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Universidade Federal de Campina Grande – UFCG Centro de Educação e Saúde – CES Unidade Acadêmica de Biologia e Química – UABQ Disciplina: Química Analítica Experimental Docente: Dra. Denise Domingos Titulação – Volumetria de precipitação Determinação de Cloreto em Soro Fisiológico Jefferson Felipe dos Santos Cruz Cuité – PB, Junho. 2019 Sumário Introdução ........................................................................................................................... 3 Objetivo ............................................................................................................................... 5 Parte experimental .............................................................................................................. 5 Quadro 1 – Materiais e Reagentes utilizados na prática. ................................................ 5 Procedimento .................................................................................................................. 5 Resultados e discussão ........................................................................................................ 5 Quadro 2 – Volumes de titulante gasto, concentrações, pCl e pAg ................................ 9 GRÁFICO 1 – TITULAÇÃO DE CLORETO EM SORO FISIOLÓGICO COM AGNO3. ............... 9 Conclusão ...........................................................................................................................10 Referências ........................................................................................................................10 INTRODUÇÃO O emprego de metodologias adequadas deve levar em consideração as características do analito de interesse existente na amostra. Por exemplo, substâncias ácidas ou alcalinas, podem ser analisadas utilizando a volumetria de neutralização. A formação de uma espécie pouco solúvel pode ser tratada por volumetria de precipitação, enquanto a análise de formação de compostos de coordenação de Werner pode ser quantificada por volumetria de complexação, e ainda em caso da amostra apresentar características de transferência eletrônica entre os agentes oxidantes e redutores pode-se empregar o método de volumetria de oxirredução. A química analítica quantitativa tem o objetivo de estabelecer teores de dadas espécies química constituintes de uma determinada matriz. De acordo com a natureza e a quantidade da amostra disponível, os métodos analíticos empregados podem variar. Os principais métodos clássicos de análise são constituídos das determinações volumétricas, como: volumetria de neutralização, volumetria de precipitação, volumetria de complexação, volumetria de oxirredução, além de análises gravimétricas. A titulação é uma metodologia de análise química quantitativa, cuja finalidade é determinar as concentrações de soluções, substâncias ou analito (titulado), a partir de uma solução titulante de concentração verdadeira conhecida. As soluções reagem em proporções definidas. A solução titulante fica na bureta e a solução titulada fica no erlenmeyer. O sistema é representado na figura 1, abaixo. Fonte: Autoria Própria. Figura 1 - Representação do Sistema de Titulação Existem diversos métodos de precipitação que tomam como base a formação de compostos pouco solúveis. As aplicações por método volumétrico necessitam que as reações de precipitação satisfaçam condições como: A reação de precipitação deve processar-se praticamente de forma quantitativa no ponto de equivalência; O tempo para completar-se a titulação deve ser relativamente curto; Oferecer condições para uma conveniente sinalização do ponto final. A volumetria de precipitação envolve a reação na qual forma-se um produto de baixa solubilidade. Aplica-se principalmente na determinação de haletos e íons metálicos. A curva de titulação e a determinação ponto final são grandemente afetadas pela diluição das soluções e