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1 Química Analítica QM4250 Laboratório Este material de distribuição gratuita é de uso da disciplina de Química analítica. Material disponível em: http://www.fei.edu.br/moodle Profa. Dra. Andreia de A. Morandim Gianetti Prof. Dr. Marcos Makoto Toyama Prof. Dr. Jesus Marcelo Pena São Bernardo do Campo 20 Semestre de 2018 C e n tr o U n iv e r s it á r io d a F E I D e p a r ta m e n to d e e n g e n h a r ia Q u ím ic a 2 PROGRAMA DA DISCIPLINA- QM4250 Profa. Andréia Morandim – Teoria – Segundas-feiras das 13:40 às 15:20 Prof. Marcos M.Toyama– Laboratório –Segundas e sextas das 15:30 às 17:10 (735) Terças das 09:10 às 12:40 (835) Prof. Jesus Marcelo Pena – Laboratório - Segundas e sextas das 15:30 às 17:10 (635) Teoria Data Tema ou atividade Data Tema ou atividade 06/08 Apresentação da disciplina e Equilíbrio químico. 01/10 Titulação redox. 13/08 Equilíbrio químico. 08/10 Titulação redox. 27/08 Equilíbrio químico. 15/10 Titulação complexométrica. 03/09 Introdução à titulação. 22/10 Titulação complexométrica . 10/09 Titulação ácido/base. 29/10 Titulação de precipitação. 05/11 Gravimetria. 12/11 Atividade complementar 3 Aulas de laboratório- segundas e sextas - QM4250 Data Atividade ou Experimento Data Atividade ou Experimento 06/08 Introdução. Medidas e erro. 15/09 Permanganometria 10/08 Manuseio de vidraria. 29/09 Determinação do teor de oxigênio em água oxigenada 13/08 Aferição de aparelhagem e preparo de soluções. 01/10 Determinação de Fe2O3 num minério. 17/08 Padronização de soluções. 05/10 Iodometria 20/08 Prova Prática 08/10 Determinação de vitamina C em suplemento. 24/08 Estatística aplicada à análise I 15/10 Determinação de Cálcio em leite Integral 27/08 Estatística aplicada à análise II 19/10 Determinação de Mg(OH)2 no leite de magnésia 31/08 Determinação de CH3COOH em vinagre 22/10 Determinação de Mg(OH)2 no leite de magnésia por complexometria 03/09 Determinação de AAS em comprimido 26/10 Argentometria 10/09 Determinação de Ni em ligas. 29/10 Discussão e Montagem do Cronograma para Projeto 12/09 Determinação de Ni em ligas 05/11 Projeto – análises 09/11 Projeto – análises 12/11 Entrega do Relatório Escrito e Apresentação das Tabelas Comparativas 4 Aulas de laboratório - Terças– QM4250 (turmas 835) Data Atividade ou Experimento Data Atividade ou Experimento 07/08 Introdução. Medidas e erro. 02/10 Determinação do teor de oxigênio em água oxigenada 07/08 Manuseio de vidraria. 02/10 Determinação de Fe2O3 num minério. 14/08 Aferição de aparelhagem e preparo de soluções. 09/10 Determinação de vitamina C em suplemento 14/08 Padronização de soluções. 09/10 Determinação de Cálcio em leite Integral 21/08 Prova Prática 23/10 Determinação de Mg(OH)2 no leite de magnésia 21/08 Estatística aplicada à análise I 23/10 Determinação de Mg(OH)2 no leite de magnésia por complexometria 28/08 Estatística aplicada à análise II 30/10 Argentometria 28/08 Determinação de CH3COOH em vinagre 30/10 Discussão e Montagem do Cronograma para Projeto 04/09 Determinação de AAS em comprimido 06/11 Projeto – análises 04/09 Determinação de Ni em ligas 13/11 Projeto – análises Entrega do Relatório Escrito e Apresentação das Tabelas Comparativas 11/09 Determinação de Ni em ligas 11/09 Permanganometria 5 Critério de Avaliação onde F é um fator atribuído à nota de laboratório (L): onde: R é a média dos relatórios, C um conceito atribuído ao trabalho em laboratório e PL a nota da prova prática de laboratório e Pr a nota do projeto de laboratório. O conceito de desempenho do aluno (Trabalho em laboratório) leva em conta os seguintes fatores: Ausência, durante o experimento, sem autorização prévia do professor; Falta de EPI (avental, óculos de segurança, calçado fechado, cabelo comprido preso, calças compridas e outros que se fizerem necessários); Ingerir quaisquer alimentos e/ou bebidas no interior do laboratório; Atender ou falar ao celular ou qualquer outro aparelho de comunicação durante o experimento; Negligência no manuseio de vidraria, reagentes e outros equipamentos de laboratório; Deixar o experimento inacabado; Distrair-se ou distrair os colegas com brincadeiras; Provocar acidentes por desatenção ou negligência; Desrespeitar os colegas, o professor ou o técnico responsável. Aproveitamento: 0,5. 3 2 21 F PP A Laboratório: 10 Pr25,15,15 PLCR L 6 O fator F é dado pelas seguintes faixas de notas de laboratório: L F 9,0-10,0 1,20 8,5-8,9 1,15 8,0-8,4 1,10 7,0-7,9 1,05 6,0-6,9 1,00 5,0-5,9 0,90 4,0-4,9 0,80 < 4,0 0,50 Nas aulas de laboratório, em atendimento às normas de segurança, é obrigatório o uso de avental (jaleco), calçado fechado, calça comprida e óculos de segurança, além das luvas de borracha, quando solicitado. É vedada a utilização nas provas de calculadoras ou de dispositivos eletrônicos com capacidade de armazenamento de texto. A única consulta permitida em prova é ao formulário oficial impresso na mesma, semelhante ao fornecido para as aulas. Na prova parcial P1 constarão da avaliação todos os tópicos lecionados até a data da mesma, indicados na relação de aulas fornecida nas páginas seguintes. Na prova P2 constarão todos os tópicos lecionados até a data da mesma, com ênfase nos tópicos lecionados entre as datas de P1 e P2. Para quaisquer substitutivas (P3, por exemplo), constarão da avaliação todos os tópicos lecionados durante o semestre. Bibliografia recomendada: Bibliografia Básica: BACCAN, N.; ANDRADE, J.C.; GODINHO, O.E.S.; BARONE, J.S. Química Analítica Quantitativa Elementar,3a ed. São Paulo: Edgard Blücher, 2003. HARRIS, D.C. Análise Química Quantitativa, 5ª ed. Rio de Janeiro:LTC, 2001. SKOOG, D.A.; WEST, D.M.; HOLLER, F.J.; CROUCH, S.R. Fundamentos de Química Analítica, 8ª ed. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2006. Bibliografia Complementar CHANG, R., GOLDSBY, K.A., SILVA, D.O., Química. 11ª ed., McGraw Hill – Artmed, 2013. ATKINS & JONES. Princípios de Química. 5ª ed. Bookman, 2012. HAGE, David S.; CARR, James D. Química analítica e análise quantitativa. São Paulo, SP: Pearson Education do Brasil, 2012 KOBAL JÚNIOR, João; SARTÓRIO, Lyrio. Química analítica qualitativa. 2. ed. São Paulo: Moderna, 1981. VOGEL, Arthur Israel. Química analítica qualitativa. 5. ed. São Paulo: Mestre Jou, 1981. 