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I - INTRODUÇÃO Volumetria de precipitação: tipo de análise volumétrica baseada em uma reação de formação de composto pouco solúvel (reação de precipitação). A titulometria de precipitação é uma das mais antigas técnicas analíticas. Porém, poucas reações de precipitação são rápidas o suficiente para serem utilizadas em titulometria. Isto limita o número de substâncias que podem ser determinadas por titulometria de precipitação. Ag+ + Cl- AgCl(s) (reação de precipitação) O agente de precipitação mais utilizado em titulometria é o nitrato de prata (AgNO3). A técnica titulométrica que utiliza este reagente é chamada de argentimetria. As principais substâncias que podem ser determinadas por argentimetria são os haletos (F-, Cl-, Br-, I-), pseudo-haletos (SCN-, CN-, CNO-), mercaptanas, ácidos graxos, II – CURVA DE TITULAÇÃO 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Volume de AgNO3 (mL) p A g REGIÃO DE EXCESSO DE HALETO REGIÃO DE EXCESSO DE AgNO3 VOLUME DE EQUIVALÊNCIA = VE PE CURVA DE TITULAÇÃO de 50 mL de uma solução de Cl- 0,01 mol/L c/ uma solução de AgNO3 0,02 mol/L (Kps = 1,8 x 10 -10) II – CURVA DE TITULAÇÃO Volume de titulante Região Cálculo do potencial VT = 0 Início pAg é indeterminado 0 < VT < VE Excesso de haleto VT = VE Ponto de equivalência VT > VE Excesso de AgNO3 AgX AgEAg VV VVM X )( ][ ][ ][ X K Ag ps psKAg ][ Em todos os casos, lembrar que: ]log[ AgpAg AgX EAgAg VV VVM Ag )( ][ II – CURVA DE TITULAÇÃO EXEMPLO: Considerando a titulação de 50,0 mL de uma solução 0,05 M de iodeto, com uma solução 0,1 M de AgNO3, calcule o valor de pAg para o titulado, quando: a) VAg = 10 mL b) VAg = 25 mL c) VAg = 35 mL Dado: Kps = 8,3 x 10 -17 para o AgI EXERCÍCIO: Considerando a titulação de 100,0 mL de uma solução 0,02 M de brometo de potássio, com uma solução 0,04 M de AgNO3, calcule o valor de pAg para o titulado, quando: a) VAg = 20 mL b) VAg = 50 mL c) VAg = 75 mL Dado: Kps = 5,2 x 10 -13 para o AgBr II – CURVAS DE TITULAÇÃO – Efeito do valor de Kps Exemplo: Titulação de diferentes ânions com AgNO3. Para cada curva, 50,0 mL de uma solução 0,01 M do ânion foi titulada com uma solução 0,02 M de AgNO3 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Volume de AgNO3 (mL) pA g I- Cl- Br- IO3 - BrO3 - Kps = 8,3 x 10 -17 Kps = 5,2 x 10 -13 Kps = 1,8 x 10 -10 Kps = 3,0 x 10 -8 Kps = 5,7 x 10 -5 A variação de pAg no ponto de equivalência torna-se maior quando o produto de solubilidade diminui. II – CURVAS DE TITULAÇÃO – Efeito da concentração dos reagentes Exemplo: Efeito da concentração dos reagentes na forma das curvas de titulação de precipitação. Curva A: 50,0 mL de NaCl 0,0500 M titulado com AgNO3 0,1000 M; Curva B: 50,0 mL de NaCl 0,0050 M titulado com AgNO3 0,0100 M A variação de pAg no ponto de equivalência torna-se menor quando a concentração dos reagentes diminui. III – TITULAÇÃO DE MISTURAS DE ÂNIONS Quando titulamos uma mistura de dois íons, o precipitado menos solúvel será formado primeiro. Caso os dois produtos de solubilidade sejam suficientemente diferentes, a primeira titulação estará quase completa antes da segunda precipitação começar. Curvas de titulação de 50,0 mL de uma solução contendo uma mistura constituída de 0,080 M de Cl- e 0,050 M de I - ou Br -, com AgNO3 0,100 M. IV – PONTOS FINAIS EM TITULOMETRIA DE PRECIPITAÇÃO Existem, basicamente, três formas de detecção do ponto final em titulometria de precipitação com nitrato de prata: a) Através de indicadores (método químico). b) Utilizando um eletrodo de prata e um eletrodo de referência adequado (método potenciométrico). c) Medindo-se a corrente gerada entre dois microeletrodos de prata (método amperométrico). V – MÉTODO DE MOHR O método de Mohr foi descrito em 1865 por K. F. Mohr, farmacêutico alemão que desenvolveu vários trabalhos pioneiros em titulometria. No método de Mohr, o íon cromato (CrO4 2-) é usado como indicador na determinação argentimétrica de cloretos, brometos e cianetos. O cromato reage com a prata para formar um precipitado vermelho-tijolo de cromato de prata (Ag2CrO4) próximo ao ponto de equivalência. Reações: Ag+(aq) + Cl - (aq) AgCl(s) (reação de titulação) Ag+(aq) + CrO4 