Permanganometria para determinação de H2O2 em água oxigenada

Prévia do material em texto

Permanganometria: Determinação do teor de H2O2 em água oxigenada (R5) 
 
 
 
 
 
 
 
Aluna: Marianna Matos 
Prof: Prof. Dra. Roseli Martins 
Data aula: 14/05/2021 
Data entrega: 20/05/2021 
 
 
INTRODUÇÃO: 
A permanganometria é o método titulométrico mais importante de óxido-redução que usa como reagente 
titulante o KMnO4, agente oxidante e esse método consiste na determinação exata do volume, de uma solução 
padrão necessária para reagir quantativamente com uma solução cuja concentração será determinada. Trata-
se de uma técniva muito utilizada para a determinação quantitativa de diversas substancias atualmente, mesmo 
sendo uma técnica clássica. As soluções com essa substancia possuem coloração violeta intensa, na maioria 
das titulações o ponto final é detectado pela coloração do íon permanganato dispensando, portanto, o uso de 
indicadores. Geralmente as titulações com permanganato de potássio são feitas em soluções ácidas, mas 
algumas substancias são mais facilmente oxidadas em meio neutro ou alcalino. 
OBJETIVO 
Fazer a análise da água oxigenada através da prática apresentada de permanganometria para determinar o teor 
de H2O2 em água oxigenada, utilizando uma solução padrão de permanganato (KMnO4) 
DADOS 
MM (Na2C2O4) = 134,01 g/mol 
MM (KMnO4) = 158,00 g/mol 
MM (H2O2) = 34,02 g/mol 
Conc. (Na2C2O4) = 13,4233 g/L 
Volume (Na2C2O4) = 5,00 mL 
Alíquota (KMnO4) = 10 mL 
Volume gasto na padronização do KMnO4 = 11mL 
Volume gasto na quantificação da amostra KMnO4 = 11,10 mL 
Conc. da amostra de água oxigenada = 0,8929 mol/L 
Conc. da amostra diluída de água oxigenada = 0,05mol/L 
Volume da amostra diluída = 100 mL 
Pureza da H2O2 = 3% em 10 volumes 
CÁLCULOS 
A) 
 
B) 
 
C) 
 
 
D) 
 
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Primeiramente fez-se a concentração exata da solução padrão primário de oxalato de sódio, obtendo-se: 
C Na2C2O4 = 13,4233 g/L  13,4233 / 134,01 = 0,1001 mol/L. 
Padronização do KMnO4: 
Como o manganês passa de nox 7+ para o 2+, ganhando 5e, o permanganato é a espécie oxidante, que é 
reduzida, o carbono que é oxidado do Nox 3+ para 4+, perdendo um elétron, é a espécie redutora. 
 
 Eq. Global : 2MnO4- + 5C2O42- + 16 H+(aq) 2Mn2+(aq) + 8H2O + 10CO2 
Se baseando pela estequiometria da reação global acima, foi possível calcular a concentração da solução de 
permanganato fazendo o seguinte cálculo: 
5n° mmol KMnO4 = 2n° mmol Na2C2O4 
5. CKMnO4 x V KMnO4 = 2. CNa2C2O4 x VNa2C2O4 
5. CKMnO4 x 0,011 L = 2. 0,1001 . 0,005 L 
CKMnO4 = 0,0181 mol/L 
Preparo de 100mL da amostra diluída (0.05mol/L) de água oxigenada: 
Meia reação de redução: 
MnO4- + 8H+ + 5e  Mn2+ + 4 H2O 
O2 + 2H+ + 2e  H2O2 
Global: 2 MnO4- + 5 H2O2 + 6H+  2 Mn2+ + 5 O2 + 8 H2O 
 
