apostila de química analítica experimental- analexp: parte 5 (Experimento 4 Acidimetria WINKLER)

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EXPERIMENTO N4. 
VOLUMETRIA ÁCIDO-BASE. ACIDIMETRIA. 
DETERMINAÇÃO DE ESPÉCIES ALCALINAS - MÉTODO WINKLER (INDIRETO) 
 
1 - OBJETIVO 
- Padronizar a solução de HCl 0,1 mol L-1. 
- Determinar a concentração das espécies alcalinas em duas amostras alcalinas conhecidas pelo 
Processo Indireto. 
 
2 - RESUMO 
 
A teoria envolvida nesse processo está descrita no resumo do experimento No. 3 (consultar). O 
processo desenvolvido por Winkler, consiste na determinação indireta de misturas alcalinas 
utilizando solução de cloreto de bário, BaCl2, 10 %(m/v) como reagente precipitante para carbonatos. 
Neste método tem que se conhecer, previamente, do que consiste a mistura alcalina. 
 
2.1 - Mistura contendo hidróxido e carbonato alcalinos 
 
Na determinação de misturas de hidróxido e carbonato alcalinos são feitas duas titulações, tomando-
se duas alíquotas de mesmo volume de amostra, procedendo-se da seguinte forma: Na primeira 
alíquota de amostra adiciona-se cloreto de bário 10%(m/v), em excesso, como objetivo de precipitar 
todo carbonato presente sob a forma de carbonato de bário (BaCO3 – sal pouco solúvel). Como foi 
adicionado excesso de BaCl2 tem-se a garantia que a solução só contém a espécie alcalina 
–OH. Para 
quantificar o –OH faz-se a titulação da solução com solução padronizada de HCl, em presença de 
indicador fenolftaleína. Na segunda alíquota de amostra adiciona-se somente o indicador alaranjado 
de metila e faz-se a titulação da amostra com solução padronizada de HCl. Nesta titulação todo o 
hidróxido e todo o carbonato (alcalinidade total) são neutralizados pelo HCl. Sabendo-se a 
alcalinidade total e a alcalinidade proveniente do hidróxido alcalino, pode-se calcular o carbonato 
alcalino na amostra original. 
 
2.2 - Mistura contendo bicarbonato e carbonato alcalinos 
 
Na determinação de misturas de bicarbonato e carbonato alcalinos também são feitas duas 
titulações, tomando-se duas alíquotas de mesmo volume de amostra, procedendo-se da seguinte 
 
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forma: Na primeira alíquota de amostra adiciona-se uma quantidade exatamente conhecida de 
NaOH (volume x concentração) e isenta de carbonato. Nesta etapa, o NaOH reage com o bicarbonato 
da amostra alcalina. Após, adiciona-se a esta solução, cloreto de bário 10%m/v, em excesso, para 
precipitação completa do carbonato, sob a forma de carbonato de bário (BaCO3). A titulação é feita 
com HCl, na presença de fenolftaleína. Nesta titulação, o volume de HCl gasto é usado para 
quantificar o NaOH que restou após a reação com o bicarbonato. Na segunda alíquota de amostra 
adiciona-se somente o indicador alaranjado de metila e faz-se a titulação da amostra com solução 
padronizada de HCl. Nesta titulação todo o hidróxido e todo o carbonato (alcalinidade total) são 
neutralizados pelo HCl. 
Sabendo-se a alcalinidade total e a alcalinidade proveniente do bicarbonato, pode-se calcular o 
carbonato alcalino na amostra original. Neste caso a alcalinidade do bicarbonato é calculada pela 
diferença entre a quantidade de hidróxido adicionada e o que titulado pela solução de HCl na 
titulação da primeira alíquota de amostra. 
 
