UNIMEP Universidade Metodista de Piracicaba

Faculdade de Engenharia, Arquitetura e Urbanismo FEAU

DETERMINAO DE CLORETO POR ARGENTOMETRIA

SANTA BRBARA DOESTE MAIO DE 2010 I. OBJETIVO

Determinar a quantidade de cloreto presente na amostra utilizando a tcnica da argentometria. II. INTRODUO A titulometria de precipitao, baseada nas reaes que produzem os compostos inicos de solubilidade limitada, uma das mais antigas tcnicas analticas, datando de meados de 1800. Entretanto, em razo da baixa velocidade de formao da maioria dos precipitados, existem poucos agentes precipitantes que podem ser usados em titulometria. Sem dvida o mais amplamente utilizado e o reagente precipitante mais importante o Nitrato de Prata, que empregado para a determinao dos haletos, nions semelhantes aos haletos (SCN, CN, CNO), mercaptanas, cidos graxos e vrios nions inorgnicos bivalentes e trivalentes. Argentometria uma forma de anlise gravimtrica empregada na anlise qumica , em que para determinar a quantidade de um elemento, radical ou composto presente em uma amostra, ele usa a insolubilidade dos sais de prata, que so formadas por titulao da soluo do analito com nitrato de prata (AgNO3). O mtodo baseia-se na precipitao dos ons cloreto com nitrato de prata. Ag+ + ClSolubilidade: 0,2 mg AgCl/100 ml H2O (26C). O produto obtido seco a 110C e pesado, calculando-se da a concentrao de cloreto na amostra. O AgCl precipitado no apresenta grande tendncia em ocluir sais e portanto a presena de substncias estranhas no causam erro significativo na anlise, principalmente quando a precipitao efetuada adicionando-se a soluo de prata soluo de cloreto. A causa de erro mais sria a lavagem deficiente do precipitado. Existem tr mtodos diferentes para a determinao volumtrica de cloreto com ons prata, devido os diferentes tipos de indicadores que so: mtodo de Mohr, mtodo de Volhard e o mtodo do indicador de Adsoro, descritos abaixo. Mtodo de Morh Segundo o mtodo de Mohr para a determinao de cloretos, o haleto titulado como uma soluo-padro de nitrato de prata usando-se cromato de potssio como indicador. No ponto final, quando a precipitao do cloreto for completa, o primeiro excesso de ons Ag+ reagir com o indicador ocasionando a precipitao do cromato de prata, vermelho. Ag+ + CrO2-4 Ag2CrO4(s). Como est titulao usa as diferenas nos valores dos produtos de solubilidade do AgCl(s)

AgCl e do Ag2Cr4 deveria comear a precipitar no ponto de equivalncia. Neste ponto da titulao foi adicionado uma quantidade de prata igual quantidade de cloreto de prata. Consirerando-se que as concentraes dos ons Ag+ e Cl- em soluo (em que equilbrio com o sdio AgCl) so iguais, fcil calcul-las a partir do valor do produto de solubilidade: Ag+ + ClAgCl(s) [Ag+] [Cl-] = 1,56 x 10-10 [Ag+] = [Cl-] = 1,25 x 10-5M. Ento a concentrao de ons prata no ponto de equivalncia 1,25x10-5M. Assim a precipitao Ag2CrO4 deve ocorrer quando [Ag+] = 1,25x10-5M. Substituindo este valor na expresso do produto de solubilidade do Ag2CrO4: [Ag+]2 [CRO2-4] = 1,3X10-12 Portanto: [CrO42-] = 0,8 10-2M. Analisando-se este valor, nota-se que: Se [CrO42-] > 0,8 x 10-2M, ento o Ag2CrO4 comear a precipitar quando a concentrao de Ag-2 for menor que 1,25x10-5M, ou seja, antes do ponto de equivalncia. Se [CrO42-] < 0,8 x 10-2M, ento o AgCrO4 s comear a precipitar quando a concentrao de Ag+ for maior que 1,25x10-5M, ou seja, alm do ponto de equivalncia. Na prtica, o ponto final ocorre um pouco de equivalncia, devido necessidade de se adicionar um excesso de Ag+ para precipitar o Ag2Cro4 em quantidade suficiente para ser notado visualmente na soluo amarela, que j contm a suspenso de AgCl. Este mtodo requer que uma titulao em branco seja feita, para que se possa corrigir o erro cometido na deteco do ponto final. O valor da prova em branco obtido deve ser subtrado do valor titulao propriamente dita. A soluo a ser titulada deve ser neutra ou levemente bsica, pois o cromato rege com ons hidrognio em solues cidas formando ons HCrO4-, reduzindo a concentrao do CrO42-. Cro2-4 + H+ ocasiona a formao do hidrxido de prata. 2Ag+ + 2OH2AgOH Ag2O + H2O. Como conseqncia, o mtodo de Mohr um bom processo para se determinar cloretos em solues neutras ou no tamponadas, tal como em gua potvel. Mtodo de Volhard O mtodo de Valhard um procedimento indireto para a determinao de ons que precipitam com a prata, como por exemplo, Cl-, Br-, l-, SCN-. HCrO-4. Por outro lado, em pH muito alto a presena da alta concentrao de ons OH-

