6-L.R.C

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS – UFAL
 INSTITUTO DE QUÍMICA E BIOTECNOLOGIA - IQB
QUIMICA LICENCIATURA
VOLUMETRIA DE ÓXIDO-REDUÇÃO: DETERMINAÇÃO DE VITAMINA C EM FORMULAÇÕES FARMACÊUTICAS
Maceió, maio de 2012
	
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS – UFAL
 INSTITUTO DE QUÍMICA E BIOTECNOLOGIA - IQB
QUIMICA LICENCIATURA
VOLUMETRIA DE ÓXIDO-REDUÇÃO: DETERMINAÇÃO DE VITAMINA C EM FORMULAÇÕES FARMACÊUTICAS
 (Realizado em 04/05/2012)
Caroline Azevedo
Luana Mª Morais Dantas
Rossiel Aslan Soares de Lima
Relatório de aula prática apresentado ao Curso de Graduação em Química Licenciatura, do Instituto de Química e Biotecnologia, da Universidade Federal de Alagoas, como requisito para a obtenção parcial da nota da disciplina Química Analítica 2, lecionada pelo professor Elton Elias.
Maceió, maio de 2012
Introdução
Uma volumetria de oxidação-redução baseia-se em reações nas quais há transferência total ou parcial de elétrons entre as espécies oxidantes e redutoras, do analito e do titulante (HARRIS, 2007). Oxidante é toda espécie capaz de captar elétros e redutor toda a espécie capaz de cedê-los. As reações que envolvem perda e ganho de elétrons são denominadas reações de oxido-redução (VOGEL, 2002). 
Essa reação se aplica a espécies que apresentam diferentes estados de oxidação e é muito usada na volumetria de titulação para determinação de diversas espécies. 
As condições necessárias para que uma titulação por oxidação-redução ocorra devem obedecer os seguintes critérios: a reação entre o titulado e o titulante deve ser rápida (cinética) e completa; deve poder ser descrita através de uma reação química (equilíbrio); a solução do titulante deve ser estável, e a sua concentração deverá poder ser determinada com exatidão e por fim, deverão existir reagentes (indicadores) que permitam a detecção do ponto estequiométrico da titulação (VOGEL, 2002).
Para esse tipo de titulação, são usados soluções padrões de permanganato de potássio, iodo, dicromato de potássio, sais de cério (IV), iodato de potássio e bromato de potássio. 
O ácido ascórbico, conhecido também com vitamina C (figura 1) é um exemplo do uso de titulação de óxido redução com solução padrão de iodato de potássio e iodo como agente oxidante. A análise volumétrica na qual o iodo é empregado como titulante denomina-se iodimetria e por meio dela é possível determinar o teor de ácido presente em um comprimido utilizando amido como indicador para a formação de um complexo azul, sinalizando o ponto final da titulação (VOGEL, 2002; SKOOG et.al. 2006; HARRIS, 2007).
Este ácido apresenta C6H8O6 como fórmula molecular e 176,12 g/mol como massa molecular. É caracterizado como um pó fino cristalino branco ou ligeiramente amarelo, inodoro e de sabor ácido. É necessário para formação do colágeno, para o metabolismo de ácido fólico, fenilalanina, tirosina, ferro, histamina e para reparação de alguns tecidos corporais. A vitamina C é sintetizada por plantas e quase todos os animais (exceto o homem), primatas, alguns roedores e pássaros. Assim, esta deve adquiri-lá por meio da ingestão de frutas (LIMA et al, 2011).
Figura 1. Estrutura do àcido ascórbico (vitamina C).
 Toxicologia
H2SO4: Liquido oleoso, fortemente corrosivo, denso, incolor até castanho escuro dependendo do teor de pureza. tanto puro quanto em solução, mostra-se um produto extremamente corrosivo e deve ser manipulado com muito cuidado. Pôr ser miscível com água em quaisquer proporções, deve-se ter muito cuidado e atenção ao misturar acido sulfúrico e água, devido ao calor desenvolvido e formação de salpicos. (http://www.spumol.com.br/index.php?option=com_content&view=article&id=188:acido-sulfurico&catid=58:cosmeticos&Itemid=86).
KI: Possibilidade de sensibilização por inalação e em contato com a pele. Não respirar o pó.( http://www.cpact.embrapa.br/fispq/pdf/IodetodePotassio.pdf).
