4
	
	-25
	10,6
	
	125
	10,8
	
	425
	11
	
	2600
	11,2
	
	-2875
	11,4
	
	-475
	11,6
	
	875
	11,8
	
	-550
	12
	
	-300
	12,2
	
	250
	12,4
	
	-175
	12,6
	
	25
	12,8
	
	-25
Tabela 3: Dados da segunda derivada da curva de titulação.
Gráfico 3: Segunda derivada da curva de titulação.
A partir da análise das derivadas, pode-se estimar o ponto de equivalência em 11,2mL, com a média dos valores correspondentes ao volume no ponto estequiométrico obtido nas 2 curvas de titulação ,primeira e segunda derivada.
Os potenciais medidos são relacionados ao potencial do eletrodo de referência Ag/AgCl (E0 = +0,197 V). Para essa técnica não são importantes os valores absolutos de potencial, mas sim a variação deles ao decorrer da titulação.
III.II Titulação em presença de H2SO4 98% e H3PO4 85%
	Volume(mL)
	Potencial(mV)
	0
	397
	
	
	1
	412
	2
	421
	3
	432
	4
	440
	5
	447
	6
	456
	7
	465
	8
	477
	9
	491
	10
	514
	10,2
	518
	10,4
	524
	10,6
	537
	10,8
	548
	11
	569
	
	
	Volume (mL)
	Potencial(mV)
	 11,2
	639
	11,4
	763
	11,6
	818
	11,8
	852
	12
	875
	12,2
	890
	12,4
	905
	12,6
	915
	12,8
	924
	13
	931
	14
	942
	15
	950
	16
	952
	17
	959
	18
	962
Tabela 4: Potenciais medidos para cada mL de titulante adicionado
Gráfico 4 : Curva E x Vtit da titulação de Fe(II) com K2Cr2O7 em presença de H2SO4 e H3PO4
	Vm1(mL)
	E / V
	0
	0
	0,5
	15
	1,5
	9
	2,5
	11
	3,5
	8
	4,5
	7
	5,5
	9
	6,5
	9
	7,5
	12
	8,5
	14
	9,5
23
	10,1
	20
	10,3
	30
	10,5
	65
	10,7
	55
	
	
	Vm1(mL)
	E / V
	10,9
	105
	11,1
	350
	11,3
	620
	11,5
	275
	11,7
	170
	11,9
	115
	12,1
	75
	12,3
	75
	12,5
	50
	12,7
	45
	12,9
	35
	13,5
	11
	14,5
	8
	15,5
	2
	16,5
	7
	17,5
	3
Tabela 5: Dados da primeira derivada da curva de titulação de Fe(II) com K2Cr2O7 em presença de H2SO4 e H3PO4
Gráfico 5: Primeira derivada da curva de titulação em presença de H2SO4 e H3PO4 
	Vm2(mL)
	² E/V²
	0
	0
	0,25
	30
	1
	-6
	2
	2
	3
	-3
	4
	-1
	5
	2
	6
	0
	7
	3
	8
	2
	9
	9
	9,8
	-5
	10,2
	50
	10,4
	175
	10,6
	-50
	
	
	Vm2(mL)
	² E/V²
	10,8
	250
	11
	1225
	11,2
	1350
	11,4
	-1725
	11,6
	-525
	11,8
	-275
	12
	-200
	12,2
	-3,3E-12
	12,4
	-125
	12,6
	-25
	12,8
	-50
	13,2
	-40
	14
	-3
	15
	-6
	16
	5
	17
	-4
Tabela 6: Dados da segunda derivada da curva de titulação de Fe(II) com K2Cr2O7 em presença de H2SO4 e H3PO4
Gráfico 6: Segunda Derivada da curva de titulação em presença de H2SO4 e H3PO4
III.III Determinação de Ferro na amostra de xarope de sulfato ferroso
	Volume (mL)
	Potencial (mV)
	0
	445
	1
	473
	2
	490
	3
	509
	4
	523
	5
	533
	6
	551
	6,2
	557
	6,4
	556
	6,6
	563
	6,8
	568
	7
	575
	
Volume (mL)
	
