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Universidade do Sul de Santa Catarina Data: 30/10/18 Volumetria de Precipitação Alexandra Petry (IC)1, Daniela Borges Gonçalves (IC)2, Kelly Cristina Caetano (IC)3, Tatiane Silva de Oliveira (IC)4, Vinícios Pinheiro Fernandes (IC)5, Daiana Cardoso de Oliveira (PS)6 Palavras chave: argentimetria antitussígeno, indicadores de adsorção. Introdução A titulação de precipitação é um método de titulação no qual a reação de um titulante com uma amostra produz precipitados insolúveis. Este método costuma ser realizado adicionando-se volumes conhecidos de uma solução contendo um agente de precipitação até que mais nenhum precipitado seja formado (HAGE, CARR, 2012). Nas titulações com formação de fase sólida, um dos reagentes mais comuns é o nitrato de prata. Nesses casos, quando se utiliza 𝐴𝑔𝑁𝑂3, como reagente padrão, denomina-se de argentimetria. A volumetria de precipitação é aplicada, principalmente, na determinação de haletos e de alguns íons metálicos (LIMA, NEVES, 2015). A argentimetria compreende diferentes métodos, que podem ser classificados conforme a titulação seja direta ou indireta. Nos métodos diretos, a solução que contém a substância a determinar é titulada com solução padrão de nitrato de prata ao ponto de equivalência. O ponto final pode ser identificado de várias maneiras: adição de nitrato de prata até que não mais se observe a formação de precipitado ou mudança de coloração de um indicador. Os métodos usuais da argentimetria com titulação direta fazem uso de indicadores para localizar o ponto final (OHLWEILER, 1981). A diferença entre o ponto final e o ponto de equivalência é o inevitável erro de titulação. Pela escolha de uma propriedade física apropriada cuja mudança é facilmente observada é possível o ponto final ser muito próximo ao ponto de equivalência. É também usualmente possível estimar o erro de titulação com uma titulação em branco, na qual o mesmo procedimento é executado sem amostra (HARRIS, 2001). Para Vogel (2002), certos indicadores são adsorvidos no ponto de equivalência e se modificam, produzindo uma nova cor. As condições necessárias para que um indicador de adsorção funcione corretamente são rigorosas. O precipitado deve separar-se idealmente como colóide. Deve-se evitar a coagulação tanto quanto possível. A solução titulante deve estar no pH adequado para que o indicador esteja predominantemente na forma iônica. Finalmente, as titulações devem ser conduzidas sob luz difusa. Como resultado, a aplicação dos indicadores de adsorção é bastante limitada. Para Baccan et al (2001), baseados nos diferentes tipos de indicadores disponíveis, existem três métodos distintos para a determinação volumétrica de cloreto com íons de prata: i.Formação de um sólido colorido, como no método de Mohr; ii.Formação de um complexo solúvel, como no método de Volhard; iii.Mudança de cor associada com adsorção de um indicador sobre a superfície de um sólido, como no método de Fajans. A titulação de Fajans é feita na presença de um indicador de adsorção. O coloide formado na reação entre os íons prata e cloreto forma camadas elétricas, devido às cargas de cada um dos íons que formam o precipitado na sua estrutura e essas cargas facultam a adsorção eletrostática após o PE. Como possuem cores diferentes, tanto quando livres ou quando adsorvidas no precipitado coloidal, indicam o ponto final experimental (PF) da titulação. A eosina e a diclorofluoresceína são indicadores comumente utilizados em titulações de Fajans. A eosina não é bem adsorvida em cloretos, mas em brometos, iodetos e tiocianetos, sim (MÊRCE, 2012). O método de Mohr detecta o ponto final em uma titulação argentométrica por meio da reação de, um precipitado vermelho. Esse produto se forma quando há um excesso de