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QUÍMICA ANALÍTICA

QUANTITATIVA: TITULOMETRIATITULAÇÃO DE PRECIPITAÇÃO Maira Gazzi Manfro e Giseli Menegat

[email protected]@caxias.ifrs.edu.br

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QUÍMICA ANALÍTICAQUÍMICA ANALÍTICA

QUÍMICA ANALÍTICAQUANTITATIVA

QUÍMICA ANALÍTICAQUALITATIVA

INSTRUMENTAL

CLÁSSICA

VOLUMETRIA

GRAVIMETRIA

ÁCIDO-BASE

COMPLEXAÇÃO

OXIRREDUÇÃO

PRECIPITAÇÃO

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O QUE É QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA

São métodos e procedimentos que visam determinar quais as espécies presentes em uma dada amostra.

Métodos Clássicos: utilizados para análises com baixo custo, com equipamentos e vidrarias de fácil aquisição. Os métodos clássicos são largamente utilizados devido à relativa simplicidade com que são realizados e obtenção de resultados confiáveis.

Métodos Instrumentais: é aconselhável para análises rotineiras, possui equipamentos de custo elevado e requer profissionais capacitados para realizar as análises.

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VOLUMETRIA (titulação)Volumetria ácido-base ou de neutralização: é apropriada para a determinação de ácidos ou bases naturais ou sintéticas ou substâncias que possam ser transformadas em ácidos ou bases;

Volumetria de complexação: o titulante é um reagente complexante e forma um complexo solúvel em água com o analito (que é um íon metálico);

Volumetria de oxirredução: envolve a titulação de um agente oxidante com um agente redutor, ou vice-versa; o agente oxidante ganha elétrons e o agente redutor perde elétrons, na reação entre eles;

Volumetria de precipitação: o titulante forma um produto insolúvel com o analito, sendo titulado.

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CONCEITOS IMPORTANTESTITULANTE:solução que já se sabe a concentração;

TITULADO:solução que só se sabe o volume;

PONTO DE EQUIVALÊNCIA (ou ponto de viragem): indica o término da titulação. O ponto no qual eu tenho uma quantidade equivalente do meu reagente adicionado em relação a substância em análise, é o momento em que todo titulante reage com o titulado. Para auxiliar a determinação desse “momento” é adicionado um indicador;

INDICADOR: são substâncias utilizadas na química que mudam ou adquirem cores diferentes em diferentes situações químicas.

Figura 1. Representação de uma titulação.

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TITULOMETRIA DE PRECIPITAÇÃO

* Baseia-se em reações com formação de compostos pouco solúveis;

* Fatores que afetam a solubilidade de um composto:

----- Temperatura;

----- Pressão;

----- Composição do solvente;

----- Concentração de outras substâncias.

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Um agente precipitante gravimétrico deve reagir especificamente, ou pelo menos seletivamente com o analito.

Os reagentes específicos, que são raros, reagem apenas com uma única espécie química.

Já os reagentes seletivos, que são mais comuns, reagem com um número limitado de espécies. Além da especificidade e da seletividade, o reagente precipitante ideal deve provocar uma reação com o analito para formar um produto que seja:

REAGENTE - MÉTODO ARGENTIMÉTRICO

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1. facilmente filtrado e lavado para remoção de contaminantes;

2. de solubilidade suficientemente baixa para que não haja perda significativa do analito durante a filtração e a lavagem;

3. não-reativo com os constituintes da atmosfera;

4. de composição química conhecida após sua secagem ou, se necessário, calcinação.

REAGENTE - MÉTODO ARGENTIMÉTRICO

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Figura 1. Tabela dos reagentes expecíficos.

REAGENTE - MÉTODO ARGENTIMÉTRICO

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REAGENTE - MÉTODO ARGENTIMÉTRICO

Determinação: Haletos (Cl–, Br–, I–);

Ânions semelhantes aos haletos (SCN–, CN–, CNO–);

Mercaptanas (tioálcoois);

Ácidos graxos e vários ânions inorgânicos bivalentes e trivalentes.

O reagente precipitante mais importante e mais utilizado:

AgNO3

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INDICADORES

São três tipo, normalmente, específicos:

1. Potenciométrico: Medida do potencial entre um eletrodo de prata e um eletrodo de referência com potencial constante e independente da concentração do reagente adicionado.

2. Amperométrico: Medida da corrente gerada na solução titulada

3. Químicos: uma variação de cor ou no aparecimento ou desaparecimento de uma turbidez na solução titulada.

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DETECÇÃO DO PONTO FINAL

a) Formação de precipitado - MÉTODO DE MOHR

b) Formação de complexos coloridos – MÉTODOS DE VOLHARD

c) Indicadores de adsorção – MÉTODO DE FAJANS

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Formação de precipitado - MÉTODO DE MOHR

INDICADOR: cromato (CrO42-)

Determinações: cloreto, brometo e cianeto por meio da reação com íons prata formando um precipitado vermelho indicativo do ponto final.

Ag+(aq) + Cl–(aq) AgCl(s)

Branco

2Ag+(aq) + CrO42- Ag2CrO4 (s)

Vermelho

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Formação de precipitado - MÉTODO DE MOHR

A solubilidade molar do Ag2CrO

4 (Kps = 1,1 x 10-12) é cerca de 5x maior do que a do

AgCl (Kps = 1,75 x 10-10), portanto o AgCl precipita primeiro.

Imediatamente após o ponto de equivalência a concentração de íons prata torna-se grande o suficiente para iniciar a precipitação do cromato de prata, que sinaliza o fim da titulação.