7 Noções de segurança no laboratório (Principais Normas) Sempre usar avental, de preferência de algodão (evitar tecido sintético ), com mangas longas e na altura dos joelhos, óculos de segurança, sapato fechado ou tênis e calça comprida. Não venham com roupas novas! Pessoas que tenham cabelos compridosdevem mantê-los presos enquanto estiverem no laboratório. É terminantemente proibido fumar, beber e comer no laboratório. jamais utilizar vidraria do laboratório para se alimentar. Um exemplo típico que não deve ocorrer em laboratórios. aquecer água para fazer café utilizando um béquer que já tenha sido utilizado em alguma experiência. Quando estiver trabalhando em um laboratório, você deve: localizar o lava-olhos e localizar o chuveiro de emergência. Em caso de acidente, por menor que o julgue, comunicar imediatamente o técnico ou o professor. Caso sinta odor de vazamento de gás, avisar imediatamente o professor responsável ou o técnico. Evitar passar a mão nos olhos ou à boca quando estiver no laboratório. Ao terminar, lavá- las adequadamente com água e sabão. Nunca correr dentro do laboratório. Movimentar-se com calma. Ao se retirar do laboratório, certificar-se de que todas as torneiras de gás e água estão fechadas, desligar todos os aparelhos, deixar seu material de bancada limpo e lavar as mãos. Utilizar sempre a capela ao manusear reagentes que exalam gases tóxicos. Nunca pipetar com a boca. Usar sempre a pera de borracha. Para sentir o odor de uma substância, não colocar seu rosto diretamente sobre o recipiente. Em vez disso, com sua mão, trazer um pouco do vapor para você. Não retornar reagentes aos frascos originais, mesmo que não tenham sido usados. Evite circular com eles pelo laboratório. Sempre adicionar ácido à água. Nunca adicionar água ao ácido. Não aquecer substâncias em recipientes totalmente fechados. Ao aquecer líquidos, colocar sempre pedras de ebulição. Manipular produtos corrosivos usando óculos de segurança e luvas de PVC. Sólidos e líquidos inflamáveis devem ser aquecidos apenas em mantas e chapas elétricas. Evite trabalhar próximos a chamas. Abrir os frascos o mais longe possível do rosto e evitar respirar naquele exato momento. Antes de usar reagentes que não conheça, consultar a bibliografia adequada e informar-se sobre como manuseá-los e descartá-los. Conhecer também a toxicidade das substâncias, bem como o que fazer em caso de um acidente. Existem handbooks de segurança para laboratório 8 onde é descrita toda informação necessária sobre a toxicidade dos reagentes. O livro Merck Index é uma ótima referência.. Não jogar solventes e sais de metais pesados ( Hg, Ag, Pb, Cr, etc.) na pia. Colocar sempre em frascos de resíduos devidamente identificados. Ao introduzir espátula, pipeta ou outro objeto qualquer nos frascos de reagentes, verificar se estes objetos estão limpos e secos. Cuidado ao aquecer recipientes de vidro diretamente na chama; sempre que possível, utilizar tripé e tela, luvas de amianto ou pinça de madeira, no caso de tubos. Sempre verificar a voltagem do equipamento ( 110/220 V ) antes de ligá-lo. Limpar sempre a bancada, principalmente quando deixar vazar qualquer substância química que possa causar danos ao experimento, a você e aos seus colegas. Equipamentos de proteção coletiva 1. Capela de uso geral: utilizada para os diversos tipos de análise que incluam o manuseio de substâncias químicas ou particuladas. 2. Chuveiro de emergência: quando ácidos, bases ou quaisquer outras substâncias tóxicas entrarem em contato com a pele do indivíduo. Sua localização deve permitir acesso fácil e rápido. 3. Lavador de olhos: quando ocorrerem respingos no rosto e nos olhos durante operações laboratoriais. Fazer a lavagem com os olhos bem abertos !. Equipamentos de proteção individual – EPI 1. Pipetadores mecânicos (peras de borracha) e automáticos: impedem que substâncias sejam ingeridas pelo indivíduo durante a pipetagem. 2. Avental ou Guarda-Pó: protege as roupas contra borrifos químicos ou biológicos e também proteção adicional ao corpo. Deve ser de algodão puro e cobrir completamente as roupas e ter mangas compridas. 3. Luvas de proteção: oferecem proteção contra queimaduras químicas, riscos biológicos, calor ou frio excessivos, mordidas e outros riscos físicos, além de fornecerem elevado grau de proteção contra dermatites. Devem ter as seguintes características: baixa permeabilidade, alta resistência e boa flexibilidade. 4. Óculos de segurança e protetores faciais: contra impacto, penetração de materiais estranhos, reagentes químicos, culturas microbianas, material biológico, emissão de fagulhas de vidro, emissão de vapores, ocorrência de refluxos, radiações. 5. Mantas contra-fogo: utilizadas em caso de incêndio. 9 6. Máscara de proteção respiratória: usada em operações que envolvem a geração de vapores tóxicos. Cuidados necessários em operações de rotina no laboratório Pesagem – Além da escolha da balança com precisão adequada de acordo com a massa a ser pesada, devem ser observados: o acerto do nível da balança, o ajuste do zero e a limpeza do prato da balança. Prevenindo correntes de ar: Um escudo contra correntes de ar é fundamental em uma balança analítica. Esses escudos são geralmente cubas de vidro removíveis, ou mais simplesmente, portas de vidro, que previnem o movimento dos pratos da balança que possam ser causados pela passagem de correntes de ar, o que iria certamente promover a flutuação da leitura da massa sendo pesada. Assim, protegendo-se o prato da balança com um escudo anticorrentes de ar pode-se obter uma única e constante leitura de uma massa. Algumas balanças possuem uma luz que acende quando ela está estabilizada. Frasco de pesagem: “nunca pese uma amostra diretamente sobre o prato da balança!“ Use um bequer, ou um frasco Erlenmeyer, dependendo das etapas subseqüentes do experimento que você se prepara para fazer. Pesando por Diferença: Pesar por diferença é um excelente método para a determinação da massa de um reagente. Se você vai utilizar uma balança eletrônica, existem dois métodos de pesagem por diferença: o manual e o automático. 