Potencial (mV)
	7,2
	580
	7,4
	587
	7,6
	598
	7,8
	611
	8
	628
	8,2
	662
	8,4
	766
	8,6
	838
	8,8
	873
	9
	888
	10
	933
	11
	964
	12
	975
	13
	991
	14
	1000
Gráfico 7: Curva E x Vtit da titulação do xarope Sulferbel
	Vm1(mL)
	E / V
	0
	0
	0,5
	28
	1,5
	17
	2,5
	19
	3,5
	14
	4,5
	10
	5,5
	18
	6,1
	30
	6,3
	-5
	6,5
	35
	6,7
	25
	6,9
	35
	7,1
	25
	Vm1(mL)
	E / V
	7,3
	35
	7,5
	55
	7,7
	65
	7,9
	85
	8,1
	170
	8,3
	520
	8,5
	360
	8,7
	175
	8,9
	75
	9,5
	45
	10,5
	31
	11,5
	11
	12,5
	16
	13,5
	9
Tabela 8: Dados da primeira derivada da curva de titulação.
Gráfico 8: Titulação Definitiva do Xarope - Primeira Derivada
	Vm2(mL)
	² E/V²
	0
	0
	0,25
	56
	1
	-11
	2
	2
	3
	-5
	4
	-4
	5
	8
	5,8
	20
	6,2
	-175
	6,4
	200
	6,6
	-50
	6,8
	50
	7
	-50
	Vm2(mL)
	² E/V²
	7,2
	50
	7,4
	100
	7,6
	50
	7,8
	100
	8
	425
	8,2
	1750
	8,4
	-800
	8,6
	-925
	8,8
	-500
	9,2
	-50
	10
	-14
	11
	-20
	12
	5
	13
	-7
Tabela 9: Dados da segunda derivada da curva de titulação.
Gráfico 9: Titulação Definitiva do Xarope - Segunda Derivada
IV.Conclusão:
Durante a realização das titulações, o potenciômetro utilizado para realizar as medidas de potencial fornecia valores que oscilavam muito, ou seja, valores não muito precisos. 
As titulações realizadas para a padronização da solução de sal de Mohr, utilizando somente H2SO4 98% ou H2SO4 98% + H3PO4 85%, apresentaram os seguintes resultados: 0,1016M e 0,1005 M, respectivamente. Portanto, a diferença observada foi no algarismo de incerteza e no último algarismo significativo, considerando assim, os resultados praticamente iguais. O que houve de diferente entre essas titulações foi o potencial medido antes da adição de titulante, os quais foram 442 mV (H2SO4 98%) e 397 mV (H2SO4 98% + H3PO4 85%). Essa discrepância pode ser justificada pelo fato de que houve um aumento na concentração de íons H+, que irá favorecer a reação de oxidação do Fe(II), e consequentemente, da redução do Cr(IV) .
Quanto à pureza do sal de Mohr utilizado nas experiências, obteve-se para as duas titulações 101,12% (H2SO4 98%) e 100,0% (H2SO4 98% + H3PO4 85%) de pureza. Como a solução de sal de Mohr foi preparada minutos antes dos experimentos, a pureza do sal foi preservada. Caso contrário, o grau de pureza seria menor, já que as impurezas seriam entendidas pela fácil tendência à oxidação de Fe(II) a Fe(III) quando essa espécie é exposta ao ar, ou contaminada com possíveis interferentes, etc. 
A respeito do xarope Sulferber, a Relação Nacional de Medicamentos Essenciais – RENAME – diz que a quantidade de Fe que deve estar presente no xarope de sulfato ferroso é de 5 mg/mL, porém, após a titulação do xarope e os respectivos cálculos, foi determinado que o xarope Sulferbel possui 8,21 mg de Fe/mL, não se encontrando nos padrões determinados pelo Ministério da Saúde.
Cabe ressaltar que, em 1 mL de xarope, 25 mg de FeSO4 equivalem a 5 mg de Fe, se seguirmos a informação da própria embalagem do xarope .Acontece que considerando a estequiometria, 25 mg de FeSO4 equivalem a aproximadamente 9,2 mg de Fe. Diante disso, algumas revisões devem ser feitas quanto à composição do xarope.
V. Referências Bibliográficas:
Apostila de Análise Instrumental Experimental I-IQA 366
Ministério da Saúde, RENAME 2014 – Relação Nacional de Medicamentos Essenciais, 9ª edição, 2015. Disponível em: http://portalsaude.saude.gov.br/images/pdf/2015/janeiro/13/Rename-2014.pdf, acesso em 23/03/2017, às 11h40min.