3 – INDICADORES USADOS NESTE EXPERIMENTO 
Neste experimento, para a padronização do HCl (acidimetria), o VERMELHO DE METILA [(vermelho 
alaranjado) 4,4 > pH > 6,2 (amarelo)] foi o indicador de pH escolhido (ler maiores considerações no 
item 4 do Experimento n° 1). 
Na determinação das frações alcalinas serão usados dois indicadores: a FENOLFTALEÍNA [(incolor) 8,2 
> pH > 9,8 (rosa)] e o ALARANJADO DE METILA [(laranja) 3,1 > pH > 4,4 (amarelo)], conforme a 
explicação dada anteriormente neste capítulo. As suas estruturas encontram-se no item 4 do 
Experimento n° 2. 
 
 
4- EQUAÇÕES ENVOLVIDAS 
4.1 – Padronização da solução de HCl 0,1 mol/L 
Na2B4O7.10H2O+2HCl4H3BO3+2NaCl+5H2O 
 
4.2 - Determinação do teor de CO3
= e OH-: 
Na2CO3+BaCl2BaCO3(s)+2NaCl 
 branco 
NaOH+HClNaCl+H2O 
 
4.3 - Determinação do teor de CO3
= + HCO3
-: 
NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O 
 
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Na2CO3+BaCl2BaCO3(s)+2NaCl 
branco 
NaOH+HClH2O+NaCl 
 
5 - PARTE EXPERIMENTAL 
 
5.1 Padronização da solução de HCl 0,1 mol L-1 
a) Pipetar 25,00 mL de solução padrão bórax (Na2B4O7.10 H2O) 0,05000 mol L
-1 e transferir para 
um erlenmeyer de 250 mL. 
b) Adicionar 4-5 gotas de indicador vermelho de metila 0,1% (m/v), sabendo que a faixa de pH de 
mudança de cor do indicador vermelho de metila é: pH>6,2 (amarelo) – pH < 4,4 (vermelho 
alaranjado). A solução fica amarela. 
c) Lavar a bureta com mais ou menos 5 mL do ácido preparado. Enchê-la até 1 a 2 mL acima do 
traço do 0,00, abrir a torneira para completar toda a bureta com o ácido diluído preparado no 
item 4.1 e ajustar o volume em 0,00. (Sempre que usar a bureta deverá proceder como foi 
indicado). 
d) Colocar o erlenmeyer contendo a solução padrão (bórax) e o indicador sobre um fundo branco 
(folha de papel) e adicionar o ácido diluído, da bureta. Durante a adição do ácido, o frasco 
deve ser agitado constantemente, enquanto a outra mão controla a torneira da bureta. 
Próximo do ponto estequiométrico (próximo da viragem do indicador), lavar as paredes do 
erlenmeyer com água destilada (com auxílio de pissete) e continuar a titulação, 
cuidadosamente, adicionando o ácido, gota a gota, até obter a cor vermelha - alaranjada do 
indicador. 
e) Anotar o volume gasto de solução de HCl ( VP ) 
f) Determinar a concentração molar (mol L-1 ou mmol mL-1) da solução de HCl. 
 
5.2 - Determinação da alcalinidade total (CO3
= e -OH) da amostra 
 
5.2.1 - Determinação da alcalinidade referente à espécie alcalina –OH: 
a) Pipetar uma alíquota de 25,00mL de solução amostra alcalina para erlenmeyer de 250 mL, 
previamente lavado. 
b) Adicionar 10 mL de solução de BaCl2 10 %(m/v), com auxílio de proveta ou pipeta graduada. 
Haverá formação de um precipitado branco. Adicionar 4 gotas de indicador fenolftaleína 
0,1%(m/v). A solução fica rosa. 
 
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c) Titular com solução de HCl de concentração molar exata e conhecida (item 5.1.), gota a gota, 
até o desaparecimento da cor rosa. 
d) Anotar o volume gasto de HCl (V1). 
 