10 Como elaborar um fluxograma Antes de entrar no laboratório para desenvolver qualquer trabalho, deve-se saber exatamente quais procedimentos deverão ser seguidos. Portanto, para que uma atividade experimental seja bem sucedida é necessário que se faça um planejamento. Uma das formas de facilitar a interpretação de um roteiro de experimento é representá-lo de forma diagramática como em um fluxograma. A seguir estão descritos os símbolos comumente usados para a montagem de um fluxograma. a) Os nomes, fórmulas e quantidades dos materiais iniciais (reagentes) são escritos em um retângulo colocado no começo do diagrama. A partir da base do retângulo traça-se uma linha vertical que chega até a fase operacional seguinte; b) A adição de um reagente aos materiais iniciais é indicada por meio de uma flecha perpendicular à linha vertical que une as duas fases do processo; c) Indica-se a retirada de uma porção da mistura da reação com uma flecha que parte da linha vertical. A porção separada ficará entre duas linhas horizontais paralelas; d) As operações realizadas na mistura reacional que não impliquem em separação de componentes devem ser representadas pela interrupção da linha vertical, por duas linhas horizontais paralelas. A descrição da operação fica compreendida no espaço entre duas linhas; e) Uma operação que implique na separação dos componentes da mistura é indicada traçandose uma linha horizontal no fim da linha vertical. O nome da operação é escrito entre parênteses, debaixo da linha horizontal. Os produtos resultantes de uma operação de separação são encerrados em retângulos, os quais são unidos por linhas verticais às extremidadesda linha horizontal; f) Os produtos resultantes de qualquer operação também são fechados em retângulos; Exemplo: 11 12 Aula 1. Manuseio de Vidraria VIDRARIA E EQUIPAMENTOS EM GERAL Boa parte do material de um laboratório de ciências naturais é de vidro em função da transparência e demais propriedades desse material, que variam conforme o tipo de vidro do qual é feito: Vidro comum – não podem ser aquecidos, pois não resistem a variações bruscas de temperatura. Possuem baixa resistência química e mecânica. São os que apresentam o menor custo. Vidro Pirex – é resistente ao choque térmico (tem baixo coeficiente de dilatação). Possui boa resistência química, suportando ácidos fortes, cloro, bromo e solventes orgânicos como benzeno e fenol. É atacado pelos ácidos fluorídrico e fosfórico concentrado e a quente e por soluções de bases fortes como soda cáustica e potassa cáustica. São os mais utilizados em laboratório, apesar do custo elevado. Vidro de quartzo fundido – muito resistente a variações bruscas de temperatura. Dificilmente fusível. Não apresenta desgaste químico. Somente é atacado por ácidos fluorídrico e fosfórico concentrado e a quente e por bases fortes em fusão. São translúcidos ou transparentes e os que apresentam maior custo. São inúmeras as atividades realizadas em um laboratório, dentre as quais podem ser citadas a pesagem de amostras sólidas e a dissolução destas, na preparação de soluções, a medição de volumes de líquidos, tais como ácidos e mesmo água na diluição e preparação de uma solução etc. Para cada caso, há a vidraria adequada. O conhecimento do uso de cada vidraria garantirá o sucesso na realização do trabalho experimental. A seguir estão ilustradas inúmeras vidrarias e outros instrumentos de laboratório, com respectivas funções: Béquer Bastão ou bagueta de vidro Erlenmeyer Balão Tubo de Ensaio 13 Béquer: Recipiente com ou sem graduação. Usado para dissolver amostras sólidas, que nele também poderão ser pesadas, com auxilio de uma balança. Também se destina ao aquecimento de líquidos, recristalização e realização de reações entre soluções etc. Baquetas ou bastões de vidro: Empregados para ajudar a dissolver sólidos na preparação de soluções. Quando um líquido é transferido de um recipiente para outro de boca pequena, os bastões de vidro também podem ser usados para auxiliar na transferência, colocando-se a ponta do bastão na entrada do recipiente que receberá o líquido e inclinando o outro recipiente sobre o bastão, tocando-o, de modo que o líquido escoa pelo bastão. Erlenmeyer: Frasco utilizado nas titulações (volumetrias). A titulação é uma técnica de análise química que visa descobrir a concentração de uma solução problema (titulado), usando uma solução de concentração conhecida (o titulante), contendo uma substância que reaja rapidamente com aquela presente na solução problema. Balões: Podem ser de fundo chato ou redondo. São usados para acondicionar soluções que serão submetidas à destilação ou para reações. Os balões de fundo redondo são adequados para encaixe em mantas aquecedoras, se o aquecimento for necessário, enquanto os de fundo chato vão para chapas que são planas ou bico de Bunsen, neste último caso, sendo posicionados sobre uma tela de amianto (que também é plana). Tudos de ensaio: Destina-se, principalmente, à realização de reações em pequena escala, onde a observação do fenômeno é o principal objetivo. Bureta Pipeta Pipeta Balão Funil de Provetas Volumétrica Graduada Volumétrico Separação 14 Bureta: Instrumento calibrado para medida precisa de volume de líquidos. Permite o escoamento de líquidos de forma controlada e é empregada nas titulações juntamente com o erlenmeyer. Ao se proceder a titulação, a solução titulante é, geralmente, transferida para a bureta e, no erlenmeyer, fica a solução a ser titulada juntamente com um indicador (substância que muda de cor com o término da reação, permitindo ao analista saber quando foi atingido o ponto final ou ponto de equivalência). Pipetas: Instrumentos calibrados para medidas precisas de volume. Usadas para a transferência de pequenas quantidades de líquidos. As pipetas volumétricas têm volume fixo enquanto que as graduadas permitem a transferência de volumes diferentes, que se mede através da escala existente em seu corpo. Balão volumétrico: Recipiente calibrado de precisão, utilizado no preparo de soluções de concentrações definidas. Ao se preparar uma solução aquosa, o sólido, previamente pesado, é dissolvido em um béquer, e essa solução inicial é transferida ao balão volumétrico. Funil de separação: Usado para separar líquidos imiscíveis entre si, tais como água e clorofórmio, hexano e metanol, éter de petróleo e etanol etc. Proveta: É usada para fazer medidas aproximadas de volumes. Não é adequada para preparar soluções quando o valor definido da concentração for um fator importante. Funil Funil Kitassato Condensadores Balão Suporte Simples Büchner Destilação Universal 15 Funil simples: Usado para separar sólido insolúvel de líquidos, pela força da gravidade. Dentro do funil é encaixado um pequeno papel de filtro adequado, sobre o qual a amostra será despejada. Funil de Büchner e Kitassato: Quando a mistura heterogênea contém um sólido finamente dividido, para acelerar a filtração, pode ser usado um sistema formado por um funil de Büchner posicionado sobre um kitassato (figura abaixo), e este ligado a uma bomba de vácuo. O vácuo forçará a passagem do líquido pelo papel de filtro, tornando a filtração mais rápida. Condensadores: Destina-se à condensação dos vapores formados no aquecimento de líquidos, nas destilações ou nas reações conduzidas com refluxo (refluxar é fazer o solvente retornar ao meio reacional continuamente). Balão de destilação: Usado para acondicionar a mistura líquida que deverá ser submetida a uma destilação simples. Suporte universal: Tem como finalidade fixar vidrarias, conexões, colunas de condensação e demais material que precisam ser bem fixados em diferentes alturas e posições. Garra Cadinho Espátula Pisseta Cápsula de Pêras Porcelana Garra: Prendedor da vidraria no suporte universal. 