KIO3: Favorece a inflamação de matérias combustíveis (http://downloads.labsynth.com.br/fispq/FISPQ%20Iodato%20de%20Potassio.pdf, 2012).
Amido: Pode causar irritação aos olhos, pele e trato respiratório. Evitar o contato com os olhos, pele e roupas (http://siscom.ibama.gov.br/licenciamento_ambiental/Petroleo/BM-J 2/QGP%20BM-J-2%20EIA/QGP%20BM-J-2%20 %20ANEXOS/ITEM%20II.3/2263-00-EIA-0001-00-Anexo_II-3-E/FISPQ%20NBR%2014725%20-BR20189%20POLYSAL%20T_R.pdf)
Objetivos
Determinar a massa de vitamina C (ácido ascórbico) em amostra de comprimido farmacêutico através da titulação de óxido-redução.
Materiais e reagentes
Balão volumétrico de 500 mL;
Béquer de 200 mL;
Pipeta volumétrica de 10 mL;
Pipetas graduadas de 2 mL e 5 mL;
Erlenmeyers de 250 ml;
Bureta de 25,00 mL;
Solução de H2SO4 20 %;
Solução de KI 10 % (v/v);
Solução de KIO3 0,0020 mol/L;
Suspensão de amido 1% (m/v);
Comprimidos de vitamina C;
Pisseta com água destilada;
Garras e suporte universal;
Caneta;
Pera.
Metodologia
Preparo da Amostra
Inicialmente ambientaram-se as pipetas e a bureta;
Posteriormente pegou-se um comprimido de vitamina c (1g em ácido ascórbico) do produto farmacêutico, colocou-se em um béquer de 250 mL, onde se adicionou 100 mL de água e em seguida 1 ml de H2SO4 20% (v/v);
Aguardou-se a completa dissolução do comprimido;
Transferiu-se o conteúdo do béquer para um balão volumétrico de 500mL e completou-o com água destilada até o aferimento do volume.
Titulação da Amostra
Tomou-se uma alíquota de 10 mL da amostra e transferiu-se para três erlenmeyers de 250 mL (devidamente numerados de 1 a 3).
Em seguida, adicionou-se 10 mL de H2SO4 20% (v/v) e 1 mL de KI 10% (m/v) agitando-se em movimentos circulares.
Lavaram-se cuidadosamente as paredes dos erlenmeyers após a adição de todos os reagentes.
Titulou-se com solução de KIO3 0,0020 mol/L.
Após a adição de aproximadamente 15 mL do titulante, acrescentou-se 2 mL da solução de amido no erlenmeyer e continuou a titulação até que a coloração da amostra apresentasse mudança permanente.
Foram feitas tabelas para expressar os resultados obtidos.
Resultados e Discussão
1ª Análise: Volume de KIO3 = 18,8 mL
O volume de iodato de potássio utilizado na titulação foi calculado a partir da seguinte equação:
Vf de KIO3 (mL)= V(mL) de KIO3 consumidos – V(mL) do branco
Vf de KIO3 (mL)= 18,8 mL - 15mL= 3,8 mL
5KI + KIO3 + H2SO4 → 3I2 + 3K2SO4 + 3H2O
C6H8O6 + I2 C6H6O6 + H2O
M KIO3 = n KIO3 /V KIO3
n KIO3 =0,002× 0,0038
n KIO3 = 7,6 ×10-6 mol
	
Fazendo uma regra de três simples temos:
1 mol KIO3 _________ 3 mol de I2
7,6×10-6 mol _______ X
X=2,28×10-5 mol de I2
No ponto de equivalência o número de mols é o mesmo que o do ácido ascorbico. Em 10 mL de solução temos 2,28×10-5 mol de I2. Assim
C C6H8O6= n C6H8O6/ VC6H8O6
C C6H8O6= 2,28×10-5/0,01
 C C6H8O6 = 2,28×10-3 mol/L de ácido ascórbico (10 mL da solução problema).
