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UMCTEC EDUCAÇÃO PROFISSIONAL DE NÍVEL TÉCNICO EM QUÍMICA 3º PERÍODO DISCIPLINA: QUIMICA ANALITICA QUANTITATIVA II PROFESSOR HERNANDES BRANDÃO MAYANE FABRICIA DE SANTANA RGM: 31161600140 RELATÓRIO DO EXPERIMENTO Nº 05: PREPARAÇÃO E PADRONIZAÇÃO DE UMA SOLUÇÃO AQUOSA DE PERMANGANATO DE POTÁSSIO 0,1N MOGI DAS CRUZES MAIO/2017 SUMÁRIO 1. OBJETIVO 2. INTRODUÇÃO TEÓRICA 3. MATERIAL E MÉTODO 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 5. QUESTIONÁRIO 6. CONCLUSÃO 7. REFÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 1. OBJETIVO Determinar o teor de uma pureza de uma amostra de oxalato de sódio usando a técnica de laboratório chamada de permanganometria (isto é, titulação com uma solução-padrão de permanganato de potássio). Reação química: 2KMnO4(aq) + 8H2SO4(aq) + 5Na2C2O4(aq) → 2MnSO4(aq) +K2SO4(aq) + 5Na2SO4(aq) + 8H2O(l) + 10CO2(g) 2. INTRODUÇÃO TEÓRICA Generalidade: a química analítica quantitativa de volumetria estuda os processos cujos resultados são obtidos através da leitura e registro de um volume consumido na titulação. Esse volume será uma solução de reagente apropriado, de concentração exatamente conhecida, chamada da solução- padrão. Quanto ao tipo de reação envolvida no processo, a volumetria pode ser dividida em: Volumetria de oxirredução: permanganometria (solução-padrão: permanganato de potássio); iodometria (solução-padrão: iodo-iodeto de potássio); dicromato de potássio). Volumetria de precipitação: argentometria (solução-padrão: nitrato de prata); ferro-cianometria (solução-padrão: ferro-cianometria de potássio). Volumetria complexométrica: solução-padrão de EDTA (ácido etilenodiaminotetra-cético ou Titriplex II da Merck) ou do seu sal dissódico (EDTA-Na2). Volumetria ácido-base: se a solução-problema = ácido qualquer, então a solução-padrão = base e a volumetria se chama acidimetria (medida do ácido); se a solução-problema = base qualquer, e a solução-padrão = ácido, a volumetria se chama alcalimetria (medida da base). Volumetria de oxirredução. Permanganometria. Solução aquosa de permanganato de potássio. O permanganato de potássio é um agente oxidante energético em meio fortemente ácido: MnO4- + 8H+ + 5e- ↔ Mn2+ + 4H2O Portanto, o seu equivalente-grama será: E=MKMnO4, ou seja, aproximadamente 32g. 5 Da equação acima, podemos deduzir que o poder oxidante do permanganato depende grandemente da concentração de H+ da solução. É difícil obter esse sal com grau de pureza e completamente livre de dióxido de manganês. Além disso, a água destilada ordinária costuma conter substâncias redutoras (traços de matérias orgânica, poeira, sais de amônio, etc.) que reagem com o permanganato de potássio para formar dióxido de manganês (MnO2) que é insolúvel em água. A presença deste óxido é muito prejudicial porque ele catalisa a auto decomposição da solução de permanganato: 4KMnO4 + 2H2O 4MnO2 + 3O2 + 4KOH Por este motivo, deveremos pesar o permanganato de potássio em uma quantidade um pouco maior do valor calculado para a preparação da solução. O permanganato também é instável na presença de íons manganês (II) ou íons de manganoso (Mn2+): 2MnO4- + 3Mn2+ + 2H2O → 5MnO2 + 4H+ Esta reação é lenta em solução ácida, mas muito rápida em solução neutra. Por estas razões, a solução de permanganato de potássio é raramente feita por dissolução em água de quantidade conhecidas do sólido purificado. É mais comum preparar a solução imediatamente antes do uso, aquecê-la até a ebulição por 15 a 30 minutos, deixar esfriar até a temperatura ambiente e filtrar em cadinho de Gooch, preparado com camada filtrante de amianto ou lã de vidro, para retirar o dióxido de manganês. Não usar papel de filtro ou polpa de papel devido a temperatura ambiente, antes da filtração. As soluções de permanganato de potássio devem ser conservadas em um frasco escuro (cor âmbar), limpo e provido de rolha de vidro esmerilhada. O frasco deve ser previamente limpo com uma solução especial de limpeza e lavado com grandes quantidades de água deionizada. Soluções ácidas e básicas são menos estáveis do que as neutras. As soluções de permanganato devem ser protegidas de exposição à luz. Recomenda-se o uso de recipientes de cor escura. A luz difusa do dia não causa decomposição apreciável, mas a luz solar direta decompõe, lentamente, mesmo às soluções de permanganato isenta de íons manganoso e dióxido de manganês. Aplicações: a solução-padrão de permanganato de potássio 0,1N é usada para determinação de: ferro, manganês, e cálcio entre outros elementos, teor de peróxido de hidrogênio e nitritos. Na farmácia, o permanganato de potássio é usado, em pó, como medicamentos antimicótico, dissolvendo-se em água morna para banho. 