16 Cadinho: É empregado para levar amostras sólidas que serão calcinadas (queimadas em fornos do tipo mufla, em altas temperaturas). Espátula: Destina-se à transferência de sólidos dos seus frascos, para pesagem e preparação de soluções. Pisseta: Também denominado frasco lavador. É um dispositivo prático para auxiliar na limpeza de instrumentos ou vidraria em geral durante o seu uso na bancada, ou para completar volumes quando na aferição destes. Cápsula de porcelana: Usada no auxílio da evaporação de líquidos com fins de separar destes sólidos existentes. APLICAÇÕES E PROCEDIMENTOS CORRETOS NO USO DA VIDRARIA Como visto no item anterior,a vidraria para uso em laboratório é diversificada em função dos diferentes usos e aplicações requeridas nas atividades experimentais. Para cada ação no laboratório há o instrumento ou o frasco mais apropriado e o procedimento correto. Algumas ações corriqueiras realizadas em laboratório são: Ensaios químicos, nos quais se observa a reação química; Pesagem de sólidos; Dissolução de sólidos; Transferência de líquidos; Preparação de soluções com concentração definida; Separação de misturas heterogêneas sólido-líquido; Separação de misturas de líquidos imiscíveis; Análise volumétrica (quantitativa); Medidas de volume de líquidos em geral. Transferência De Líquidos: Alguns reagentes são líquidos e vêm concentrados e em frascos apropriados. Dois exemplos são: ácido clorídrico e ácido sulfúrico. Para preparar soluções com concentração conveniente (diluída), tomamos uma pequena quantidade do líquido desejado e dissolvemos em água. Diferentemente dos sólidos, o procedimento não envolve a pesagem do líquido, mas a transferência de um certo volume desse líquido, retirado do frasco de origem, para o recipiente apropriado (béquer, balão volumétrico etc.). Outras situações em que se realiza a transferência de líquidos são, por exemplo, o transporte de água destilada do destilador ou pote reservatório para algum recipiente. Isso pode ser feito em béqueres, provetas, balões etc. 17 dependendo da precisão requerida na medida de volume. Por exemplo, ninguém vai medir o volume de água em um béquer, quando a medida de volume deve ser muito precisa! Num processo de separação, talvez seja necessário retirar o líquido de uma mistura heterogênea, ou mesmo transferir um líquido de um frasco para outro. Nesses casos, costuma-se usar um bastão de vidro e sobre este o líquido é derramado, para facilitar a transposição. O uso da pipeta Para preparar uma solução diluída e de concentração definida, a partir de um líquido, devemos usar a pipeta. Há dois tipos básicos de pipetas: volumétrica e graduada. Uma pipeta volumétrica é usada para a transferência de um volume fixo de líquido, com precisão maior que as pipetas graduadas. Já a pipeta volumétrica, apesar de menos precisa que as graduadas, permite a transferência de volumes variáveis de líquido. Para succionar o líquido e encher a pipeta, devemos usar uma bomba manual, também conhecida como pêra. Nunca a boca! E não devemos pegar a pipeta de qualquer forma. O procedimento correto é o seguinte: seguramos a pipeta, próximo do orifício superior, empregando para isso o polegar e os três últimos dedos da mão (excluindo o indicador). Com o dedo indicador, fechamos o orifício superior, a fim de segurar o líquido que estiver em seu interior e impedindo que ele escorra em qualquer lugar. Se houver uma pêra conectada na pipeta, não será necessário fechar o orifício superior com o dedo indicador. O que não se deve fazer é fechar esse orifício com o dedo polegar. Titulação As titulações são amplamente utilizadas em química analítica para determinar ácidos, bases, oxidantes, redutores, íons metálicos, proteínas e muitas outras espécies. As titulações são baseadas em uma reação entre o analito (componente a ser determinado numa amostra) e um reagente padrão conhecido como titulante. A reação de estequiometria é conhecida e através dela o volume ou massa do titulante, é determinado e usado para obter a quantidade do analito. As vantagens da titulometria são diversas, motivo pelo qual estas ainda desempenham grande papel na química analítica moderna. Dentre tais vantagens estão a precisão (0,1 %); os métodos são relativamente baratos, com baixo custo unitário por determinação; tais métodos podem ser automatizados e, geralmente, empregados para calibrar ou validar análises de rotina feitas com instrumentos. As análises volumétricas são divididas em quatro grupos: volumetria de neutralização ou ácido-base, é um método de análise baseado na reação entre íons H3O+ (hidrônio) e OH – (hidroxila); volumetria de precipitação, baseia-se na formação de um composto pouco solúvel; volumetria de óxido-redução, quando numa reação 18 química ocorre transferência de elétrons; volumetria de complexação, quando existe a formação de complexos estáveis que servem como base para a titulação . Termos usados em titulometria volumétrica Termo Definição Solução Padrão Reagente de concentração conhecida que é usado para fazer uma análise volumétrica (titulante) Ponto de Equivalência Ponto teórico alcançado quando a quantidade adicionada de titulante é quimicamente equivalente a quantidade de analito na amostra Ponto Final Ponto onde se pode determinar o fim da reação, ocorre uma alteração física associada à condição geralmente a mudança de coloração por ação de um indicador, formação de um complexo ou uma precipitação Indicadores Substância adicionada ao analito para se obter uma alteração física visível, modificação de coloração 19 Aula 2. Aferição de Aparelhagem e preparo de solução aquosa de ácido clorídrico 1. Aferição de um balão volumétrico de 50,00 mL Determine a massa de um balão volumétrico de 50,00 mL limpo e seco. Complete com água destilada até o traço da referência e determine a massa do sistema. Anote a temperatura do ar e da água. A partir dos dados experimentais, corrija a massa de água devido ao empuxo e calcule o volume correspondente de água na temperatura determinada. Determine o fator de correção para o volume do balão. O mesmo procedimento é válido para outros aparatos volumétricos, como bureta, pipeta e pipeta volumétrica. 