roteiros exp quim analitica exp iisem_2015 [593260]

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SO CARLOS

DEPARTAMENTO DE QUMICA I CCET

Disciplina: QUMICA ANALTICA EXPERIMENTAL

Profs. Antonio A. Mozeto e Pedro S. Fadini

Experimento 01: VOLUMETRIA DE COMPLEXAO POR EDTA-

DETERMINAO DE ONS CLCIO E MAGNSIO (DUREZA DA GUA).

1. Introduo

Originalmente, a dureza da gua foi interpretada como a medida da capacidade da

gua para precipitar sabes. Os sabes so precipitados principalmente pelos ons clcio e

magnsio, comumente presentes na gua, mas tambm podem ser precipitados por outros ons

metlicos polivalentes, tais como o ferro, alumnio, mangans, estrncio, zinco, entre outros.

Devido presena significante dos dois primeiros (Ca2+ e Mg2+) nas guas naturais, a

DUREZA determinada atravs dos sais solveis de clcio e magnsio, por exemplo, os

bicarbonatos, os sulfatos e os cloretos.

H dois tipos de dureza: a temporria e a permanente. A dureza temporria aquela

devida s presenas dos bicarbonatos de clcio (Ca(HCO3)2) e de magnsio (Mg(HCO3)2).

Quando a gua que contm esses sais fervida ocorre a precipitao de sais neutros (os

carbonatos) e a dureza parcialmente removida, de acordo com o seguinte:

Ca(HCO3)2 CaCO3 (s) + H32O + CO2 (g)

Mg(HCO3)2 MgCO3 (S) + H2O + CO2 (g)

A dureza permanente da gua ocasionada pela presena de outros sais de clcio e

magnsio, usualmente os sulfatos. A dureza permanente no pode ser removida por fervura. A

soma das durezas temporria e permanente conhecida como dureza total da gua e

geralmente expressa em mg/L de CaCO3.

Titulaes complexomtricas com EDTA. O cido etilenodiaminotetractico

(EDTA) pertence a uma categoria de substncias, chamadas comumente de complexantes ou

quelantes que, em condies adequadas de pH, formam complexos solveis, extremamente

estveis, com a maioria dos ons metlicos, inclusive os alcalinos terrosos. Os complexantes

encontram grande aplicao como reagentes titulomtricos.

Complexos formados com ligantes polidentados (isto , ligantes capazes de ocupar

vrias posies de coordenao), como o caso do EDTA (ver figura abaixo), so chamados

quelatos.

N CH2 CH2 N

CH2

CH2 COOH

COOH

H2C

H2C

HOOC

HOOC

N CH2 CH2 NN CH2 CH2 N

CH2

CH2 COOH

COOHCH2

CH2 COOH

COOH

H2C

H2C

HOOC

HOOC

H2C

H2C

HOOC

HOOC Na complexometria com EDTA comumente se faz uso de uma soluo padro de seu

sal dissdico, Na2H2Y, que fornece em soluo aquosa o on H2Y2-. As reaes com os ons

metlicos podem ser representadas como:

Mn+ + H2Y2- MY(4-n)- + 2H+

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Os complexos formados so do tipo 1:1, independentemente da carga do on. Em

qualquer dos casos, um mol de ons H2Y2- reage com um mol de Mn+.

A soluo de um on metlico a ser titulado com H2Y2- deve ser tamponada, de tal

maneira que o pH permanea constante a um nvel apropriado. Isso se faz necessrio devido

liberao de ons H+ medida que se forma o complexo no curso da titulao.

Na reao entre um on metlico e o H2Y2-, preciso considerar a competio do on

hidrognio. Os ons metlicos que formam complexos metlicos menos estveis podem ser

satisfatoriamente titulados em soluo alcalina, por outro lado, os ons metlicos cujos

complexos so muito estveis, podem ser titulados mesmo em soluo cida. O pH mnimo

admissvel para a titulao de um on metlico depende da constante de formao (ou de

estabilidade) do seu complexo.

Indicadores metalocrmicos. Os indicadores metalocrmicos so compostos orgnicos

coloridos que reagem com ons metlicos formando quelatos com colorao diferente daquela

do corante livre. O ponto final na titulao de um on metlico com H2Y2- em presena de um

indicador metalocrmico envolve uma reao do tipo:

M -lnd + H2Y2- [MY]2- + lnd

(cor A) (cor B)

A titulao com H2Y2- acarreta a progressiva complexao dos ons metlicos livres e, por

fim, o on metlico deslocado do complexo M-Ind e convertido em [MY]2- com a liberao

do indicador Ind. O ponto final acusado pela mudana da colorao do complexo M-lnd

para a do corante livre.

O complexo M-Ind deve ser suficientemente estvel, pois do contrrio, em virtude de

sua dissociao, no haveria uma mudana de colorao ntida. Porm, o complexo M-Ind

deve ser menos estvel que o complexo [MY]2- para que a reao acima possa ocorrer

convenientemente. Finalmente, o indicador deve ser muito sensvel com relao ao on

metlico para que a mudana de colorao possa ocorrer to perto quanto possvel do ponto

de equivalncia. A colorao assumida por um indicador metalocrmico em uma soluo

depende do pH e da concentrao do on metlico presente.