A massa molar do ácido ascórbico é de 176g, assim:
1mol __________ 176g
2,28×10-5mol____X
X= 4,01×10-3g de ácido em 10mL da solução
	Por fim, para obter a massa de ácido ascórbico, fazemos:
10 mL _________ 4,01×10-3g
500 mL ________ X 
 X= 0,2 g
O mesmo calculo foi efetuado para os volumes da 2ª e 3ª análises, onde os resultados encontram-se na tabela abaixo:
Tabela 1. Massas de vitamina C obtidas na titulação de óxido-redução.
	Erlenmeyer
	Volume da Amostra (mL)
	Volume de KIO3 (mL)
	Vitamina C, g
	1
	10
	18,8
	0,2g
	2
	10
	18,6
	0,2g
	3
	10
	18,6
	0,2g
Ao diluir o comprimido de vitamina C em 500 mL a coloração apresentada foi amarelo-vivo como mostra figura 2. 
Figura 2. Solução diluída de vitamina C.
Depois ao iniciarmos a titulação com 10 mL da amostra (realizada em triplicata), sua coloração passou a ser amarelo pálido devido à adição de 10 mL de H2SO4 e 1 mL de KI (figura 3). Essa coloração permite melhor nitidez na visualização do ponto final da titulação e a partir disso pode-se começar a titular com o iodato de potássio. O KIO3 foititulado até a marca de 15 mL, e em seguida fora adicionado 1 mL de amido. Após isso continuou a adicionar o titulante visando à formação do complexo de coloração azul. 
Figura 3. Alíquota da solução problema usada na titulação.
A titulação de óxido-redução envolvendo a determinação de ácido ascórbico apresenta algumas dificuldades. Uma delas ocorre com o ácido ascórbico presente na amostra (solução mostrada na figura 2), onde este é facilmente oxidado pelo próprio oxigênio do ar, formando ácido deidroascórbico, como demostra a seguinte reação:
Diante disso, como o objetivo principal da análise é a determinação da massa do ácido ascórbico e não de sua forma oxidada, faz-se necessário o uso de um ácido forte na solução. A adição do H2SO4 na solução (alíquota de 10 mL) é importante para acidificar o meio, visto que em meio ácido o equilíbrio da reação de oxidação do ácido ascórbico a ácido deidroascórbico é deslocado no sentido de formação de vitamina C, diminuindo assim a oxidação da mesma pelo oxigênio, garantindo resultados mais precisos.
Entretanto apenas isso não garante a determinação eficaz de vitamina C, por isso usam-se agentes oxidantes, sendo que um dos mais simples é o iodo sendo capaz de oxidar substâncias fortemente redutoras (ácido ascórbico).
Contudo, o uso do iodo como titulante também apresenta dificuldades, tais como: perda de iodo por volatilização, necessidade de padronização da solução e realização da análise o mais rapidamente possível. A adicionar excesso de íons iodeto à solução de iodo, formando o triiodeto (reação 2), que também é um agente oxidante semelhande ao iodo (reação 3).
Na solução problema (alíquota de 10 mL), o iodo oriundo do KI (iodeto de potássio - 1 mL), sofre redução (reação 1).
I2 + 2e- 2I-
I2 + I- I3-
I3- + 2e- 3I
Assim, usando-se como titulante uma solução padrão de iodo contendo excesso de iodeto, a perda de iodo por volatilização decresce apreciavelmente. 
Outra alternativa é gerar o iodo durante a titulação. Isto é possível empregando-se como titulante uma solução padrão de iodato de potássio (padrão primário) em presença de excesso de iodeto (iodimetria). Esta solução é estável e libera iodo em presença de ácido forte:
IO3- + 5I- + 6H+ 3I2 + 3H2O
Além disso, o uso de H2SO4 garante a estabilidade da vitamina C, permitido que apenas o iodo a provoque sua oxidação.
O ponto final na iodimetria é detectado utilizando-se amido como indicador. A amilose (princínpio ativo do amido) reage com o iodo, em presença de iodeto, formando um complexo azul intenso (figura 4) e mostrado na reação a seguir:
amilose + I3- complexo azul escuro
 Na presença de amido, as moléculas de iodo formam cadeias de I6 dentro da amilose, produzindo a cor azul intensa (HARRIS, 2007).
Figura 4. Estrutura do complexo amido-iodo.
	Contudo o complexo não foi obtido durante a análise, resultando em uma solução marrom intenso. A adição de mais 1 mL de indicador não alterou a solução obtida (figura 5), mas era possível perceber rapidamente uma pequena coloração azul-marrom na mesma quando submetida à agitação.