1.2. Cálculos A massa corrigida para a água é dada por: onde m é a massa corrigida (para o vácuo), da a densidade do ar tabelada para a temperatura de trabalho 1 (tar), dp (8g/cm3) a densidade dos pesos de calibração e d a densidade da água na temperatura de trabalho 2 (tágua). O cálculo do volume correspondente de água é dado pela densidade na temperatura de trabalho 2 (tabelada). Calcule o fator de correção para o volume lido no balão. 2. Preparação de uma solução aquosa de ácido clorídrico Em uma proveta de 250 mL, coloque um volume suficiente de uma solução em estoque de HCl (aq), a fim de determinar a densidade da mesma com o auxílio de um densímetro. A partir da densidade medida, calcular o volume necessário para a preparação de 500,0 mL de uma solução de concentração 0,100 mol L-1, por meio da comparação dos valores de densidade relativa com a concentração. Com o auxílio de uma microbureta, transfira o volume de solução necessário para o balão volumétrico. Complete com água destilada até o traço da referência. A concentração correta desta solução será determinada na próxima aula de laboratório. d d d d m m a p a 1 1´ 20 2.1 Cálculos A tabela da densidade relativa de solução de ácido clorídrico em função da concentração está dada abaixo. Tabela 1. Relação entre concentração e densidade relativa do ácido clorídrico (extraído de Morita e Assumpção - Manual de soluções, reagentes e solventes) 15 4d [HCl] / mol L-1 wHCl / % / g L-1 15 4d [HCl] / mol L-1 wHCl / % / g L-1 1,005 0,32 1,15 12 1,100 6,03 20,01 220 1,010 0,60 2,14 22 1,110 6,66 21,92 243 1,015 0,88 3,12 32 1,120 7,32 23,82 267 1,020 1,15 4,13 42 1,130 7,97 25,75 291 1,030 1,73 6,15 63 1,140 8,6327,66 315 1,040 2,33 8,16 85 1,150 9,32 29,57 340 1,050 2,93 10,17 107 1,160 10,02 31,52 366 1,055 3,23 11,18 118 1,170 10,72 33,46 391 1,060 3,53 12,16 129 1,175 11,08 34,42 404 1,070 4,17 14,17 152 1,180 11,47 35,39 418 1,080 4,77 16,15 174 1,190 12,13 37,23 443 1,090 5,40 18,11 197 1,200 12,87 39,11 469 Uma vez determinada a densidade e a sua correlação com a concentração inicial de solução, a partir do volume e da concentração finais de HCl (aq), calcular o volume necessário a ser transferido para o balão volumétrico. 21 Aula 3. Volumetria de Neutralização – Padronização de solução aquosa de ácido clorídrico com padrão primário Em um erlenmeyer limpo e seco de 250 mL, coloque aproximadamente 0,2 g de padrão primário de carbonato de sódio (Na2CO3), suficiente para neutralizar cerca de 40 mL de solução aquosa de ácido clorídrico 0,1 mol L-1. Adicione cerca de 50 mL de água para a dissolução do sal e a esta adicione 3 gotas de solução aquosa de alaranjado de metila a 0,1%. Titular com a solução aquosa 0,1 mol L-1 de ácido clorídrico (bureta), prosseguindo até que a solução contida no erlenmeyer mude de cor. Aqueça a solução para eliminar o CO2 residual originado na reação. Deixe resfriar até a temperatura ambiente. É possível que em alguns casos seja notado que há um retorno à cor original da solução. Se necessário, acrescente mais algumas gotas de solução ácida até que a cor do indicador torne a mudar. Anote o volume de titulante consumido. Calcule a concentração correta da solução de ácido. As análises deverão ser realizadas em duplicata. Cálculos Calcular a concentração correta de ácido clorídrico para as duas medidas realizadas Relatório 1 Para o relatório, discuta os dados das experiências 1 e 2 e responda: a) O que é e para que serve o padrão primário? b) Qual a razão da escolha do indicador usado na experiência 2? Apresentar uma breve descrição do procedimento experimental, a tabela de resultados, as conclusões e a bibliografia (não esqueça de colocar as páginas consultadas). 22 Aula 4. Estatística Aplicada à Análise Métodos Analíticos: a) Clássicos: gravimetria, volumetria; b) Ópticos: Espectroscopia de Emissão, Espectroscopia de Absorção, Turbidimetria, Nefelometria, Polarimetria e Refratometria; c) Eletroanalíticos: Potenciometria, Condutimetria, Polarografia, Amperometria, Coulometria; d) Diversos: Espectrometria de Massa, Condutividade Térmica, Radioquímica Análise Química: a) Qualitativa: revela a identidade dos elementos e compostos na amostra b) Quantitativa: indica a quantidade de cada substância na amostra Os passos de uma análise química são: Definição do problema; Escolha do método (pesquisa); Amostragem; Pré-tratamento da amostra; Avaliação (análise estatística dos resultados); Ação: o que fazer com o resultado Teoria dos Erros Quando realizamos diferentes medidas, os resultados obtidos diferirão, em maior ou menor extensão, do valor verdadeiro, de uma parte, e também entre si. Por isso devemos considerar alguns conceitos importantes: EXATIDÃO: fidelidade = concordância entre o valor obtido e o valor verdadeiro; PRECISÃO: reprodutibilidade = concordância entre si de uma série de medidas da mesma qualidade. Exemplo: 23 Toda medida possui uma incerteza associada, chamada de erro experimental. Pode haver alto ou baixo grau de confiança, nunca certeza absoluta. Os erros experimentais são classificados em: ERROS SISTEMÁTICOS: reprodutível, passível de correção. Normalmente estão relacionados ao método analítico, com a capacidade técnica do analista, com imperfeições e limitações do equipamento, etc. ERROS ALEATÓREOS: não controlado, não pode ser corrigido. Não se consegue prever nem eliminar tais erros mas podemos minimizar seus efeitos através de um tratamento estatístico dos dados experimentais. Estatística: Populações, Amostras e Distribuições População: qualquer coleção de indivíduos ou valores, finita ou infinita. Amostra: uma parte da população, normalmente selecionada com o objetivo de se fazer inferências acerca da população. Amostragem aleatória: processo de seleção da amostra em que cada membro da população tem a mesma probabilidade de ser escolhido. Quando temos uma amostra muito grande, dividimos os resultados em intervalos menores e calculamos a frequência relativa correspondente a este intervalo e podemos representar o resultado através de um histograma. 