Decomposição da agua oxigenada: 
H2O2  H2O + ½ O2 
A amostra é de uma solução de água oxigenada 10 volumes, portanto, a cada 1 mL de H2O2 gerará 10 mL 
de O2. Se for tomado por base 1000 mL = 1 L de H2O2 , será 10 L de O2 . 
34,02 g H2O2 -------------- 11,2 L de O2 ----------- 1 M 
 Xg H2O2 --------------- 10 L O2 -------------- 1 Y 
Apresentando a concentração da H2O2 em porcentagem tem-se 3,0375g por 100 mL de solução 
aproximadamente 3% e apresenta concentração molar de 0,8929M. A amostra foi diluída em um balão de 
100 mL. 
Para achar a concentração da amostra original da água oxigenada, sabemos que: 
Coriginal x Voriginal = Cdiluído x Vdiluído 
0,8929 x Voriginal = 0,05 x 0,1 
Voriginal = 0,005599 L ou ~ 5,6 mL 
CH2O2 diluído x fator de diluição = Camostra em mol/L 
0,0505 x 100/5,6 = Camostra em mol/L 
Camostra = 0,90178 mol/L 
Titulação da amostra diluída: 
Agora, por último, sabendo a concentração exata do KMnO4, pode-se fazer a titulação da amostra de água 
oxigenada diluída. Onde o titulante vai ser o KMnO4 padronizado, e dentro do Erlenmeyer, nós temos: 
10mL de solução diluída de água oxigenada + 20mL de agua destilada + 20 mL de H2SO4 20%. 
Meia reação de redução: 
MnO4- + 8H+ + 5e  Mn2+ + 4 H2O E° = 1,51 V 
 O2 + 2H+ + 2e  H2O2 E° = 0,68 V 
Para equilibrar a reação, foi feito os seguintes processos: 
MnO4- + 8H+ + 5e  Mn2+ + 4 H2O (x2) redução - MnO4- indo de 7+ para 2+ 
 H2O2  O2 + 2H+ + 2e (x5) oxidação - H2O2 indo de 1+ para 0 
 
Global: 2 MnO4- + 5 H2O2 + 6H+  2 Mn2+ + 5 O2 + 8 H2O 
5n° mmol KMnO4 = 2n° mmol H2O2 
5. CKMnO4 x V KMnO4 = 2. CH2O2 diluído x VH2O2 diluído 
5. 0,0181 x 11,10mL = 2 CH2O2 diluído x 10mL 
CH2O2 diluído = 0,0505 mol/L 
Para expressar a concentração da amostra original em termos de molaridade, g/L, %p/v (g/100 mL) e 
volumes: 
% (m/v) de H2O2 
34,02 g H2O2 --------- 11,2 L O2 
 Xg H2O2 --------- 10,00 L O2 
 X = 30,3750 g H2O2 
30,3750g H2O2 -------- 1000mL 
Y g H2O2 ---------------- 100 mL 
Y = 3.0375g  3,0375% 
 C H2O2 amostra em g/L = C H2O2 mol/ L x PM H2O2 
 C H2O2 amostra em g/L = 0,90178 x 32,02 
 C H2O2 amostra em g/L = 28,87 g/L 
 C H2O2 amostra volumes = C H2O2 amostra mol/L x 11,2 volumes 
 C H2O2 amostra volumes = 0,90178 x 11,2 volumes 
 C H2O2 amostra volumes = 10,09 Volumes 
As reações que envolvem a transferência de elétrons de uma espécie a outra são chamadas de reação de óxido-
redução ou simplesmente redox. A perda ou o ganho de elétrons é fortemente indicada pela variação do 
número de oxidação das espécies envolvidas na reação de redox. 
Os métodos de volumetria óxido-redução recebem nomes específicos, dependendo da substancia utilizada 
para as determinações: Permanganometria, quando se utiliza o permanganato como titulante, reduzindo-o a 
Mn7+ a Mn2+. Ele é um forte oxidante, como oxidante, este método dispensa o uso de indicadores porque a 
coloração violeta intensa do íon permanganato indica o ponto final da titulação. 
CONCLUSÃO 
De acordo com os resultados obtidos através da permanganometria, obtivemos o valor da concentração da 
padronização do KMnO4 0,0181 mol/L. Obtivemos os valores da concentração da amostra original de H2O2 
que foi de 0,90178mol/L. Com base nos cálculos, nós obtivemos o resultado esperado, de que a concentração 
da solução de água oxigenada analisada é de 10,09 volumes e tendo a porcentagem de 3,0375%. 
REFERENCIAS 
BACCAN N., DE ANDRADE J.C, GODINHO O.E.S, BARONE J.S. - Química Analítica Quantitativa 
Elementar, 3ª Edição, Brasil: Edgard Blucher, 2001. 
PINTO, M.L. C. C; Souza, R. M. Química Analítica Farmacêutica Experimental. 1ª ed. Rio de Janeiro: 
UFRJ, 2019 (Apostila)