 Figura 5. Solução obtida após titulação com o KIO3.
Podemos perceber na tabela 1, que as massas encontradas de vitamina C se encontram abaixo da massa especificada pelo fabricante correspondente a 1 g de ácido ascórbico. Diante disso, não houve a necessidade de fazer o tratamento de dados estatísticos, uma vez que o objetivo da análise experimental não foi alcançado.
Ao analisarmos esse fato, propomos algumas hipóteses para a possível explicação para esse fenômeno. 
Possivelmente o volume adicionado de KI (1mL) foi insuficiente para que ocorresse a reação que resultaria na formação do triiodeto. Diante disso, mesmo adicionando excesso de iodato a reação do iodo com o ácido ascórbico seria limitada pelo KI, resultando em uma pequena quantidade de ácido titulado. A coloração marrom obtida seria devido o corante amarelo presente na solução problema (figura 2) que em contato com a pequena quantidade de complexo formado de coloração azul, resultou na cor amarronzada. Ou até, o erro poderia esta associado a não continuidade da adição do iodato na amostra, que caso contrário poderia resultar na formação do complexo esperado. Ou ainda, a solução de amido utilizada talvez não tenha sido bem preparada ou está se encontrava fora do prazo de validade para a realização da prática experimental, uma vez que as suspensões aquosas de amido se decompõem em poucos dias, principalmente por causa da ação bacteriana e assim quando a titulação alcançou o ponto final, a coloração apresentada foi diferente da esperada. Talvez a alternativa mais simples seja preparar uma solução nova do indicador, o que requerem apenas alguns poucos minutos, no dia em que ela será utilizada (SKOOG et.al. 2006).
Conclusão
As reações de óxido-redução também se aplicam as titulações volumétricas na determinação de espécies que apresentam diferentes estados de oxidação. O uso de excesso de iodato de potássio como titulante e amido como indicador ilustra a utilização desse método para a determinação de massa de ácido ascórbico presente em um comprimido de vitamina C.
Contudo, a análise efetuada não foi possível a determinação plausível de massa presente no comprimido efervescente. Mas, mesmo assim a prática experimental proporcionou uma aprendizagem sobre o método empregado, bem como a formulação de possíveis hipóteses relacionadas ao erro obtido.
Referências Bibliográficas
Ácido Sulfúrico. Disponível em: http://www.spumol.com.br/index.php?option=com_content&view=article&id=188:acido-sulfurico&catid=58:cosmeticos&Itemid=86. Acesso em 15/05/12.
Amido. Disponível em: http://siscom.ibama.gov.br/licenciamento_ambiental/Petroleo/BM-J 2/QGP%20BM-J-2%20EIA/QGP%20BM-J-2%20 %20ANEXOS/ITEM%20II.3/2263-00-EIA-0001-00-Anexo_II-3-E/FISPQ%20NBR%2014725%20-BR20189%20POLYSAL%20T_R.pdf. Acesso em 15/05/12.
BACCAN, N. et al., Química Analítica Quantitativa Elementar, 3ª ed., São Paulo: Edgar Blucher, 2004.
HARRIS, D.C., Análise Química Quantitativa, 6ª Ed., LTC Editora, Rio de Janeiro, 2007. 
Iodato de Potássio. Disponível em: http://downloads.labsynth.com.br/fispq/FISPQ%20Iodato%20de%20Potassio.pdf, 2012. Acesso em 15/05/12.
Iodeto de Potássio. Disponível em: http://www.cpact.embrapa.br/fispq/pdf/IodetodePotassio.pdf. Acesso em 15/05/12.
LIMA, B.V.; VILELA, A. F.; ANDRADE, C. E. O. Avaliação Da Qualidade De Comprimidos De Ácido Ascórbico Comercializados Nas Farmácias De Timóteo – Mg. Farmácia & Ciência, v.2, p.01-09, ago./nov. 2011.
SKOOG, Douglas A.: et al. Fundamentos de Química analítica. 8ª ed. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2006.
VOGEL. Análise Química Quantitativa. 6ª ed., LTC – Livros Técnicos e Científicos,
Rio de Janeiro, 2002.
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+ 2H
+
 + 2e
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Ácido ascórbico
Ácido deidroascórbico