24 As características do histograma são representadas por grandezasa estatísticas que recebem o nome de média aritmética (ou simplesmente média) e desvio padrão. Média Aritmética:localização de um conjunto de dados (tendência central) Desvio Individual: dá a medida do espalhamento. Variância Amostral: média dos quadrados dos desvios. Desvio Padrão Amostral: raiz quadrada da variância amostral. Temos então: 25 Para amostras (número pequeno de medidas) a média e desvio padrão são representados por e S respectivamente, enquanto que para populações (número grande de medidas) são representados por μ e σ. Lei da Distribuição Normal Grande parte dos sistemas reais possui uma distribuição de valores chamada de distribuição normal. A probabilidade de um valor se encontrar num dado intervalo é: Graficamente: x 2 2 2 )( 2 1 )2( 1 )( x edxxf 26 Distribuição Normal padrão (média=0 e variância=1) Graficamente: A probabilidade de que o valor de uma variável aleatória x, de densidade de probabilidade f(x) seja observada no intervalo [a,b] é: Não é necessário o cálculo de cada integral. Existem tabelas que podem ser consultadas. Para isto, é necessário padronizar a variável aleatória x, obtendo uma nova variável z (admensional): 2 2 1 2 )2( 1 )( x exf b a dxxfbxaPbxaP )()()( 6826,0)()( dxxfxP 9973,0)()33( 3 3 dxxfxP s xxx z dzedzzf z 2 2 1 2 )2( 1 )( 27 O valor numérico de z representa o afastamento do valor de x em relação à média populacional μ (medidos em desvios padrão). Assim temos: Se z = 2 o valor de x está dois desvios padrão acima da média. A probabilidade de z se encontrar num intervalo [a,b] é dada pela área da curva de distribuição normal, externas ao intervalo [a,b]. Por exemplo, qual a probabilidade de z estar no intervalo [0; 2,17]? E qual a qual a probabilidade de z estar no intervalo [-1; 2,]? A partir de uma dada observação podemos estabelecer um intervalo de confiança para a média populacional, dada por: z corresponde ao ponto da distribuição no nível de confiança desejado (tabelado): Distribuição Normal PadrãoDistribuição Normal Padrão z (0 2,17) ?P Z (0 2,17) 0,4850P Z 0 0 , 0 2 0 , 0 4 0 , 0 6 0 , 0 8 0 , 1 0 , 1 2 0 , 1 4 0 5 1 0 1 5 2 0- +0 z (0 )P Z z Zxi . Distribuição Normal Padrão (Exemplos) ( 1 2) ?P Z ( 1 2) 0,4772 0,3413 0,8185P Z = + 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10,12 0,14 0 5 10 15 20- +0 2-1 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0 5 10 15 20- +0 1 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0 5 10 15 20- +0 2 0,4772 0,3413 zxzx ii N z x 28 Tabela Nível de Confiança: Nível de Confiança (%) Z 50 0,67 68 1,00 80 1,29 90 1,64 95 1,96 99 2,58 99,7 3,00 99,9 3,29 Teste t-Student Se não conheço o valor do desvio-padrão populacional, utilizamos uma nova variável t: com limite de confiança de Se desejo comparar o valor de médias de dois grupos de dados 1 e 2 e verificar se são estatisticamente diferentes, devo calcular o valor de t, onde onde Sg é o desvio-padrão agrupado de 1 e 2 . Se t calculado > t tabelado então os resultados são estatisticamente diferentes Teste F Se desejo comparar o valor das variâncias e verificar se são estatisticamente diferentes, devo realizar o teste F: Se F calculado > F tabelado então os resultados são estatisticamente diferentes Tabelas As tabelas utilizadas para os cálculos se encontram disponíveis no Apêndice 1. s x t N ts x 2 )1()1( 21 2 2 21 2 1 21 2121 NN NsNs s NN NN s xx t g g calculado 2 2 2 1 s s F 29 Aplicação – Exercícios 1) Você recebeu no laboratório um frasco de uma solução aquosa de NaOH cujo rótulo consta: “w = 53,4 ( 0,4) %; = 1,52 ( 0,01) g/mL”. a) qual o volume desta solução necessária para a preparação de 2,000 L de NaOH (aq) 0,169 mol/L? b) a incerteza na transferência é de 0,01 mL - calcule a incerteza absoluta da concentração molar (0,169 mol/L). Considere desprezíveis as incertezas na massa molar e no volume final (2,000 L). 2) A razão do número de átomos dos isótopos 69Ga e 71Ga em amostras de fontes diferentes foi medida em um esforço para se entenderem as diferenças nos valores determinados do peso atômico do gálio. Os resultados para oito amostras foi o seguinte: Amostra 69Ga/71Ga Amostra 69Ga/71Ga 1 1,52660 5 1,52894 2 1,52974 6 1,52804 3 1,52592 7 1,52685 4 1,52731 8 1,52793 Determine: a) média aritmética; b) desvio padrão c) variância 3) A porcentagem de um aditivo na gasolina foi medida seis vezes com os seguintes resultados: 0,13; 0,12; 0,16; 0,17; 0,20; 0,11%. Encontre os intervalos de 95 e 99% de confiança para a porcentagem do aditivo. 4) O teor de titânio Ti (% em massa) de cinco amostras diferentes de minério (cada uma com teor de Ti diferente) foi medido por 2 métodos diferentes. Amostra Dados do método 1 Dados do método 2 A 0,0134 0,0135 B 0,0144 0,0156 C 0,0126 0,0137 D 0,0125 0,0137 E 0,0137 0,0136 30 As duas técnicas analíticas dão resultados que são significativamente diferentes no nível de confiança 95%? 5) Hidrocarbonetos no interior de um automóvel foram medidos durante viagens de São Bernardo a Santos na rodovia Anchieta e no interior dos túneis da rodovia do Imigrantes em dias de congestionamento. As concentrações totais ( desvios-padrão) de m-xileno e p-xileno foram: Anchieta: 31,4 30,0µg/m3 (32 medidas) Túnel: 52,9 29,8µg/m3 (32 medidas) Esses resultados diferem no nível de confiança de 95%? E no nível de confiança de 99%? Gabarito 1) 16,7mL e (0,169 0,02) 2) Teste do Ga: a) 1,52767 b) 0,00126 c) 1,59x10-6 3) 95%: 0,148 0,036 99%: 0,148 0,0564 4) Como t calc= 1,316 < ttab=2,306 (GL=8) não há diferença significativa 5) A diferença é significativa para os dois níveis de confiança (95%: t calc= 2,876 > ttab=2,000 e 99%: t calc= 2,876 > ttab=2,660) 31 Aula 5. Determinação da porcentagem de ácido acético numa amostra 5.1. Padronização de solução aquosa de hidróxido de sódio Transfere-se um volume de 25,00 mL (exatos) de solução aquosa de HCl e adicionam-se 3 gotas de solução de indicador (alaranjado de metila ou fenolftaleína). Titular com a solução aquosa de NaOH de concentração conhecida prosseguindo até que a solução contida no erlenmeyer mude de cor. Anote o volume de titulante consumido. 5.2. Cálculos Com o volume de base consumido durante a reação e calcule a concentração da solução básica, a ser usada no próximo ensaio. 5.3. Determinação da porcentagem de ácido acético numa solução Pipeta-se um volume de 10,00 mL de vinagre para um erlenmeyer de 250 mL previamente pesado. Pesa-se o conjunto e adicionam-se 3 gotas de solução de indicador fenolftaleína. Titular com a solução aquosa de hidróxido de sódio de concentração conhecida, obtida no item 1, prosseguindo até que a solução contida no erlenmeyer mude de cor. Anote o volume de titulante consumido. 5.4. Cálculos – parte II Com o volume de base consumido durante a reação e a sua concentração correta, calcule a quantidade de matéria de hidróxido e a de ácido acético. Pela massa molar de ácido acético, calcule a massa do mesmo e a sua porcentagem na massa total da amostra inicial. Relatório 2 Apresentar uma breve descrição do procedimento experimental, a tabela de resultados, as conclusões e a bibliografia (não esqueça de colocar as páginas consultadas). 