LIMITAÇÕES DO MÉTODO● TEMPERATURA: a solubilidade do Ag2CrO4 aumenta

rapidamente com o aumento da temperatura.● pH: deve ser realizada com um pH de 7 a 10 porque o íon

cromato é a base conjugada do ácido crômico fraco.

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● Em soluções mais ácidas a concentração dos íons cromato é muito

pequena para se produzir o precipitado nas proximidades do ponto de

equivalência.

● Quando o pH é inferior a 7 o cromato de prata torna-se solúvel devido

a formação do dicromato de prata, que é mais solúvel que o cromato de

prata:

2 CrO42- + 2 H+ 2 HCrO4- Cr2O7

2- + H2O

● Quando o pH é superior a 10 o íon prata pode reagir com o hidróxido

ao invés do íon cloreto, formando o hidróxido de prata ou o óxido de

prata que são pouco solúveis:

2 Ag+ + 2 OH- 2 AgOHAg2O+ H2O

Formação de precipitado - MÉTODO DE MOHR

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INDICADORES: de adsorção*, ex: fluoresceína (C20H12O5)

Em solução aquosa, a fluoresceína se dissocia parcialmente em íons

hidrônio e íons fluoresceinato negativamente carregados que são

verde-amarelados. [1]

HInd(aq) +H2O H3O+ + Ind- (aq)

Fluoresceína Fluoresceinato (verde-amarelo)

* É um composto orgânico que tende a ser adsorvido sobre a superfície do sólido em uma titulação de precipitação. A adsorção ocorre próximo ao ponto de equivalência e resulta não apenas em uma alteração de cor, como também em uma transferência de cor da solução para o sólido ou do sólido para a solução.

Indicadores de adsorção – MÉTODO DE FAJANS

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Figura 2. Antes do ponto de equivalência.

Figura 3. Depois ponto de equivalência

Indicadores de adsorção – MÉTODO DE FAJANS

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Na Figura 2 o AgCl está em excesso de íons Cl. A solução é antes do ponto de equivalência pois está verde-amarelo por causa do Ind.

Na Figura 3 o AgCl está em excesso de íons Ag+ que juntamente com os íons fluoresceinato forma um sal de prata de cor vermelha intensa que fica adsorvido na camada superficial da solução ao redor do sólido mostrando o ponto de equivalência. Entretanto, sempre que esse corante é utilizado como indicador, sua concentração nunca é grande o suficiente para que ele precipite como fluoresceinato de prata.

Indicadores de adsorção – MÉTODO DE FAJANS

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INDICADOR: FERRO III

Método: titulação do íon prata, em meio ácido, com uma solução padrão de tiocianato e o íon Fe (III) como indicador, que produz uma coloração vermelha na solução com o primeiro excesso de tiocianato.

X¯ (aq) + AgNO3 (aq) Ag X (s) + NO3¯ (aq) haleto em excesso

Ag+ (aq) + KSCN (aq) AgSCN (s) + K (aq)

Fe+3 (aq) + KSCN (aq) [Fe(SCN) +2 ] (aq) + K (aq)

(complexo vermelho)

Formação de complexos coloridos – MÉTODOS DE VOLHARD

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É necessário um meio fortemente ácido, o que representa uma vantagem que o distingue dos outros métodos titulométricos de análise de haletos porque íons como carbonato, oxalato e arsenato (que formam sais de prata pouco solúveis em meio neutro, mas não em meio ácido) não causam interferência.

Indicadores de adsorção – MÉTODO DE FAJANSFormação de complexos coloridos – MÉTODOS DE VOLHARD

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EXERCÍCIO

Uma amostra de NaCl em solução aquosa foi analisada por titulação argentimétrica por uma analista. A analista transferiu 20 ml da amostra para um erlenmeyer e titulou com 33 ml de uma solução de AgNO3 0,1 mol/L. Calcule a concentração de NaCl (MM=58,5 g/mol) na solução em mol/L. Qual é o método utilizado, Mohr, Fanjas ou Volhard?

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RESOLUÇÃO

O método é de Mohr.

NaCl --- AgNO3 1:1

AgNO3VAgNO3= 30mlMAgNO3 = 0,1 g/mol

Vamostra: 20ml

M1 x V1 = M2 x V2

MNaCl x 20 = 0,1 x 30

MNaCl = 0,15 mol/L

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REFERÊNCIASFigura 1. http://www.ufjf.br/baccan/files/2011/05/Aula_pratica_7_e_81.pdf.

Figura 2,3. http://www.ufjf.br/nupis/files/2011/04/aula-6-Titulometria-de-precipita%C3%A7%C3%A3o-QUI094-2012.1.pdf

[1] SKOOG. Fundamentos da Química Analítica. Disponível em:<https://www.inesul.edu.br/site/documentos/QUIMICA_ANALITICA_SKOOG.pdf>. Acesso em: 26 ago 2018.

[2] UFJF. Volumetria de Precipitação. Disponível em:<http://www.ufjf.br/baccan/files/2011/05/Aula_pratica_7_e_81.pdf>. Acesso em: 26 ago 2018.

[3] UFJF. Titulação de Precipitação. Disponível em:<http://www.ufjf.br/nupis/files/2016/08/aula-6-titula%C3%A7%C3%A3o-de-precipita%C3%A7%C3%A3o.pdf>. Acesso em: 26 ago 2018.

[4] MATOS, Professora Maria. Titulometria de Precipitação. Disponível em:<http://www.ufjf.br/nupis/files/2011/04/aula-6-Titulometria-de-precipita%C3%A7%C3%A3o-QUI094-2012.1.pdf>. Acesso em: 26 ago 2018.