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Campus de Ji-Paraná Curso de Licenciatura em Química Disciplina de Química Inorgânica Experimental PRÁTICA Aula Prática de Química Inorgânica Experimental: Determinação Da Dureza Total e Parcial Da Água. . Acadêmicos: Eduardo Aquino Santos; Professor: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx Ji-Paraná – RO 25 De Julho de 2019 2 1. INTRODUÇÃO O emprego dos métodos titulométricos é extensamente utilizado em diversas áreas da ciência, na química analíticas sua utilização está normalmente atrelada à análise de ácidos, bases, íons metálicos e demais espécies. (SKOOG, 2006). As técnicas ou métodos titulométricos que possuem como princípio a formação de complexos, são conhecidas como volumetria de complexação. No geral, a volumetria de complexação é frequentemente usada para investigação de espécies de íons metálicos. (BACCAN, 1946; SKOOG, 2006). Os ligantes podem possuir diferenças na quantidade de grupos doador de elétrons, como a amônia que é um ligante unidentado, enquanto outros podem possui dois grupos disponíveis para ligações covalentes, é dito bidentado. Ainda, conhece-se agentes quelantes que tridentados, tetradentados, pentadentados e hexadentados, uma famoso ligante hexadentados é o etilenodiaminotetracético (EDTA), C10H16O8N2 (BACCAN, 1946; SKOOG, 2006). Figura 01: Representação da formula estrutural do Etilenodiaminotetracético. Fonte: SKOOG, 2006 A molécula de EDTA possui em sua estrutura seis sítios potenciais para a formação de ligação com íons metálicos: quatro grupos carboxílicos e dois grupos amino, cada um dos últimos com um par de elétrons desemparelhados, como ilustra a figura 01. Devido a existência destes seis sítios o mesmo -e classificado como um ligante hexadentado (SKOOG, 2006). Na determinação da dureza da água a utilização da molécula de EDTA como titulante convém uma vez que graças as suas características químicas o mesmo se liga ao Calcio e Magnésio, a reação entre os íons metálicos o EDTA segue a proporção 1:1. As cargas dos cátions são insignificantes para a estequiometria da reação. A usabilidade do EDTA como agente complexante não se dá somente por conta de sua facilidade em formar quelatos com a maioria dos cátions (Com exceção dos metais alcalinos), mas também devido a estabilidade estrutural que ele fornece aos quelatos após a formação da ligação, de forma que tão expressamente significativa que é usado como conservante alimentício e de amostras biológicas (SKOOG, 2006). 3 A chamada “dureza” da água, foi definida em relação a capacidade dos cátions de promover o deslocamento na água dos íons sódio e potássio em sabões, formando produtos pouco solúveis que tendem a aderir a ductos de pias, banheiros e industrias. Esta caracteriza é comum a maiorias dos cátions, no entanto em águas naturais, é mais comum a concentração dos íons cálcio e magnésio em excesso em comparação com demais cátions. A dureza é apresentada como concentração de carbonato de cálcio, o que equivale à concentração total de todos os cátions. Valores e classificações a para dureza da água se encontram na portaria n° 36, do ministério da saude, a mesma esclarece que valor acima de VMP, 500 mg/L de CaCO3 (CERQUEIRA, 2006; SKOOG, 2006) Portanto, a fim de determinar a dureza da água presente em uma amostra coletada da torneira, empregou-se a técnica de volumetria de complexação. 2. OBJETIVOS Determinar a dureza total da água de uma amostra por complexometria. 3. MATERIAIS E MÉTODOS 3.1 MATERIAIS UTILIZADOS ✓ Balança ✓ Erlenmeyer de 250ml ✓ Bureta ✓ Pipetas volumétricas ✓ Pipetas graduadas ✓ Conta-gotas ✓ Espátula ✓ Balão volumétrico de 1000 ml 3.2 REAGENTES UTILIZADOS - Amostra liquida (Água da Torneira); - Água deionizada - Indicador de negro de Ericrómio T - Solução padrão EDTA [0, 01 mol.L-1] 3.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 1. Para a análise, coletou-se em Erlenmeyer 100,00 ml de água, diretamente da torneira. ATENÇÂO: Em triplicata. 2. Posteriormente, adicionou-se 1 ml da solução-tampão e 0,1 mg de indicador Negro de Eriocrómio T. 4 3. Titulou-se com a solução de EDTA. Para parâmetro de análise do ponto de viragem, considere o surgimento da cor vermelho-vinhoso do indicador para azul como o ponto final da reação. 4. Exprimiu-se o resultado da análise em miligramas de carbonato de cálcio por litro de água. 5. Repetiu-se o procedimento, constante até obter 3 resultados concordantes. 6. Ao término, calculou-se a dureza total da água expressa em mg/l de CaCO3 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO Reação de quantificação da dureza da água: Mg+2 + Ca+2 + EDTA-4 ⇌ [CaMgEDTA]+2 O volume médio consumido na titulação (15,00 mL). Dados constantes na tabela 02. Vidraria Volume (mL) Média (mL) Erlenmeyer 01 15,00 15,00 (mL) Erlenmeyer 02 15,00 Erlenmeyer 03 15,00 Tabela 02: Volume consumido na titulação de (AgNO3) ● O número de mol da solução de EDTA titulada: ● Calculou-se a quantidade de Carbonato de Cálcio (CaCO3) em gramas pela fórmula: 𝑛 = 𝑀 𝑥 𝑉: Onde: n = Mol V = Volume (L) M = Molaridade (mol.L-1) nEDTA = M x V nEDTA = 0,01 mol.L-1 x 15,00 x 10-3 L nEDTA = 1,5 x 10-4 Mol Calculo da massa em gramas: mCa = n x MM mCa = 1,5 x 10-4 Mol x 100,089 g mCa = 0,01501 g Calculo da massa em mg: mCa = 0,01501 x 1000 mCa = 15,01 mg 5 Como a estequiometria é 1:1, temos que o número de mol de Calcio é o mesmo do número de mol de EDTA, desprezando a existência do Magnésio. ● Calculo da concentração comum pela fórmula: 𝐶 = 𝑚(𝑚𝑔) 𝑉(𝐿) 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS A dureza da água pode ser determinada a partir de métodos volumétricos, dentre os quais está o de titulação de complexação com EDTA. As técnica empregadas, permitiram a determinação da dureza da água como na ordem de 150,1 mg/L, segundo portaria n° 36, do ministério da saude, este valor é classificado como “dura” para a mostra de aguá coletada nos laboratórios do IFRO. Ainda, a literatura cientifica descreve como não sendo a ideal para consumo. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. BACCAN, Nivaldo. Química analítica quantitativa elementar. João Carlos de Andrade, Oswaldo E. S. Godinho e José Salvador Barone. 3° edição; Luche – Instituto Mauá de tecnologia. São Paulo, 1946. SKOOG, D. A. et al. Fundamentos de Química Analítica, 8ª edição. São Paulo, SP: Thomson Learning, 2006. CERQUEIRA, M. M. O. P. et al. Qualidade da água e seu impacto na qualidade microbiológica do leite. MESQUITA, AJ; COELHO, KO Perspectivas e avanços na qualidade do leite no Brasil. Goiânia: Talento, p. 273-290, 2006. Teor de Concentração em mg/L de CaCO3: 𝐶 = 15,01 mg 0,1 𝐶 = 150,1 mg/L
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