32 Aula 6. Determinação de ácido acetil salicílico (AAS) em medicamento Pesa-se cerca de 0,2 g de 1 comprimido de medicamento, previamente triturado num almofariz, adiciona-se 60,00 mL de NaOH de concentração conhecida e aquece-se a mistura dissolução total do material. Resfria-se a solução resultante, adiciona-se indicador fenolftaleína e titula-se com HCl. A partir do volume gasto, determina-se o excesso de NaOH e a massa de AAS no comprimido, portanto, a porcentagem em massa de AAS no comprimido. Cálculos As análises devem ser realizadas em duplicata. Calcular a media e o desvio padrão. Comparar os resultados com o valor especificado no rótulo e calcular o erro. Relatório 3 Apresentar uma breve descrição do procedimento experimental, a tabela de resultados, as conclusões e a bibliografia (não esqueça de colocar as páginas consultadas). 33 Aula 7. Determinação de Níquel em ligas metálicas Pesa-se cerca de 0,2 g de uma amostra de raspas de aço previamente tratada, adiciona-se 50,00 mL de HCl 6 mol/L e aquece-se a brandamente a mistura. Adiciona-se 10 mL de HNO3 e ferve-se a até a dissolução da liga. Resfria-se a solução resultante, adiciona-se 200 mL de água destilada e 7 g de ácido cítrico e agita-se. Adicionar solução de NH4OH (1:1) até a neutralização, verificando o pH com papel indicador. Adiciona-se um excesso de 1 mL de NH4OH e solução de HCl até o pH se tornar ligeiramente ácido. Aquecer novamente a solução a 80°C e adicionar solução alcoólica de dimetilglioxima (DMG) a 1%, adicionar NH4OH até o meio se tornar básico novamente e deixar sedimentar por 1 h. Filtrar, lavar o precipitado obtido com água e testar até verificar que a água de lavagem está livre de cloretos com AgNO3. Secar em estufa durante 4 h a 110°C e pesar o precipitado ao final. 7.1. Cálculos Determinar a porcentagem de níquel na amostra. 7.2. Relatório 4 Apresentar uma breve descrição do procedimento experimental, a tabela deresultados, as conclusões e a bibliografia. 34 Aula 8. Determinação do ácido fosfórico (H3PO4). 8.1. Processo 1 Pipeta-se um volume de 50,00 mL de uma solução de ácido fosfórico 0,1 mol/L para um erlenmeyer de 250 mL e adicionam-se 3 gotas de solução de indicador fenolftaleína. Titular com a solução aquosa de hidróxido de sódio de concentração conhecida, prosseguindo até que a solução contida no erlenmeyer mude de cor. Anote o volume de titulante consumido. 8.2. Processo 2 Pipeta-se um volume de 50,00 mL de uma solução de ácido fosfórico 0,1 mol/L para um erlenmeyer de 250 mL e adicionam-se 50 mL de água destilada e 6 gotas de solução de indicador alaranjado de metila. Titular com a solução aquosa de hidróxido de sódio de concentração conhecida, obtida na experiência anterior, prosseguindo até que a solução contida no erlenmeyer mude de cor. Anote o volume de titulante consumido. 8.3. Cálculos Com o volume de base consumido durante a reação e a sua concentração correta, calcule a quantidade de matéria de hidróxido e a de ácido fosfórico. Calcule a concentração média em mol/L da solução de ácido fosfórico e o desvio padrão. 8.4. Relatório 5 Para o relatório, além dos dados do experimento responda: a) Há alguma diferença entre os processos 1 e 2 de titulação do ácido fosfórico, a partir dos dados experimentais? Apresentar uma breve descrição do procedimento experimental, a tabela de resultados, as conclusões e a bibliografia. 35 Aula 9. Permanganometria 9.1. Padronização de solução aquosa de KMnO4 com padrão primário Preparar 1,0 L de uma solução aquosa de KMnO4 de concentração 0,02 mol L-1. Calcule a massa necessária para tal. Com precisão de 0,1 mg, pesar entre 0,2500 g e 0,3000 g de oxalato de sódio puro e seco. Dissolver em 50 mL de água destilada. Adicionar 30 mL de solução aquosa de ácido sulfúrico 1 mol L-1 e aquecer entre 80 e 90C. Titular com solução aquosa de KMnO4, a quente, adicionando-a gota a gota e sob agitação constante, até o aparecimento de coloração rósea persistente por cerca de 20 s. A temperatura final do sistema deve estar acima de 60C quando atingir o ponto final da titulação. Anote o volume de titulante consumido. 9.2. Cálculos A partir da massa de oxalato de sódio, calcule a quantidade de matéria (mol). Pela relação estequiométrica, calcule a quantidade de matéria de permanganato de potássio e com o volume consumido, a concentração em quantidade de matéria (mol L-1) da solução. 9.3. Relatório 6 Apresentar uma breve descrição do procedimento experimental, a tabela de resultados, as conclusões e a bibliografia. 36 Aula 10. Determinação de teor de oxigênio em água oxigenada Pipeta-se 1,00 mL de solução de água oxigenada a 10 volumes e adicione 5 mL de solução aquosa de ácido sulfúrico 3M. Titular o produto com solução aquosa de permanganato de potássio, sob agitação constante, até que o mesmo passe a apresentar coloração rósea persistente por 30 segundos. Anotar o volume consumido na titulação. 10.1. Cálculos Pela estequiometria da reação, determinar a porcentagem em massa de peróxido de hidrogênio na água oxigenada. Calcule o volume de oxigênio liberado nas CNTP por mL de água oxigenada e compare com o rótulo 10.2. Relatório 7 Apresentar uma breve descrição do procedimento experimental, a tabela de resultados, as conclusões e a bibliografia. 37 Aula 11. Determinação de Fe2O3 num minério Com precisão de 0,1 mg, pesar entre 0,2500 g e 0,3000 g de minério de ferro (hematita) num erlenmeyer de 500 mL. Adicionar 30 mL de solução aquosa de HCl 6 mol L-1 e aquecer de forma branda até o ataque completo do material (um aquecimento mais enérgico leva à passivação do minério, não havendo ataque pelo ácido). Concentrar a solução por evaporação. Quando esta estiver fervendo, adicionar gota a gota, solução de SnCl2 (150 g L-1) até o desaparecimento da cor amarelada. Acrescentar um excesso de 2 gotas. Resfriar externamente o frasco em água corrente, diluir até aproximadamente 10 mL com água destilada e acrescentar 10 mL de solução saturada de HgCl2. Caso apareça um precipitado cinzento, despreze o ensaio. Aguardar alguns minutos. Diluir com 100 mL de água destilada. Adicionar 20 mL de solução de Zimmermann-Reinhardt e titular a frio, vagarosamente, com solução de KMnO4, cuja concentração foi determinada no experimento anterior, até o aparecimento de cor rósea persistente por 20 segundos. Anotar o volume de titulante consumido. 