Neste procedimento, adiciona-se um excesso de uma soluo de nitrato de prata soluo contendo ons cloretos. O excesso de prata em seguida determinado por meio de uma titulao, com uma soluo padro de tiocionato de potssio ou de amnio usando-se ons Fe( III ) como indicador. Cl- + Ag+ AgCl(s) + Ag+ (excesso) O ponto final da titulao detectado pela formao do complexo vermelho, solvel, e de ferro com tiocianato, o qual ocorre logo ao primeiro excesso do titulante: Fe3+ + SCN12 H2O], em cido

Fe(SCN)2+

O indicador uma soluo concentrada ou saturada do alumem frrico, [Fe(NH4)(SO4)2 . ntrico 20%, que ajuda evitar a hidrlise de on Fe(III). Para o caso da titulao de I- e Br-, que formam compostos mais insolveis do que o AgCl, no necessrio que o precipitado seja removido de soluo antes da titulao co tiocianato. Deve-se considerar, porm que, no caso do I-, o indicador no pode ser colocado at que todo iodeto seja precipitado, pois este oxidado pelo Fe(III). Por outro lado, como o AgSCN menos solvel do que o AgCl, ento a espcie SCNpode reagir com AgCl, dissolvendo-o lentamente. AgCl(s) + SCNAgSCN(s) + ClPor esta razo, o precipitado de AgCl deve ser removido da soluo antes da titulao com o tiocianato. Como este procedimento levaria a alguns erros, uma alternativa adicionar uma pequena quantidade de nitrobenzeno soluo contendo o AgCl precipitado e agitar. O nitrobenzeno um lquido insolvel em gua, o qual formar uma pelcula sobre as partculas de AgCl impedindo-as de reagirem com o tiocianato. interessante considerar tambm que o mtodo de Volhard pode ser usado para a determinao direta de prata com tiocianato ou de tiocianato com prata. Mtodo do indicador de adsoro O mtodo baseado na propriedade que certos compostos orgnicos apresentam ao serem adsorvidos sobre determinados precipitados, sofrendo uma mudana de cor. O indicador existe em soluo na forma ionizada, geralmente como nion. Na titulao de cloretos com ons prata o precipitado de AgCl forma numa soluo contendo excesso de ons cloretos e, como conseqncia, conter ons cloretos adsorvidos na primeira camada de adsoro, ficando assim com carga negativa. A cor do indicador adsorvido sobre o precipitado diferente daquela do indicador livre e exatamente esta diferena que indicar o ponto final da titulao. Indicadores para as Titulaes Argentomtricas

Trs tipos de pontos finais so encontrados em titulaes com nitrato de prata: qumico, potenciomtrico e amperomtrico. Os pontos finais potenciomtricos so obtidos pela medida de potencial entre um eletrodo de prata e um eletrodo de referncia cujo potencial constante e independente do reagente adicionado. Para se obter um ponto final amperomtrico, a corrente gerada entre um par de microeletrodos de prata na soluo do analito medida e representada em forma de grfico em funo do volume do reagente. O ponto final produzido por um indicador qumico consiste geralmente em uma variao de cor ou, ocasionalmente, no aparecimento ou desaparecimento de uma turbidez na soluo titulada. Os requisitos para um indicador ser empregado em uma titulao de precipitao so: a variao de cor deve ocorrer em uma faixa limitada da funo p do reagente ou do analito a alterao de cor deve acontecer dentro da parte de variao abrupta da curva de titulao do analito. Nitrato de Prata (AgNO3) O nitrato de prata resulta do cido ntrico diludo sobre a prata. muito solvel em gua, liberando prata quando em contato com substncias orgnicas. Todos os sais de prata so venenosos. O nitrato de prata tem alto teor de pureza, no higroscpico e o sal dessecado pode ser conservado inalterado em frascos. Mas dependendo das condies de manuseio e de armazenagem, o nitrato de prata pode sofrer oxidao. Devido a isto, recorremos a via indireta para o preparo de soluo. A concentrao determinada em relao ao cloreto de sdio (padro primrio); a titulao conduzida segundo o mtodo de Mohr, geralmente. O cloreto de sdio um excelente padro primrio. O reagente levemente higroscpico, devendo ser dessecado em estufa mediante aquecimento em estufa a 300C e resfriado no dessecador contendo slica gel. Ao adicionar a soluo de nitrato de prata a uma soluo de cloreto, qual se tenha adicionado pequeno volume de soluo de dicromato de potssio, haver formao de precipitado branco de cloreto de prata, enquanto houver ons cloreto na soluo: AgNO3 + NaCl Y AgCl + NaNO3 Quando todos os nions cloreto tiverem sido precipitados, formar um precipitado vermelho tijolo de cromato de prata:

2 AgNO3 + K2CrO4 YAg2CrO4 + 2 KNO3 III. MATERIAIS E REAGENTES Funil Pipeta volumtrica de 20mL e 1mL Pera Erlenmeyer de 250mL Proveta de 100mL Bquer de 50mL Bureta de 25mL Suporte universal Garra com mufa gua destilada gua da torneira Soluo de NaCl 0,1mol/L Soluo de AgNO3 0,1mol/L Soluo de Cromato de Potssio 5% IV. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Utilizar duas amostras de gua, sendo: 1- gua destilada 2- gua da torneira. 1-gua destilada: Pipetar 20mL de soluo NaCl 0,1 mol/L e transferir para um erlenmeyer de 250mL. Acrescentar 50mL de gua destilada. Titular com soluo AgNO 3 0,1mol/L e usar 1mL de indicador de Cromato de Potssio 5%. Anotar o volume. Lembrar de colocar na bureta a soluo AgNO3 0,1mol/L 2 minutos antes de titular. 2-gua da torneira: Colocar numa proveta de 100mL de soluo AgNO3 e transferir para um erlenmeyer de 250mL. Acrescentar 50mL de gua da torneira. Titular com soluo AgNO3 0,1mol/L e usar o indicador de cromato de potssio 5%. Anotar o volume. V. RESULTADOS E DISCUSSO Aps o trmino da titulao, anotaram-se os seguintes dados: Amostra Volume pipetado de NaCl (mL) gua destilada 20,0 Volume gasto de AgNO3 em mL 21,2 em L 0,0212

gua da torneira

100,0

0,7

0,0007

Para se determinar a concentrao de cloreto presente na amostra de gua destilada, primeiramente necessrio calcular a molaridade do NaCl. NaCl - AgNO3 M1.V1 = M2. V2 M1 . 0,02 = 0,1 . 0,0212 M1 = 0,106mol/L Partindo desse resultado, encontra-se a massa de NaCl presente na amostra. M = m1 Mol . Vpipetado m1 58,5 . 0,020

0,106 =

m1 = 0,124g de NaCl

Depois encontra-se a massa de Cl. NaCl 58,5g 0,124g Em 100mL de soluo tem-se: 0,075g Cl y Em 1 litro : 0,375gCl/100ml . 10 = 3,75gCl/L de soluo Em ppm: 3,75gCl/L . 1000 = 3750ppm Estes clculos tambm foram realizados para a amostra de gua da torneira. E para melhor visualizao dos resultados, montou-se a seguinte tabela: 20mL 100mL Cl 35,5g x

X = 0,075gCl/20mL de soluo

y = 0,375gCl/100mL de soluo

Amostra

mNaCl na soluo (g) 0,124 0,0041

mCl(g)/20m L 0,075 0,0005

mCl (g)/100mL 0,375 0,0025

mCl (g)/L 3,75 0,025

mCl em ppm 3750 25,0

gua destilada gua da torneira

Observa-se que na amostra de gua da torneira, na qual foi pipetada 100,0mL de NaCl, a presena de Cl bem menor do que em relao a amostra de gua destilada na qual foi pipetada 20,0mL da soluo salina. As concentraes de Cl so 150 vezes menores. Isso se explica atravs da mudana na solubilidade que acontece durante a titulao, o que faz o material precipitar. VI. CONCLUSO Conclui-se que a argentometria ou volumetria de precipitao uma tcnica de anlise gravimtrica amplamente usada em indstrias. O mtodo mais utilizado o de Mohr, no qual usado Cromato de Potssio como indicador e titulado com Nitrato de Prata. Sua principal caracterstica a variao na solubilidade da amostra durante a titulao, onde ocorre a precipitao do nitrato de prata. Nos resultados apresentados, nota-se que as concentraes de cloreto na gua da torneira foram bem menores que a da gua destilada devido solubilidade.

VII. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS SKOOG, D.A., et al. Fundamentos de Qumica Analtica, p. 336 e 341. 8 edio,

Thomson Learning, So Paulo, 2006. Disponvel em: < www.lce.esalq.usp.br/aulas/quimica/Apostilapratica2007.doc >. Acesso em 20 de abril de 2010.