Como exemplos de indicadores metalocrmicos podemos citar o negro de Ericromo

T e a murexida. O negro de Ericromo T usado nas titulaes de magnsio, clcio,

estrncio, brio, cdmio, chumbo, mangans e zinco. A soluo comumente tamponada a

pH 10 com hidrxido de amnio-cloreto de amnio. A colorao do corante, que vermelho-

vinho em presena do on metlico, muda para azul no ponto final da titulao. A murexida

forma complexos suficientemente estveis em soluo alcalina com os ons clcio, cobalto,

nquel e cobre(II). A soluo de murexida vermelho-violeta abaixo de pH 9, violeta de pH 9

a 11 e azul acima de pH 11. O clcio forma com murexida complexo de cor vermelha em pH

11-12.

2 Procedimento Experimental

2.1 Determinao de Ca2+ - Reagentes

SOLUO DE Na2H2Y~0,0050 mol/L (esta soluo estar padronizada).

SOLUO DE NaOH 1,0 mol/L

INDICADOR: Mistura-se 99,0 g de NaCl PA, 1,00 g do indicador murexida e, com auxlio

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de almofariz e pistilo triturar bem at uma granulometria fina. Guardar em frasco limpo e seco

(este indicador j estar pronto).

2.1.2 Procedimento

Pipetar uma alquota de 50,0 mL de amostra para erlenmeyer de 125 mL, adicionar

1,00 mL de NaOH 1,0 mol/L (pH=12), uma ponta de esptula do indicador murexida e

homogeneizar. Titular com a soluo padronizada de Na2H2Y at mudana de colorao de

rseo em presena do on metlico para violeta (roxo) no ponto final da titulao (esta

mudana bem sensvel).

2.2 Determinao de Ca2+ e Mg2+ - Reagentes

SOLUO DE Na2H2Y padronizada anteriormente.

SOLUO TAMPO de NH3/NH4CI (pH 10)

INDICADOR ERIOCROMO T: Mistura-se 1,00 g de negro de Eriocromo T em 99,0 g de

NaCl PA. Com o auxlio de almofariz e pestilo, macerar at granulometria adequada (este

indicador j estar pronto).

2.2.2 Procedimento

Pipetar uma alquota de 50,0 mL de amostra para erlenmeyer de 125 mL, adicionar

1,00 mL do tampo NH3/NH4CI e uma pitada do indicador ERIOCROMO T e

homogeneizar. Titular com a soluo padronizada de Na2H2Y at mudana de colorao de

vermelho-vinho em presena dos ons metlicos para azul no ponto final da titulao.

Referncias

GOLTERMAN, H.L.; CLYMO, R.S.; OHNST AD, M.A.M. -"Methods for Physical and

Chemical Analysis of Fresh Waters. 2a ed., Oxford, Blackwell Scientific Publications,

1978.213 pages. IBP Handbook No 8.

Christian, G .D., "Analytical Chemistry", John Wiley & Sons, 4th edition, New York, 1986.

Flaschka, H.A., "EDTA Titrations", Pergarmon Press, 2nd. Edition, Oxford, 1964.

Ohlweiler, O.A., "Qumica Analtica Quantitativa", Livros Tcnicos e Cientficos Ed., 2a ed.,

vol. 2, Rio de Janeiro, 1976.

Skoog. A.; West, D. M.; Holler, F. J.; Crouch, S. R., Fundamentos de Qumica Analtica,

Thomson, So Paulo, 2004.

Mendham, J.; Denney, R. C.; Barnes, J. D.; Thomas, M. J. K., Anlise Qumica Quantitativa,

LTC Editora, RJ, 2002.

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Experimento 02: DETERMINAO DO CONTEDO DE NITROGNIO EM

POLMEROS

1- Tpicos que sero abordados neste experimento

- Anlise volumtrica (titulao cido-base e titulao de retorno)

- Padro primrio

- Indicadores

- Determinao em branco

- Mtodo de Kjeldahl

1- lntroduo

1.1 - O Mtodo de Kjeldahl

Desenvolvido em 1883, o procedimento de Kjeldahl [1] um dos mtodos mais

precisos e com muitas aplicaes em laboratrios industriais, clnicos e de pesquisa. O

mtodo de Kjeldahl utilizado para a dosagem de nitrognio em materiais orgnicos e

inorgnicos. O procedimento usual eficiente para uma ampla variedade de compostos

nitrogenados tais como, aminas, aminocidos, protenas, alcalides. Por outro lado, no

produz bons resultados para nitratos, cianetos, compostos do tipo azo e derivados da

hidrazina. Entretanto, introduzindo certas modificaes, o teor de nitrognio nestes compostos

pode ser quantitativamente dosado com excelente preciso. A determinao de nitrognio no

sangue e outros materiais biolgicos, em cereais, leite em p, fertilizantes e polmeros

nitrogenados, utilizam o mtodo de Kjeldahl rotineiramente.

Neste mtodo, a amostra contendo nitrognio combinado, primeiramente digerida

em cido sulfrico em ebulio, que converte todo o nitrognio ao on amnio e oxida os

demais elementos presentes:

CH6N orgnico NH4+ + CO2(g) + H2O O processo de digesto normalmente lento e vrias modificaes foram introduzidas

para aumentar sua velocidade. Sulfato de potssio adicionado para elevar a temperatura de

ebulio. Catalisadores tais como, Hg, HgO, CuSO4, Se ou misturas de Se - FeSO4, ao serem

adicionados na mistura reacional, favorecem a decomposio da mat