de 𝐴𝑔+ em solução, como ocorre após o ponto de equivalência para a titulação de (HAGE, CARR, 2012). O termo “sal”, na linguagem comum, refere-se ao sal de cozinha. Em geral, considera- se que o sal de cozinha é o cloreto de sódio (NaCl). No entanto, sabe-se que o sal de cozinha não é 100 % cloreto de sódio e contém outras substâncias em sua constituição, como o iodeto de potássio (KI). Além disso, contém ferrocianeto de sódio ((que é fabricado com uma série de fórmulas, algumas não estequiométricas), que são responsáveis pela diminuição da umidade do produto e evitam que o sal empedre (MACHADO, MORTIMER, 2013). Antitussígenos, também chamados antitússicos, são agentes que ajudam a reduzir a frequência da tosse. A tosse é um reflexo fisiológico de proteção, parcialmente sob o controle voluntário, e sua função é expelir substâncias irritantes ou excesso de secrecies do Universidade do Sul de Santa Catarina Data: 30/10/18 trato respiratório. Os antitussígenos podem agir elevando o limiar do centro da tosse ou por reduzir o número de impulsos transmitidos ao centro da tosse por receptores periféricos; alguns antitussígenos podem agir por ambos os mecanismos (KOROLKOVAS, BURCKHALTER, 1988). Por consequinte, o experimento tem por objetivo determinar a quantidade de NaCl presente em uma amostra de sal de cozinha pelo método de Mohr; determinar a quantidade de iodeto de potássio em uma amostra de xarope(antitussígeno) pelo método de Fajans e comparar os valores obtidos com os valores esperados para cada amostra. Materiais e Métodos Foram utilizados todos os materiais contidos na tabela 1 junto com os reagentes da tabela 2. Tabela 1: Materiais utilizados. Materiais Capacidade Quantidade Agitador magnético --- 1 Balança analítica --- 1 Bastão de vidro --- 1 Béquer 100 mL 1 Béquer 50 mL 2 Bureta 50 mL 1 Erlenmeyer 250 mL 6 Espátula --- 1 Pêra de sucção --- 1 Pipeta volumétrica 1 mL 1 Pipeta volumétrica 10 mL 1 Pipeta volumétrica 25 mL 1 Proveta 50 mL 1 Tabela 2: Reagentes utilizados. Reagentes Quantidade Ácido clorídrico ~3 gotas Ácido nítrico (HNO3) 0,01M 50 mL Água destilada Incerta Amostra de xarope 15 mL Cloreto de sódio (NaCl) 0,585 g Cromato de Potássio (K2CrO4) 1 mL Dextrina 5% em água(p/v) 15 mL Eosina 0,1% em álcool 70% (p/v) 15 mL Nitrato de Prata 1M 4,25 g Sal de Cozinha 0,585 g I. Preparação e padronização de solução 0,1M de AgNO3 Fez-se os cálculos e então pesou-se 4,25 g de nitrato de prata para preparar a solução de 250 mL. Calculou-se e pesou-se 0,585g de uma amostra de NaCl previamente seco na concentração de 0,1 mol/L para um volume de solução de 100 mL. Pipetou-se 20 mL desta solução e transferiu-se para erlenmeyer de 250 mL. Adicionou-se 1 mL de solução de K2CrO4 5% e titulou-se até o aparecimento da coloração marrom tijolo. Anotou-se o volume gasto e repetiu- se o procedimento mais duas vezes. Fez-se também a prova em branco. II. Aplicação da Solução de AgNO3 padronizado a) Determinação do NaCl no sal de cozinha Realizou-se o cálculo para a massa do sal de cozinha, então pesou-se para um volume de 100 mL. Pipetou-se 20 mL da solução do sal e transferiu-se para um erlenmeyer de 250 mL, adicionou-se água deionizada e 1 mL de K2CrO4. Titulou-se com a solução padrão de AgNO3 até atingir a coloração de tijolo. Repetiu-se o procedimento mais duas vezes. b) Análise de iodeto de potássio em xarope Pipetou-se 5 mL da amostra de xarope e transferiu-se para um erlenmeyer de 250 mL, adicionou-se 5 mL de HNO3 0,01M, 2 mL de eosina e 5 mL de dextrina. Titulou-se com a solução padrão de AgNO3até atingir a coloração rosa. Repetiu-se o procedimento mais duas vezes. Fez- se a prova em branco. Resultados e Discussões A padronização da solução de nitrato de prata é realizada através do princípio da volumetria de precipitação e pelo método