solubilidade dos produtos. Entre os métodos volumétricos de precipitação, os mais importante são os que empregam a solução padrão de Nitrato de Prata (AgNO3), chamados métodos argentométricos. Nas determinações por precipitação de haletos podem-se utilizar-se o método de Mohr. O método de Mohr consiste num processo de detecção do ponto final de uma volumetria de precipitação baseando-se na formação de um segundo precipitado. Na detecção utiliza-se como indicar o segundo precipitado, contendo a partícula do titulante (SKOOG, 2007). Esse precipitado deve apresentar coloração totalmente diferente da cor do primeiro precipitado, de modo que sua formação possa ser detectada visualmente e deve começar a formar-se imediatamente a seguir à precipitação completa do íon a titular, para isso, sua solubilidade deve ser ligeiramente superior à do precipitado formado na titulação. O indicador (segundo precipitado) deve assim ser devidamente escolhido, de modo que a sua precipitação não se dê antes de atingido o ponto de equivalência e nem muito depois dele. No método de Mohr, emprega-se o cromato de prata (K2CrO4) e para que o íon cromato atue como indicador apropriado, o íon prata tem que precipitar completamente o íon cloreto sob a forma de AgCl que apresenta coloração branca, só depois se da a formação do cromato de prata (Ag2CrO4) que tem coloração marrom-avermelhado. Essa aparição de coloração muito diferente, indica o final da titulação. Ag + + Cl - AgCl(s) 2 Ag + + CrO4 2- Ag2CrO4(s) OBJETIVO Determinar a concentração de cloreto em uma amostra de soro fisiológico comercial, utilizando o método de Mohr; Construir a curva de titulação do cloreto na amostra. PARTE EXPERIMENTAL QUADRO 1 – MATERIAIS E REAGENTES UTILIZADOS NA PRÁTICA. MATERIAIS REAGENTES Pipeta e Pipetador Soro Fisiológico 0,9% Erlenmeyer AgNO3 Bureta K2CrO4 Suporte Universal e Garras Luvas Béquer PROCEDIMENTO Pipetou-se 5ml de soro fisiológico em um erlenmeyer e adicionou duas gotas de Cromato de potássio (K2CrO4), a amostra foi titulada com Nitrato de prata (AgNO3) já padronizado e portanto, de concentração conhecida. Realizou o procedimento em triplicata. RESULTADOS E DISCUSSÃO Utilizou-se na titulação o método direto de Mohr, onde a substância desejada foi titulada com solução padronizada de Nitrato de prata AgNO3 até que o ponto estequiométrico (ponto de equivalência) fosse atingido, momento em que houve a mudança de coloração na solução, de branca para marrom-avermelhado, cor característica da formação do segundo precipitado, indicando o fim da titulação. No ponto de equivalência o volume de titulante gastos foi 7,5 ml nas três titulações realizadas, logo desprezou-se o calculo da média aritmética. Com o início da adição de titulante, aos poucos notou-se a formação do primeiro precipitado, o Cloreto de prata (AgCl) de coloração branca. NaCl(aq) + AgNO3 AgCl(s) + NaNO3 Ag + + Cl - AgCl(s) (precipitado branco). Kps = 1,56 x 10 -10 Figura 2 - Precipitado AgCl Fonte: Autoria própria. Ao atingir-se o ponto de equivalência, notou-se a aparição de uma coloração marrom-avermelhada, indicando o fim da titulação com a formação do segundo precipitado, o cromato de prata Ag2CrO4. K2CrO4 2K 2++ CrO4 2- 2Ag + + CrO4 2- Ag2CrO4(s) (precipitado marrom-avermelhado) Figura 3 - Precipitado Ag2CrO4 Fonte: Autoria própria. Ocorreu uma espécie de titulação fracionada, onde formam-se dois precipitados, com uma pequena diferença de solubilidade e produtos. Na embalagem do soro fisiológico, demarcava-se uma concentração de 0,9%. Por meio da titulação e dos cálculos efetuados, obteve-se o teor de cloreto de sódio presente no soro. Como a estequiometria é (1:1), primeiro calculou-se a concentração real de cloreto no soro em % m/v, utilizando a equação abaixo. Posteriormente calculou-se os pontos de concentração à medida que o titulante foi sendo adicionado ao titulado sob agitação e também o pCl e pAg. Para calcular o teor de cloreto utilizou-se