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5/11/2018 Introdução - slidepdf.com

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1. Introdução

Também chamada de titulação de complexação, complexometria,

compleximetria, ou ainda quelatometria, a volumetria de complexação vem

sendo utilizada há dois séculos. Um dos primeiros usos dessas reações sedeu na titulação de cátions. O fato de muitos complexos serem coloridos ou

absorverem radiação ultravioleta, além de sua formação é a base para

determinações espectrofotométricas. Outros complexos são pouco solúveis e

podem ser empregados em análises gravimétricas ou em titulações de

precipitação.

Porém, logo no início a complexometria foi limitada por bastante tempo,

isso porque a baixa estabilidade dos complexos conhecidos e pelo fato da

formação de vários complexos do tipo ML, onde M é o metal, L é o ligante e n

assumem vários valores, dependendo do íon e dos reagentes utilizados,

gerava muitas discussões já que com tantos produtos formados, as teorias

criadas acabavam perdendo a credibilidade devido aos diversos resultados.

Essas tais limitações somente foram superadas em 1945, quando foi

introduzido o ácido etilenodiaminotetracético (EDTA), um poderoso reagente,

que complexa com vários íons, incluindo metais pesados e alcalinos terrosos,

formando estruturas estáveis.

Uma reação de complexometria é entendida como a transformação de

um íon simples em um íon complexo. O íon complexo é obtido pelo

compartilhamento de um ou mais nove pares de elétrons de uma espécie ou

mais (ânions ou moléculas) com uma espécie deficiente em elétrons (um

cátion), capaz de aceitar pares de elétrons, através de ligações covalentes

coordenadas. A espécie “doadora” de elétrons é denominada ligante e cátion

“receptor” desses elétrons é denominado cátion metálico central, ou seja, é

uma reação entre um íon metálico, M, e um ligante, L, resultando na formação

de um complexo, ML. A reação que forma um complexo 1:1 é:

M + L → ML



Assim o desenvolvimento da sua aplicação analítica, baseia-se na

formação de um complexo colorido entre o analito e o titulante é usado para

indicar o ponto final da titulação.

Na volumetria de complexação os ligantes são classificados de acordo

com o número de par de elétrons doadores e podem ser inorgânicos ou

orgânicos. Os reagentes formadores de complexos mais úteis são os

compostos orgânicos que possuem vários grupos doadores de elétrons que

formam múltiplas ligações covalentes com íons metálicos. Os agentes

complexantes inorgânicos são utilizados também para controlar a solubilidade

e para formar espécies coloridas ou precipitados. A formação de complexos

inorgânicos solúveis não é muito utilizada em titulações, porém a formação de

10 precipitados, particularmente com o nitrato de prata como titulante, é a base

para muitas determinações importantes. Os ligantes podem ser classificados

como monodentados ou multidentados. Os monodentados fornecem um par de

elétrons por molécula ou íon-ligante (ex: H3, H2O, CO, Cl-, CN- e OH-). Já os

multidentados (“com muitos dentes”) fornecem dois ou mais pares de elétrons

por molécula ou íon (ex: etilenodiamino (em): ligante bidentado (se liga ao

metal por meio de dois átomos) e etilinodiaminotetracetico (EDTA) ligante

hexadentado (possui dois átomos de N e quatro de C doadores)).

Complexos formados por ligantes multidentados são frequentemente

denominados quelatos.

1.1 Titulação com EDTA

A curva de titulação é normalmente ilustrada por um gráfico de p.m.= -

log [M] em função do volume do titulante adicionado. A curva é análoga à

plotada para PH versus o volume de titulante em uma titulação ácido-base.

Existem três regiões distintas da curva de titulação, são elas:

1.1.1 Antes do ponto de equivalência

Neste ponto, há um excesso de M+ em solução após o EDTA ter sido

consumindo. A concentração de íon metálico livre é igual à concentração do

excesso, M+, que não reagiu. A dissociação do MYn-4 é desprezível.



1.1.2 No ponto de equivalência

Neste ponto, há a mesma quantidade de EDTA e de metal em solução.