2- (aq) Ag2CrO4(s) (reação do indicador) Precipitado branco (Kps = 1,82 x 10 -10) Precipitado vermelho-tijolo (Kps = 1,2 x 10 -12) Obs.: o método de Mohr requer que a solução titulada esteja a um pH entre 7 e 10, devido ao fato do ácido crômico ser um ácido fraco. VI – MÉTODO DE FAJANS O método de Fajans foi descrito em 1926 pelo químico polonês K. Fajans. O método de Fajans baseia-se na utilização de indicadores de adsorção para a detecção do ponto final. INDICADORES DE ADSORÇÃO: são compostos orgânicos que tendem a se adsorver na superfície do sólido em uma titulação de precipitação, mudando de coloração e alterando a coloração do sólido. Ag+ Ag+ Ag+ Cl-Cl- Cl- Cl- Cl - Cl- Cl- Cl- Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Cl-Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- In- Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag + Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ In- Ag+ Ag+ Ag+ Cl- Cl- Cl- Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Cl-Cl- Cl- Cl- Cl- Ag+ In- In- In- In- In- In- In- ANTES DO P.E. (EXCESSO DE Cl-) APÓS O P.E. (EXCESSO DE Ag+) VI – MÉTODO DE FAJANS Os indicadores de adsorção são geralmente corantes aniônicos, os quais são atraídos para a superfície das partículas carregadas positivamente produzidas imediatamente após o ponto de equivalência. EXEMPLOS DE INDICADORES DE ADSORÇÃO: O OO COO- O OO COO- BrBr Br Br O OO COO- Cl Cl Fluoresceína Diclorofluoresceína Tetrabromofluoresceína (eosina) VI – MÉTODO DE FAJANS CARACTERÍSTICAS DO MÉTODO DE FAJANS: - A adsorção dos indicadores é reversível. - As titulações são rápidas, exatas e precisas. - O método pode ser aplicado a algumas poucas reações formação de precipitados coloidais suficientemente rápidas. VII – MÉTODO DE VOLHARD O método de Volhard foi descrito em 1874 pelo químico alemão Jacob Volhard. No método de Volhard, os íons prata são titulados com uma solução padrão de íon tiocianato: Ag+(aq) + SCN - (aq) AgSCN(s) (reação de titulação) O íon Fe3+ serve como indicador. A solução torna-se vermelha após a adição de um pequeno excesso de íon tiocianato : Fe3+(aq) + SCN - (aq) Fe(SCN) 2+ (s) (reação do indicador) Solução Vermelha VII – MÉTODO DE VOLHARD Obs. 01: A mais importante aplicação do método de Volhard é na determinação indireta de haletos: Adiciona-se um excesso de uma solução-padrão de nitrato de prata à amostra contendo o analito. O excesso de íons Ag+ é determinado por titulação com uma solução padrão de tiocianato de potássio. Obs. 02: O método de Volhard requer que a solução do titulado esteja ácida. Isto pode ser uma vantagem em relação a outros métodos titulométricos, pois, íons como CO3 2-, C2O4 2- e AsO4 3- não interferem em meio ácido (por formação de precipitados com a prata). Obs. 03: Na titulação de cloretos pelo método de Volhard devemos ter o cuidado de isolar o precipitado de AgCl (por filtração ou adição de nitrobenzeno) antes da titulação do Ag+ com o SCN-. Sendo o AgCl mais solúvel que o AgSCN podemos ter uma reação de intercambio de precipitado caso a separação prévia do AgCl não seja realizada. Analito Método ObservaçõesAsO3 3-, Br-, I-, CNO-, SCN- Volhard Remoção do sal de prata não é necessária CO3 2-, CrO4 2-, CN-, Cl-, C2O4 2-, PO4 3-, S2-, NCN2- Volhard Remoção do sal de prata necessária, antes que se proceda a titulação do excesso de Ag+ BH4 - Volhard modificado Titulação do excesso de Ag+, após a reação: BH4 - + 8Ag+ + 8OH- 8 Ag(s) + H2BO3 - + 5H2O Epóxidos Volhard Titulação do excesso de Cl- após uma reação de hidrohalogenação. K+ Volhard modificado Precipitação do K+ com um excesso conhecido de B(C6H5)4 -, adição de um excesso de Ag+ para formar Ag B(C6H5)4 (s), retrotitulação do excesso de Ag + . Cl-, Br- Mohr Solução neutra Br-, Cl-, I-, SeO3 2- Fajans V(OH)4 +, ácidos graxos e mercaptanas Eletroanalítico Titulação direta com Ag+ Zn2+ Volhard modificado Precipitação como ZnHg(SCN)4, filtração, dissolução em ácido, adição de excesso de Ag+, retrotitulação do excesso de Ag+. F- Volhard modificado Precipitação como PbClF, filtração, dissolução em ácido, adição de excesso de Ag+, retrotitulação do excesso de Ag+. VIII – EXEMPLOS DE APLICAÇÕES DOS MÉTODOS ARGENTIMÉTRICOS