3. MATERIAL E MÉTODO 3.1. Materiais e reagentes usados: 1 bureta de 50ml; um suporte universal; 1 garra tipo Castalloy para bureta; 1 erlenmeyer de 250ml; 1 béquer de 100ml; 1 balão volumétrico de 1L; 1 béquer de 250ml; 1 pipeta volumétrica de 10ml; 1 pera; 10,0g de oxalato de sódio anidro (Na2C2O4); 1 proveta de 50ml; 20,0g de permanganato de potássio, 250ml de ácido sulfúrico 4N (20% em massa); chapa elétrica a 90 a 100°C. 3.2. Procedimento experimental Preparação da solução de permanganato de potássio 0,1N ou 0,1mol/L. Dissolver cerca de 3,2g de KMnO4 P.A. em um litro de água destilada, aquecer à fervura e manter ligeiramente abaixo da temperatura de ebulição por 1 hora. Alternativamente, deixar a solução estacionar à temperatura ambiente por dois ou três dias. Filtrar através de amianto livre de matéria orgânica. Transferir o filtrado para um vidro escuro com rolha esmerilhada é livre de graça. Proteger a solução contra evaporação, poeira, valores redutores e conservá-la no escuro ou na luz difusa. Se precipitar MnO2, filtrar novamente e reticular. Padronização (ou fatoração) da solução de permanganato de potássio 0,1N ou 0,1mol/L. Fundamentos teóricos: em geral, se usa o oxalato de sódio, Na2C2O4, como substância primária para essa determinação: C2O42- → 2CO2 + 2e- O equivalente-grama do Na2C2O4 será, portanto Na2C2O4 = 67g 2 A 40ml da solução 0,1N de KMnO4 correspondente: 6,7 ∙ 40 = 0,268g Na2C2O4. 1000 A reação entre KMnO4 e Na2C2O4 pode ser assim representada: 5C2O42- + 2MnO4- + 16H+ 10CO2 + 2Mn2+ + 8H2O Procedimento experimental. Pesar, com precisão de 0,1mg de 0,2500 a 0,300g se oxalato de sódio puro e seco entre 105 e 110°C; colocar num erlenmeyer de 250ml, dissolver em 50ml de água destilada; adicionar 30ml de ácido sulfúrico 2N e aquecer de 80°C a 90°C. Titular com permanganato 0,1N, adicionando-o, gota a gota, agitando constantemente, até o aparecimento da cor rósea persistente por 30 segundos. Anote o volume gasto do permanganato. A temperatura da solução deve estar acima de 60°C no final. 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO Sejam m a massa, em gramas, do oxalato de sódio de que se partiu para a titulação. O volume correspondente de KMnO4 exatamente 0,1N seria de m/0,0067∙ ml. Sendo V o volume consumido de KMnO4(aq) aproximadamente 0,1N, o fator f desta solução será: f = m 2 0,0067 ∙ V f = 0,2700 = 1,000 0,0067 ∙ 40,3 f = 0,2700 = 1,028 0,0067 ∙ 39,2 Média = 1,000 + 1,028 = 1,014 2 5. QUESTIONÁRIO Por que a titulação em permanganato deve ser entre 80 a 90°C? Em meio ácido a reação muito é lenta. Por que não se usa indicador nesta titulação? Porque é uma oxi-redução. Pode-se usar ácido clorídrico ou fosfórico no lugar do ácido sulfúrico?Por que? O ácido clorídrico pode porque é um ácido forte. Por que se deve armazenar a solução de permanganato de potássio em frasco escuro? Porque oxida com a luz. O que se deve fazer antes da titulação se a solução de permanganato apresentar precipitado? Que precipitado seria esse? Filtrar de novo e fazer uma nova titulação, sendo seu precipitado o próprio permanganato. 6. CONCLUSÃO Uma vez empregada a técnica correta para verificação do fator, o mesmo apresentou resultado próximo de 1, ou seja, sua concentração está correta. 7. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 7.1. KOBAL JR., J.; SARTÓRIO, L.; Química Analítica Quantitativa; 2a. Edição; Editora Moderna, São Paulo, 1982. 7.2. GIUSTI, M. J; Noções de Química Analítica Quantitativa; Gráfica da Escola Técnica "Oswaldo Cruz", São Paulo, 1974. 7.3. VOGEL, A.; Análise Química Quantitativa; 6a. Edição; LTC Editora, Rio de Janeiro, 2002.
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