Pode-se tratar a solução como se tivesse feita pela dissociação de MYn-4 puro.

Algum Mn

+

livre gerado pela fraca dissociação do MYn

-4

:

MYn-4 ↔ Mn+ + EDTA

Nessa reação, o EDTA refere-se à concentração total do EDTA livre em

todas as suas formas. No ponto de equivalência, [Mn+] = [EDTA].

1.1.3 Após o ponto de equivalência

Nesta etapa, há um excesso de EDTA, e praticamente todo o íon

metálico está na forma MYn-4. A concentração de EDTA livre pode ser igualada

à concentração do excesso de EDTA adicionado após o ponto de equivalência.

1.2 Controle adequado do pH da solução

O controle do pH leva em consideração as estabilidades diferentes dos

complexos metal- EDTA. Assim, bismuto e tório podem ser titulados em

solução acida (pH = 2) com alaranjado de xilenol ou azul de metiltimol como

indicadores. A maior parte dos cátions divalentes não interfere. Uma mistura

de íons bismuto e chumbo podem ser dosados com sucesso titulando-se

primeiramente o bismuto em pH dois (com alaranjado de xilenol como

indicador) e depois adicionando hexamina para aumentar o pH até cerca de

cinco e titular o chumbo.

1.3 Escolha de indicadores

O indicador escolhido deve formar o complexo metal/indicador com

rapidez suficiente para permitir a obtenção imediata do ponto final. A reação

deve ser de preferência, reversível.

1.4 Remoção de ânions

Ânions que podem interferir nas titulações complexométricas, como o

ortofosfato, podem ser removidos com o auxílio de resinas trocadoras de íons.



Para o emprego destas resinas na separação de cátions e posterior titulação

com EDTA.

2. Objetivos

Este experimento tem como objetivo determinar o teor de sulfato de

magnésio em uma determinada amostra, e determinar o valor de dureza da

água de uma amostra contendo Ca2+ e Mg 2+.



3. Materiais e Métodos

3.1 Reagentes e Instrumentos

Papel indicador de pH Sulfato de magnésioPipeta Água destiladaBureta Ácido clorídrico diluídoErlenmeyer Tampão cloreto de amônia SRBecker EDTA dissódico (0,05M) SVTrietolamina 1:1 Negro de ério cromo TÁcido calconcarboxílico Hidróxido de sódio SREDTA dissídico (0,05M) Trietanolamina 1:1

3.2 Métodos

3.2.1 Doseamento do sulfato de magnésio

Pesou-se cerca de 250mg de sulfato de magnésio, previamente

incinerado obtido no ensaio de perda pela combustão, dissolveu-o em 100mL

de água destilada e adicionou-se uma gota de ácido clorídrico diluído, para

tornar límpida a solução. Ajustou-se a reação da solução para pH 7,0,

utilizando de papel indicador de pH, com hidróxido de sódio SR, adicionou-se

mais 5mL do tampão cloreto de amônia SR e 3 gotas de negro de ério cromo T.

Titulou-se com EDTA dissódico 0,05mol/L (SV) até a mudança da cor da

solução de vermelho para azul.

3.2.2 Doseamento do Ca2+ e do Mg2+ presentes na mesma amostra.

(Determinação na dureza da água).

Transferiu-se para um Erlenmeyer uma alíquota de 10ml de amostra

desconhecida, 50ml de água destilada, 4ml de hidróxido de sódio 20 %, 2ml de

Trietolamina 1:1 e uma pequena porção de ácido calconcarboxílico, onde este

acido foi adicionado até a transição para a coloração rósea. Titulou-se comEDTA dissídico 0,05M até mudança para azul.

3.2.3 Determinação do Magnésio.

Transferiu-se para um Erlenmeyer uma alíquota de 10ml da amostra

desconhecida, 50ml de água destilada, 4ml de tampão amoniacal (NH 2Cl –

NH4OH), 2ml de Trietanolamina 1:1 e 2 gotas de negro de ério cromo T.

Titulou-se com EDTA dissódico até mudança de cor para azul.



4. Resultados e Discussão

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