5.2.2 - Determinação da alcalinidade total (CO3
= + OH-) da amostra 
a) Pipetar 25,00mL de solução amostra alcalina para o erlenmeyer de 250mL. 
b) Adicionar 4-5 gotas de alaranjado de metila 0,1%(m/v). A solução fica amarela. 
c) Titular com solução de HCl de concentração molar exata e conhecida (item 5.1), gota a gota, 
até o aparecimento de cor laranja. 
d) Anotar o volume gasto de HCl (V2). 
e) Determinar a alcalinidade total em concentração molar. 
f) Determinar também a alcalinidade de NaOH e Na2CO3, separadamente, na mistura alcalina, 
em %(m/v) e concentração molar. 
 
5.3 - Determinação do teor de CO3
= e HCO3
- da amostra 
5.3.1 – Determinação da alcalinidade referente à espécie alcalina, HCO3
- 
a) Pipetar outra alíquota de 25,00mL de solução amostra alcalina para o erlenmeyer de 250mL. 
b) Adicionar 20,00mL de NaOH de concentração molar exata e conhecida (ver concentração exata 
com o professor) isenta de carbonato, com auxílio de uma pipeta volumétrica. 
c) Adicionar 10mL de solução de BaCl2 10%(m/v) , com auxílio de uma proveta ou pipeta 
graduada. Há formação de um precipitado branco. Acrescentar 4-5 gotas de fenolftaleína 
0,1%(m/v). A solução fica rosa. 
d) Titular com solução de HCl de concentração exata e conhecida (item 5.1) até o 
desaparecimento da cor rosa. 
e) Anotar o volume gasto de HCl (V3). 
 
5.3.2 – Determinação da alcalinidade total (CO3
= + HCO3
-) da amostra 
a) Pipetar 25,00mL de solução amostra alcalina para o erlenmeyerde 250mL. 
b) Adicionar 4-5 gotas de indicador alaranjado de metila 0,1 %(m/v). A solução fica amarela. 
c) Titular com solução de HCl de concentração exata e conhecida (item 5.1) até o aparecimento 
da cor laranja. 
d) Anotar o volume gasto de HCl (V4). 
e) Determinar a alcalinidade total em concentração molar na mistura alcalina. 
f) Determinar também a alcalinidade de Na2CO3 e NaHCO3, separadamente, na mistura alcalina, 
em %(m/v) e concentração molar. 
 
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6 - CÁLCULOS 
6.1. Padronização da solução 0,1 mol/L de HCl 
nHCl =2nBórax 
(MVP)HCl = 2 (MV)Bórax 
 
6.2 - Determinação do teor de carbonato e hidróxido 
6.2.1 Alcalinidade de NaOH 
nHCl=(MV1)HCl 
nHCl=nNaOH 
MNaOH=nNaOH /Valíquota 
 
6.2.2 Alcalinidade total 
nHCl=(MV2)HCl 
nHCl=nNaOH+2nNa2CO3=ntotal 
M Total=ntotal/Valíquota 
 
6.2.3- Alcalinidade de Na2CO3 
2nNa2CO3 =(ntotal-nNaOH) 
MNa2CO3=[MTotal-MNaOH]/2 
 
6.3 - Determinação do teor de carbonato e bicarbonato 
6.3.1 Alcalinidade de NaHCO3 
nOH(total)=(MV)NaOHad. 
nHCl =(MV3)HCl=nOH (excesso) 
nOH(total)=nOH(excesso)+nNaHCO3 
nNaHCO3 =nOH(total)-nOH (excesso) 
MNaHCO3= nNaHCO3/Valíquota 
 
6.3.2- Alcalinidade total 
nHCl=(MV4)HCl 
 
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nHCl=nNaHCO3+2nNa2CO3=ntotal 
M Total=ntotal/Valíquota 
 
6.3.3 - Alcalinidade de Na2CO3 
nNa2CO3=(ntotal-nNaOH)/2 
M Na2CO3=[MTotal-MNaHCO3]/2 
 
6.4 - Massa molar das espécies alcalinas envolvidas nos cálculos 
NaOH = 40 g/mol 
Na2CO3 = 106 g/mol 
NaHCO3 = 84 g/mol