de Mohr que se baseia em titular o nitrato de prata com a solução-padrão de cloreto de sódio (padrão primário), usando solução de cromato de potássio como indicador. (VOGEL,2002). Universidade do Sul de Santa Catarina Data: 30/10/18 A padronização foi realizada em triplicata, na primeira titulação foram gastos 21.4 mL, já na segunda foram gastos 21.8 mL, e na terceira titulação da triplicata, 21,6 mL foram suficientes para alcançar o ponto de equivalência. Foi realizada a prova em branco, afim de determinar o volume de AgNO3 requerido para formar o precipitado, foram gastos na titulação 0,4 mL. Subtraiu-se o volume da prova em branco de cada um dos volumes gastos de AgNO3, então calculou-se a concentração de AgNO3. Fez-se os seguintes cálculos para a padronização do nitrato de prata com o cloreto de sódio: 𝐴𝑔𝑁𝑂3 + 𝑁𝑎𝐶𝑙 ↔ 𝐴𝑔𝐶𝑙 ↓ 𝑁𝑎𝑁𝑂3 𝐴𝑔𝐶𝑙 ↓ +𝐾2𝐶𝑟𝑂4 ↔ 𝐴𝑔2𝐶𝑟𝑂4 ↓ +𝐶𝑙𝐾2 𝑀1×𝑉1 = 𝑀2×𝑉2 0,1 × 20 = M2 × (21,4 -0,4) 𝑀2= 0,095 mol/L 𝑀1×𝑉1 = 𝑀2×𝑉2 0,1 × 20 = M2 × (21,8-0,4) M2= 0,093 mol/L 𝑀1×𝑉1 = 𝑀2×𝑉2 0,1 × 20 = M2 × (21,6-0,4) M2= 0,094 mol/L Média: 0,094 − + 1x10-3 Tabela 3: Dados da equipe obtidos na padronização de AgNO3. NaCl Vol. (AgNO3) Vol. (branco) Vol. (final) AgNO3 0,585g 20,4 mL 0,4 mL 21,0 mL 0,095 mol/L 0,585g 20,8 mL 0,4 mL 21,4 mL 0,093 mol/L 0,585g 20,6 mL 0,4 mL 21,2 mL 0,094 mol/L Média: 0,094 mol/L − + 1x10-3 Para a determinação do teor de cloreto de sódio no sal de cozinha, foram usados o método de Mohr. O nitrato de prata reage primeiro com o cloreto de sódio formando um precipitado branco (𝐴𝑔𝑁𝑂3). Quando todo o NaCl acaba (reage totalmente), o nitrato de prata começa a reagir com o cromato de potássio que é usado como indicador, que forma um precipitado avermelhado indicando o fim da titulação. As titulações da determinação do teor de cloreto de sódio no sal de cozinha foram realizadas em triplicadas, e foi usado como titulante a solução de nitrato de prata padronizada anteriormente. Foram gastos na primeira titulação 20 mL, na segunda 20,4 mL, e na terceira titulação 20,3 mL, foram suficientes para alcançar o ponto de equivalência. O volume da prova em branco foi 0,4mL. Fez-se os seguintes cálculos para determinar o teor de NaCl no sal de cozinha: Volume gasto – volume em branco 20 mL – 0,4 mL = 19,6 mL 20,4 mL - 0,4 mL = 20 mL 20,3 mL – 0,4 mL = 19.9 mL M1×V1=M2×V2 M1 × 20 = 0,0926 × 19,6 M1=0,091 mol/L M1×V1=M2×V2 M1 × 20 = 0,0926 × 20 M1=0,093 mol/L M1×V1=M2×V2 M1 × 20 = 0,0926 × 19,9 M1=0,092 mol/L Média: 0,092 − + 1x10-3 𝑀 = 𝑚𝑜𝑙 ×V(L) 𝑚 0,091 = 58,5 ×0.1 𝑚 m = 0,532 g 0,585 --------- 100% 0,532 ------- X X = 90,94% 0,093 = 58,5 ×0.1 𝑚 m = 0,544 g 0,585 --------- 100% 0,544 ------- X X = 92,99% 0,092 = 58,5 ×0.1 𝑚 m = 0,538 g 0,585 --------- 100% 0,538 ------- X X = 90,94% Média: 91,62% − + 1,18 Segundo Inmetro, o cloreto de sódio é principal constituinte do sal de cozinha com uma porcentagem acima de 99%. A porcentagem dos dados obtidos pela equipe foi de 91,62%, ou seja, está 7,38% abaixo do permitido. Tabela 4: Determinação de NaCl no sal de cozinha. Massa de Sal Volume (branco) Volume (titulação) % NaCl 1 0,585g 0,4 mL 20,0 mL 90,94% Universidade do Sul de Santa Catarina Data: 30/10/18 2 0,585g 0,4 mL 20,4 mL 92,99% 3 0,585g 0,4 mL 20,3 mL 90,94% Média: 91,62% − + 1,18 Através do método de Fajans que se utiliza um indicador de absorção. Indicadores de absorção são normalmente corantes aniônicos, os quais são atraídos para partículas carregadas positivamente produzidas imediatamente após o ponto de equivalência, a absorsao do corante carregado negativamente na superfície do precipitado positivamente muda a cor do corante. A mudança de cor indica o ponto final da titulação. (HARRIS, 2001) A titulação da solução de, 0,1 mol/𝐿−1, com xarope foi realizada em triplicatas, na primeira titulação foram gastos 5,9 