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FCAV/UNESP

CURSO: Engenharia Agronômica

DISCIPLINA: Química Analítica

Fundamentos da Análise Titrimétrica (ou Volumétrica)

HCl 0,1N

NaOH 0,1N

Fenolftaleína

Profa. Dra. Luciana M. Saran

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Refere-se à análise química quantitativa

baseada na determinação do volume de uma

solução, cuja concentração é conhecida com

exatidão (solução padrão), necessário para reagir

quantitativamente com um determinado volume

da solução que contém a substância a ser

dosada (analito).

ANÁLISE TITRIMÉTRICA

O QUE É?

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A PARTIR DOS RESULTADOS COMO SE CALCULA A QUANTIDADE DO ANALITO?

A massa ou a concentração da substância a ser dosada é calculada a partir: da equação química balanceada que

representa a reação envolvida na análise; do volume consumido e da concentração da

solução padrão empregada na análise; das massas molares das espécies químicas

que reagem; da quantidade de amostra analisada.

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O QUE É PONTO DE EQUIVALÊNCIA? COMO É POSSÍVEL DETECTÁ-LO?

Corresponde ao volume exato da solução

titulante, em que a reação entre o titulante e

o titulado se completa.

É detectado, comumente, pela adição de

um reagente auxiliar, ao meio analítico,

denominado indicador.

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COMO O INDICADOR SINALIZA O TÉRMINO DA TITULAÇÃO?

Quando a reação entre titulante e titulado estiver

praticamente completa, o indicador deve

provocar uma mudança visual evidente (mudança

de cor ou formação de turbidez, por exemplo)

no líquido que está sendo titulado. O ponto em

que isto ocorre é chamado Ponto Final da

Titulação.

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EXERCÍCIO 1: Uma solução de NaOH foi padronizada pela titulação de quantidade conhecida de hidrogenoftalato de potássio, KH(C8H4O4), de acordo com a equação química a seguir:

KH(C8H4O4)(aq) + NaOH(aq) NaK(C8H4O4)(aq) + H2O(l) Posteriormente a solução padrão de NaOH foi empregada para determinar a concentração de H2SO4 numa amostra. a) Sabendo que a titulação de 0,824 g de hidrogenoftalato de potássio requer 38,5 mL de NaOH(aq) para atingir o ponto de equivalência, calcule a concentração molar e a normalidade da solução de NaOH. b) Uma alíquota de 10,0 mL de H2SO4 requer 57,9 mL de NaOH(aq) padrão para ser completamente neutralizada. Calcule a concentração molar e a normalidade da solução de ácido sulfúrico.

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QUAIS SÃO OS REQUISITOS QUE UMA REAÇÃO DEVE PREENCHER PARA SER EMPREGADA EM ANÁLISE TITRIMÉTRICA?

1. A reação deve ser simples e poder ser expressa

por uma equação química bem definida.

2. A reação deve ser rápida.

3. Deve ocorrer, no ponto de equivalência, alteração

de alguma propriedade da solução titulada

(por ex.: alteração do pH).

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4. Deve-se dispor de um indicador capaz de definir

claramente, pela mudança de uma propriedade

física (cor ou formação de precipitado) o ponto

final da reação.

OBS.: Se a mudança não for visual, ainda é

possível detectar o ponto de equivalência por

outros meios, como por exemplo Potenciometri-

camente ou Condutimetricamente.

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QUAIS SÃO OS MATERIAIS NECESSÁRIOS À ANÁLISE TITRIMÉTRICA?

Aparelhagem volumétrica: buretas, pipetas e

balões.

Substâncias de pureza conhecida para o

preparo de soluções padrões.

Balança analítica.

Indicador visual ou método instrumental para

a determinação do término da reação.

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TITRIMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO

Método de análise titrimétrica baseado na reação entre

íons H+ e OH-.

H+(aq) + OH-(aq) H2O(l)

Neste tipo de análise, o pH da solução titulada varia ao

longo da titulação, devido a reação acima. É comum o emprego de um indicador de

neutralização ou indicador ácido-base para a detecção do ponto final.

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Indicador ácido-base:

Composto que muda de cor conforme a

concentração de íons H+ na solução, isto é,

conforme o pH da solução.

Determinação do pH com papel indicador universal. Método colorimétrico de determinação do pH.

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Indicador ácido-base:

É um ácido fraco que apresenta uma cor na sua

forma ácida (HIn) e outra na sua forma básica (In-).

Se [HIn] >>> [In-]: a solução exibe a cor da forma

ácida do indicador. Se [In-] >>> [HIn]: a solução apresenta a cor da

forma básica do indicador.

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A fenolftaleína é um exemplo de indicador ácido-base.

Fórmulas estruturais da fenolftaleína. (3) Fórmula estrutural da forma ácida da fenolftaleína: incolor. (4) Fórmula estrutural da forma básica: coloração rosa.

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Indicador ácido-base: Deverá exibir uma mudança de cor perceptível num

intervalo de pH próximo ao pH apresentado pela solução titulada no ponto de equivalência.

Intervalo de pH em que o indicador muda de cor

(intervalo de viragem): pH = pKIn 1

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TITRIMETRIA DE COMPLEXAÇÃO

Ácido Etilenodiaminotetracético (EDTA)

Solução do sal dissódico deste reagente é usada como titulante neste tipo de análise titrimétrica ou volumétrica.