11.1. Cálculos A partir do cálculo da quantidade de matéria (mol) de permanganato de potássio, calcule a quantidade de matéria de ferro presente na amostra. Determine a massa de ferro e a porcentagem de ferro na mistura original. 11.2. Relatório 8 Apresentar uma breve descrição do procedimento experimental, a tabela de resultados, as conclusões e a bibliografia. 38 Aula 12. Iodometria – padronização do tiossulfato de sódio Preparar 100,0 mL de uma solução de tiossulfato de sódio 0,10 mol/L. Em um béquer pese a massa necessária de tiossulfato de sódio para a preparação da solução e transfira para o balão volumétrico. Pese em outro béquer cerca de 0,01 g de carbonato de sódio e transfira para o balão volumétrico. Adicione 2 gotas de clorofórmio, em seguida e acerte o menisco do balão e homogeneíze a solução. Coloque a solução de tiossulfato de sódio numa bureta de 25 mL previamente limpa e pré-lavada com a própria solução. Em três erlenmeyer rotulados coloque: 10 mL de H2SO4 1 mol/L (medidos em proveta) e 10,0 mL (com pipeta volumétrica) da solução padrão de KIO3 0,53 g L-1 e agite para homogeneizar. Em seguida, adicione 0,5 g de KI no primeiro erlenmeyer (pese em um papel de filtro e transfira diretamente), agite para homogeneizar e inicie a adição do titulante até a solução ficar quase incolor. Nesse ponto, adicione aproximadamente 50 mL de água e 2 mL da solução indicadora de amido e continue a titulação até o desaparecimento da coloração azul. Anote o volume.Proceder da mesma forma os demais erlenmeyer. 12.1 Cálculos Calcular a média dos volumes e, baseado na estequiometria das reações envolvidas, determinar a concentração molar da solução de tiossulfato de sódio. 12.2 Relatório 9 Apresentar uma breve descrição do procedimento experimental, a tabela de resultados, as conclusões e a bibliografia. 39 Aula 13. Determinação da vitamina C (ácido ascórbico) em suplento vitamínico Pese 1 comprimido de suplemento vitamínico e dissolva-o em 100 mL de água. Acrescente, na ordem: 80 mL de H2SO4 (aq) 3 mol/L; 4 mL de KI (aq) a 10%; e 4 mL de amido (aq) a 2%. Titular com solução aquosa de KIO3 (aq) de concentração conhecida. Calcular a massa de ácido ascórbico no comprimido e comparar com os dados do rótulo. 13.1. Cálculos Calcular a massa de ácido ascórbico no comprimido e comparar com os dados do rótulo. 13.2. Relatório 10 Apresentar uma breve descrição do procedimento experimental, a tabela de resultados, as conclusões e a bibliografia.40 Aula 14. Determinação da quantidade de cálcio no leite integral por meio de titulação complexométrica Transfere-se um volume de 10,00 mL (exatos) de amostra de leite integral e acrescenta-se mais 50,00 mL de água destilada. Depois disso, colocar 15,00 mL de solução tampão NH4OH/NH4Cl e uma “ponta’ de espátula de Negro de Eriocromo T. Titular com solução de EDTA 0,02 mol/L até que a solução contida no erlenmeyer mude de cor. Anote o volume de titulante consumido. Repita o procedimento mais duas vezes (dados serão em triplicata). 14.1. Cálculos Calcule o teor de cálcio (mg/mL) e compare com o valor encontrado na embalagem. Calcule também o desvio padrão e o erro. 14.2. Relatório 11 Apresentar uma breve descrição do procedimento experimental, a tabela de resultados, as conclusões e a bibliografia. 41 Aula 15. Determinação de Mg(OH)2 no leite de magnésia Agitar vigorosamente o frasco de leite de magnésia. Pesar imediatamente, com o auxílio de um conta gotas, não mais que 0,4 g da amostra. Adicionar exatamente 25 mL de solução padrão de HCl 0,1 mol/L e agitar com bastão até dissolver completamente a amostra. Usando no máximo 25 mL de água, transferir quantitativamente a amostra para um erlenmeyer de 125 mL. Adicionar 3 gotas de fenolftaleína ou vermelho de metila e titular com solução padrão de NaOH 0,1 mol/L. Repetir o procedimento pelo menos mais duas vezes. 15.1. Cálculos A partir dos resultados, calcular a concentração de hidróxido de magnésia contido no leite de magnésia analisado (em % m/m) e comparar com o especificado no rótulo do produto, calcular o erro baseado nas informações presentes. As análises devem ser realizadas em triplicata. Calcular a media, o desvio e o erro. 15.2. Relatório 12 Apresentar uma breve descrição do procedimento experimental, a tabela de resultados, as conclusões e a bibliografia. 42 Aula 16. Determinação de Mg(OH)2 no leite de magnésia por complexometria Agitar vigorosamente o frasco de leite de magnésia. Pesar imediatamente, com o auxílio de um conta gotas, não mais que 0,4 g da amostra. Adicionar algumas gotas de HCl concentrado (apenas o necessário para completa dissolução, aproximadamente 1 a 2 gotas). Adicione com o auxílio de uma proveta 25 mL de água. Adicionar 2 mL de solução tampão NH4OH/NH4Cl pH 10. Colocar uma pequena quantidade do indicador Ério T (uma ponta de espátula). Titular com solução de EDTA 0,02 mol L-1 até que a cor da solução mude de vinho para azul. Repetir o procedimento pelo menos duas vezes. 16.1. Cálculos A partir dos resultados, calcular a concentração de hidróxido de magnésia contido no leite de magnésia analisado (em % m/m) e comparar com o especificado no rótulo do produto, calcular o erro baseado nas informações presentes. As análises devem ser realizadas em triplicata. Calcular a media, o desvio e o erro. 16.2. Relatório 13 Apresentar uma breve descrição do procedimento experimental, a tabela de resultados, as conclusões e a bibliografia. 43 Aula 17. Argentometria 17.1. Determinação da concentração de uma solução aquosa de AgNO3 Preparar 500 mL de solução 0,1 mol L-1 de AgNO3, pesando a massa de sal correspondente, a ser dissolvido em água destilada. A solução deve ser guardada em frasco escuro e ao abrigo da luz. Pesar num erlenmeyer de 250 mL uma massa de 0,1450 a 0,1475 g de NaCl P.A. previamente aquecido em estufa. Dissolver em 50 mL de água destilada, adicionar 1 mL de solução aquosa de cromato de potássio e uma pequena quantidade de CaCO3 (uma ponta de espátula). Agitar. Titular, sob agitação constante, com a solução de nitrato de prata preparada, até aparecimento da cor branca (parda) persistente na solução. Anotar o volume consumido. Realizar uma prova em branco, sem adição de NaCl. Anotar o volume de titulante consumido. O volume de solução de nitrato de prata consumido na reação com o cloreto é dado pela diferença dos dois volumes (determinação menos o branco). 17.2. Cálculos Determinar a concentração da solução problema. 17.3. Relatório 14 Apresentar uma breve descrição do procedimento experimental, a tabela de resultados, as conclusões e a bibliografia. 44 Apêndice 1 45 46
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