roteiros exp quim analitica exp iisem_2015 [593260]

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Qui Exp Analitica

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  • 1

    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+

  • 2

    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

  • 3

    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