a equação: Tendo calculado o teor de cloreto na amostra, então seguiu-se para os cálculos das concentrações de cloreto no inicial, antes do ponto de equivalência, no ponto de equivalência e após o ponto de equivalência. Obtido a concentração analítica do cloreto pela equação no ponto de equivalência, seguiu-se: 1) No ponto de equivalência tem-se que [Ag] = [Cl] Então calculou-se a concentração analítica do Cl: CAg x VAg = CCl x VCl CCl = 0,1M x 7,5mL / 5mL CCl = 0,15M Como temos o Kps 1,56 x 10 -10 , então temos que: [Ag] = 1,56 𝐸𝑋𝑃 − 10 [Ag] = 1,25x10 -5 pAg = - log 1,25x10 -5 = 4,90. Neste ponto o pCl = pAg. %Cloreto = CAg x VAg x MMNaCl x 100 = 0,87% 5mL 2) No ponto inicial a concentração é encontrada a concentração analítica do cloreto = 0,15M, proveniente da equação no ponto de equivalência. Neste ponto o pCl é dado diretamente pela concentração analítica do cloreto. Então tem-se que: pCl = - log 0,15 = 0,82 pAg neste ponto é indeterminado Antes do ponto de equivalência atribuiu-se valores para calcular as concentrações, tendo que existe um excesso de [Cl] antes da equivalência, montou-se a equação abaixo, tendo como variável, o volume do titulante. Por fim, após o ponto de equivalência, existe um excesso de prata no meio reacional, logo utiliza-se a mesma equação que antes do ponto de equivalência, alterando apenas a ordem das parcelas e encontrando inicialmente a concentração da prata. Utilizando os dados acima, construiu uma tabela com os volumes de titulante gasto, calculou-se as concentrações, pCl e pAg, logo em seguida montou-se o gráfico da curva de titulação do cloreto em soro fisiológico. 3) A equação montada foi: [Cl] = CCl x VCl – CAg x VAg = 0,15 x 5 – 0,1 x VAg = [Cl] VCl + VAg 5 + VAg Nos pontos, antes de atingir a equivalência calcula-se o pCl diretamente pela concentração do cloreto pCl = - log [Cl] A concentração de prata se calcula por: [Ag] = Kps / [Cl] E logo calcula-se pAg: pAg = - log [Ag] 4) A equação montada foi a seguinte: [Ag] = CAgCl x VAg – CCl x VCl = 0,1 x VAg - 0,15 x 5 = [Ag] VAg + VCl VAg + 5 Nos pontos após o ponto de equivalência calcula-se o pAg diretamente pela concentração de prata pAg = - log [Ag] A concentração de cloretos é dada por: [Cl] = Kps / [Ag] E o pCl é então calculado: pCl = - log [Cl] QUADRO 2 – VOLUMES DE TITULANTE GASTO, CONCENTRAÇÕES, pCl E pAg VTITULANTE [Cl] pCl [Ag] pAg 0 ml 0,15 0,82 0 0 1 ml 0,1083 0,97 1,44 x 10 -9 8,84 2 ml 0,0786 1,1 1,99 x 10 -9 8,7 3 ml 0,0563 1,25 2,77 x 10 -9 8,56 4 ml 0,0389 1,41 4,01 x 10 -9 8,4 5 ml 0,025 1,6 6,24 x 10 -9 8,2 6 ml 0,0136 1,87 1,14 x 10 -8 7,94 7 ml 0,0042 2,3 3,74 x 10 -8 7,43 7,5 ml 1,25 x 10 -5 4,9 1,25 x 10 -5 4,9 8 ml 4,06 x 10 -8 7,39 0,0038 2,41 9 ml 1,46 x 10 -8 7,84 0,0107 1,97 10 ml 9,36 x 10 -9 8,03 0,0166 1,78 11 ml 7,13 x 10 -9 8,15 0,0219 1,66 12 ml 5,89 x 10 -9 8,23 0,0265 1,58 13 ml 5,11 x 10 -9 8,29 0,0356 1,51 14 ml 4,56 x 10 -9 8,34 0,0342 1,47 15 ml 4,16 x 10 -9 8,38 0,0375 1,43 Com os dados do quadro 2, montou-se o gráfico da curva de titulação. GRÁFICO 1 – TITULAÇÃO DE CLORETO EM SORO FISIOLÓGICO COM AGNO3. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -1 1 3 5 7 9 11 13 15 p A g x p C l VTitulante Titulação de Cloreto com AgNO3 pCl pAg CONCLUSÃO O experimento teve êxito, com a concentração de cloreto havendo sido calculada e como esperava-se previamente obteve-se o teor bem próximo do que se encontra no rótulo do soro fisiológico comercial. Portanto, o método de Mohr é valido para a precipitação do cloreto nessa solução fisiológica, tendo apresentado excelente resultado. REFERÊNCIAS SKOOG, Douglas A. Fundamentos de Química. São Paulo. Thomson, 2006. HARRIS. Análise Química Quantitativa. 7 ed. Rio de Janeiro. LTC, 2005. VOGEL. Química Analítica Quantitativa. 6 ed. Rio de Janeiro. LTC, 2002. BACCAN, N. et al. Química Analítica Qualitativa Elementar. 2 ed. Campinas. UNICAMP, 1995.
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