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Fórmula Estrutural Proposta para o Complexo Ca-EDTA, na qual o EDTA está Hexacoordenado.

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Visualização do ponto final da titulação: uso de indicadores metalocrômicos. Exs.: Ério T e Calcon.

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Procedimento padrão: tampona-se a amostra contendo os íons metálicos, a um pH adequado, adicionam-se agentes mascarantes (quando necessário) e titula-se com EDTA padrão até a mudança de cor, no ponto final.

Ex.: Determinação da dureza total da água com EDTA, utilizando o indicador Erio T.

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EXERCÍCIO 2:

Uma solução de EDTA foi padronizada com carbonato de

cálcio, dissolvendo-se 0,3982 g desse sal com HCl(aq),

ajustando-se o pH do meio analítico para 10 e titulando-se

a solução resultante. Sabendo que foram requeridos

38,26 mL do titulante, calcule a concentração

(em mol L-1) da solução de EDTA

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Titrimetria de Precipitação

Esta modalidade de titulação baseia-se em

reações de precipitação, ou seja, baseia-

se em reações cujo produto formado é pouco

solúvel no meio reacional.

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Os processos mais importantes de precipitação em análise titrimétrica usam nitrato de prata (AgNO3) como reagente.

Tais processos são conhecidos como métodos

argentimétricos de análise.

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Determinação do Ponto Final

EX.: Formação de um Precipitado Colorido Pode ser ilustrado pelo procedimento de Mohr usado na determinação de Cl-.


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Na titulação de uma solução neutra de, Cl- com

AgNO3(aq), adiciona-se pequena quantidade

de solução de K2CrO4(aq) para servir como

indicador.

No ponto final os íons cromato combinam-se com os íons prata formando cromato de prata, de cor vermelha e pouco solúvel.

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Método de Mohr

Reações:

Cl-(aq) + Ag+(aq) AgCl(s) sólido branco Kps = 1,2x10-10

CrO4

2-(aq) + 2Ag+(aq) Ag2CrO4(s) sólido vermelho Kps = 1,7x10-12

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EXERCÍCIO 3:

0,450 g de uma amostra impura de KCl foi dissolvida em água e titulada com solução de AgNO3 0,125 mol L-1, empregando-se o método de Mohr. Foram consumidos 25,4 mL de AgNO3(aq) na análise. a) Calcule a %(m/m) de Cl- na amostra impura. b) Qual é o indicador utilizado no método de Mohr e em qual princípio ele se baseia?

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TITRIMETRIA DE OXIDAÇÃO-REDUÇÃO

Baseia-se numa reação de oxidação-redução entre o titulado e o titulante.

Exemplo: doseamento de sulfato ferroso por titulação com KMnO4(aq) padrão.

Reação: 2KMnO4+10FeSO4+8H2SO42MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+H2O Nox:+1 +7 -2 +2 +6 -2 +1 +6 -2 +2 +6 -2 +3 +6 -2 +1+6 -2 +1 -2

+5 e-/mol de KMnO4

-1 e-/ mol de FeSO4

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KMnO4: sofreu redução, comportando-se portanto como

agente oxidante.

FeSO4: sofreu oxidação, comportanto-se portanto como agente redutor.

Resumo:

Oxidação: caracteriza-se pelo aumento do Nox; Redução: caracteriza-se pela diminuição do Nox; Agente Oxidante: sofre diminuição do seu Nox, ou seja, sofre redução;

Agente Redutor: sofre aumento do seu Nox, ou seja, sofre oxidação.

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Aplicações da Análise Titrimétrica

Avaliação da fertilidade do solo:

Determinação de Ca2+ + Mg2+ trocáveis por titulação com solução padrão de EDTA, usando negro de eriocromo T como indicador.

Determinação de Al3+ trocável por titulação com solução padrão de NaOH, usando azul de bromotimol como indicador.

Determinação da acidez potencial (hidrogênio + alumínio) por titulação com solução padrão de NaOH, usando fenolftaleína como indicador.

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Avaliação da fertilidade do solo:

Determinação da quantidade de matéria orgânica (MO) do solo, por meio da oxidação desta à CO2 com solução ácida de dicromato de potássio (K2Cr2O7, agente oxidante) em que Cr6+ é reduzido à Cr3+, titulado com solução padrão de sulfato ferroso amoniacal, usando difenilamina como indicador.

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Análise química de tecido vegetal:

Determinação de nitrogênio pelo método de Kjeldahl.

Determinação de Cl- por titulação com solução padrão de nitrato de prata (AgNO3), usando cromato de potássio como indicador.

Determinação de Cl- pelo método da Volhard (titulação indireta).

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Análise química de fertilizantes minerais:

Determinação de cálcio por titulação com solução padrão de EDTA, usando calcon ou murexida como indicadores.

Determinação de magnésio por titulação com solução padrão de EDTA, usando negro de eriocromo T como indicador.

Determinação de cobre total por titulação com solução padrão de tiossulfato de sódio (Na2S2O3), usando solução de amido como indicador.

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Análise química de fertilizantes minerais:

Determinação de ferro total por titulação com solução padrão de dicromato de potássio (K2Cr2O7).

Determinação de cloro solúvel em água por titulação com solução padrão de nitrato de prata e solução de K2CrO4 como indicador (método de Mohr).

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