mL, na segunda 6,1 mL, e na terceira titulação foram suficientes 5,9 mL, para alcançar o ponto de equivalência. Novamente foi feito a prova em branco e o valor obtido foi de 0,2 mL, Fez-se os seguintes cálculos para determinar a quantidade de iodeto de potássio presente no xarope: 𝐴𝑔𝑁𝑂3 + 𝐾𝐼 = 𝐴𝑔𝐼 + 𝐾𝑁𝑂3 Volume gasto – volume em branco 5,9 mL – 0,2 mL = 5,7 mL 6,1 mL - 0,2 mL = 5,9 mL 5,9 mL – 0,2 mL = 5,7 mL N 𝐴𝑔𝑁𝑂3, = M × V N 𝐴𝑔𝑁𝑂3 = 0,094 × 5,7×10 −3 N 𝐴𝑔𝑁𝑂3 = 5,358×10 −4 N 𝐴𝑔𝑁𝑂3, = M × V N 𝐴𝑔𝑁𝑂3 = 0,094 × 5,9×10 −3 N 𝐴𝑔𝑁𝑂3 = 5,546×10 −4 N 𝐴𝑔𝑁𝑂3, = M × V N 𝐴𝑔𝑁𝑂3 = 0,094 × 5,7×10 −3 N 𝐴𝑔𝑁𝑂3 = 5,358×10 −4 Média: 5,421×10−4 − + 1,085x10-5 N = 𝑚 𝑚𝑜𝑙 5,358×10−4 = 𝑚 166 m = 0,0889 g 0,0889 ------- 5 mL X --------- 100 ML X = 1,78 % 5,546×10−4 = 𝑚 166 m = 0,0920 g 0,0920 ------- 5 mL X --------- 100 ML X = 1,84 % Média: 1,8% − + 0,035 Segundo a Anvisa, um a amostra de 100 mL contém 2% de iodeto de potássio no xarope. A porcentagem dos dados obtidos pela equipe foi de 1,8%, ou seja, está 0,2% abaixo do permitido. Tabela 5: Determinação de Iodeto de Potássio em xarope. Alíquota Volume (branco) Volume (titulação) Mg KI/mL 1 5 mL 0,2 mL 5,9 mL 1,78 % 2 5 mL 0,2 mL 6,1 mL 1,84 % 3 5 mL 0,2 mL 5,9 mL 1,78 % Média: 1,8% − + 0,035 Conclusões Através da volumetria de precipitação pode-se analisar os dois principais métodos argentimétricos utilizando os indicadores específicos para cada reação. O objetivo da prática era determinar pelo método de Mohr o teor de NaCl em sal comercial, onde foi obtido alto grau de pureza chegando a 91,62%, se aproximando significativamente dos resultados teóricos, com uma pequena margem de erro em relação ao tipo de água usada na prova em branco. Pelo método de Fajans calculou-se a concentração do Iodeto de Potássio no Xarope Elixir 914, no qual a análise apresentou 1,8% de KI chegando muito próxima da porcentagem permitida pela Anvisa. Portanto, a formação do composto colorido indicou o ponto final da titulação no primeiro método e a mudança de coloração pela adsorção do indicador na solução mostrou o ponto final no segundo método. Referências ANVISA – Resolução de diretoria colegiada – RDC N°107 de 5 de setembro de 2016. Disponível em: http://portal.anvisa.gov.br/documents/10181/2971 718/RDC_107_2016_.pdf/0ce4bfd4-4e5c-4b71- 89d9-ea7918b1069c. Acesso em 30/10/18BACCAN, N.; ANDRADE, J. C. de; GODINHO, O. E. S.; BARONE, J. S. Química analítica quantitativa elementar. 3 ed. São Paulo: Editora Edgard Blücher Ltda, 2001. HAGE, D. S.; CARR, J. D. Química analítica e análise quantitativa. 1 ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2012. Universidade do Sul de Santa Catarina Data: 30/10/18 HARRIS, D. C. Análise química quantitativa. 5 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2001. INMETRO - Sal para consumo humano. Disponível em: http://www.inmetro.gov.br/consumidor/produtos/s al2.asp#normas. Acesso em 30/10/18 KOROLKOVAS A; BURCKHALTER, J. H. Química farmacêutica. São Paulo: Guanabara Koogan, 1988. LIMA, K. M. G. de; NEVES, L. S. das. Princípios de química analítica quantitativa. 1ed. Rio de Janeiro: Interciência, 2015. MACHADO, A. H.; MORTIMER, E. F. Química: ensino médio. 2 ed. São Paulo: Scipione, 2013. MENDHAM, J.; DENNEY, R. C. ; BARNES, J. D.; THOMAS, M. J. K. VOGEL. Análise Química Quantitativa. 6 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002. MERCÊ, A. L. R. Iniciação à química analítica quantitativa não instrumental. Curitiba: InterSaberes, 2012. OHLWEILER,O. A. Química analítica quantitativa. 3 ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1981. . VOGEL. Análise Química Quantitativa. 6ª edição. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora S.A, 2002 Universidade do Sul de Santa Catarina Data: 30/10/18
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