25UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDECENTRO DE CINCIAS E TECNOLOGIAUNIDADE ACADMICA DE ENGENHARIA QUMICADISCIPLINA: LABORATRIO DE QUMICA ANALTICAPROFESSORA: BIANCA VIANA DE SOUSA

VOLUMETRIA DE OXIRREDUO

Alunos(as):Cludia Bezerra SilvaMatrcula: 113111694talo Barros Meira RamosMatrcula: 113111294Natalya Amlia BonfimMatrcula: 113111718Yasmim de Medeiros FonscaMatrcula: 113111729

Experimento realizado no dia 19 de Fevereiro

Campina Grande - PB, 26 de fevereiro de 2015.SUMRIO

1 OBJETIVOS32 REVISO BIBLIOGRFICA32.1 O Processo de Oxidao e Reduo32.2 As Semi-Reaes42.3 Pilhas ou Clulas Galvnicas52.4 Potencial de Eletrodo e Fora Eletromotriz de Meia-Cela62.5 Equao de Nernst72.6 Clculo do Potencial da Meia-Cela Usando os Valores de E082.7 Curva de Titulao92.7.1 Construo da Curva de Titulao102.7.2 A Forma das Curvas da Titulao Redox132.7.3 Efeito de Variveis em Curvas de Titulao142.8 Velocidade de reaes e potenciais de Eletrodo152.9 Indicadores de Oxidao-Reduo162.9.1 Indicadores Redox Gerais162.9.2 Indicadores Especficos183METODOLOGIA193.1 Materiais e Reagentes193.2Procedimento Experimental193.2.1Parte I Preparao e padronizao da soluo de permanganato de potssio 0,025 N.193.2.2Parte II - Determinao do Fe (II) com KMnO4 0,025 N204RESULTADOS E DISCUSSES215CONCLUSO24REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS25

1 OBJETIVOS

O objetivo deste experimento foi de observar a volumetria de oxirreduo atravs da determinao do on ferroso (Fe(II)) com permanganato de potssio (KMnO4).

2 REVISO BIBLIOGRFICA

Segundo Otto (1985), reaes em que ocorre transferncia de eltrons entre espcies inicas ou moleculares so chamadas de reaes de oxidao-reduo, ou reao redox. Tais reaes so marcadas por dois processos elementares, um que envolve a doao de eltrons e o outro a fixao dos mesmos. Estas reaes so utilizadas como base de vrios mtodos de anlises qumicas, como os mtodos volumtricos.

2.1 O Processo de Oxidao e Reduo

Os processos de oxidao e reduo so processos que regem as reaes de oxidao-reduo, como o prprio nome j diz. A oxidao corresponde a perda de eltrons de uma dada substncia, enquanto que a reduo envolve o recebimento de eltrons por uma outra substncia. Esta variao do nmero de eltrons das espcies envolvidas na reao, denomina-se nmero de oxidao representada pela sigla NOX (BACCAN et al., 1985). A exemplo deste compartilhamento de eltrons dar-se a seguinte reao:Fe2+ + Ce4+ Fe3+ + Ce3+ (Reao 1)Analisando a Reao 1 o nmero de oxidao do ferro variou de +2 para +3, enquanto que o nmero de oxidao do crio teve sua variao de 4+ para 3+. Para reaes que envolve substncias moleculares, slidas e gasosas, a anlise pode ser feita pela reao abaixo.C + O2 CO2 (Reao 2)Neste caso o nmero de oxidao do carbono variou de 0 para +4, j o oxignio teve seu nmero de oxidao variando de 0 para -2 (BACCAN et al., 1985).

2.2 As Semi-Reaes

Semi-reaes so reaes especficas que indicam as espcies que doam e recebem eltrons em uma dada reao. Sendo assim, para uma reao zinco/cobre, as semi-reaes apresentaro o compartilhamento de eltrons entre as espcies.Zn + Cu+2 Zn2+ + Cu (Reao 3)Analisando a reao, o zinco oxidou, uma vez que ele recebeu eltrons, j o cobre reduziu, pois doou eltrons para o zinco. As semi-reaes desta Reao 3 so dadas a seguir (BACCAN et al., 1985). Oxidao do zinco Zn Zn2+ + 2e- (Reao 4) Reduo dos ons Cu2+ Cu2+ + 2e- Cu (Reao 5) Para compreender como este compartilhamento se d, necessrio ter conhecimento da tendncia das substncias em doar ou receber eltrons. Ento, as substncias que tem afinidade em atrair eltrons para si, fixando-os, so chamadas de agente oxidante, enquanto que aquelas que facilmente doam eltrons so chamadas de agentes redutores. Quando um agente redutor age, ele tende a doar eltrons para uma segunda espcie, implicando, assim, na sua oxidao e consequentemente na reduo da segunda espcie. J quando o agente oxidante age como tal, ele tende a fixar eltrons provenientes do dos agentes redutores, havendo assim, a sua reduo e a oxidao do segundo (OTTO, 1985).Para um melhor entendimento Baccan et al. (1985) definiu da seguinte forma: Agentes oxidantes: aqueles que reduzem-se, retiram eltrons das substncias redutoras e tem seus NOX reduzidos na reao; Agente redutor: aqueles que oxidam, fornecem eltrons s substncias oxidantes e tm seus NOX aumentados na reao. Definindo as espcies que participam da Reao 3 conforme o grau de influncia delas, dado que o zinco por ter seu nmero de oxidao aumentado ele definido como agente redutor, enquanto que o cobre, que teve seu nmero de oxidao reduzido, tido como agente oxidante da reao.

2.3 Pilhas ou Clulas Galvnicas

A transferncia de eltrons nas reaes de oxidao-reduo pode se dar por meio do contato direto entra as substncias, como tambm por condutores metlicos externos sem que haja o contato direto entre as espcies reagentes. As clulas eletroqumicas so exemplos de equipamentos em que ocorre a transferncia de eltrons por condutores metlicos, havendo, dessa forma, dois eletrodos submersos em solues eletrolticas iguais ou diferentes, realizando contato eletroltico. O nodo da clula corresponder ao eltrodo que realiza oxidao, j o ctodo relaciona-se ao eletrodo no qual ocorre reduo (OTTO, 1985). A clula Galvnica uma clula eletroqumica cujas reaes nos eltrodos ocorrem espontaneamente, havendo a gerao de energia eltrica podendo este ser convertida em trabalho til. Na Figura 1, a seguir, um modelo de clula Galvnica.Figura 1 Clula Galvnica

Disponvel em: Na Figura 1 no recipiente A encontra-se uma lmina de zinco que mantem contato com uma soluo de um sal de zinco, enquanto que no recipiente B uma lmina de cobre encontra-se mergulhada em uma soluo de um sal de cobre (II). Um circuito externo acoplado ao sistema interligando as duas placas, havendo neste circuito um voltmetro. Uma ponte salina introduzida para se manter o contato entre os dois recipientes (OTTO, 1985).Observa-se que em A a placa de zinco dissolvida formando Zn2+, ou seja, houve a oxidao do zinco, e os eltrons liberados so conduzidos pelos condutores externos at o recipiente B onde os ons Cu2+ so reduzidos, havendo a deposio dos eltrons sobre a placa. No momento em que ocorre a transferncia de eltrons, o voltmetro associado ao sistema acusa a passagem de corrente. J a presena de corrente no interior da clula se deve pela migrao de ons Na+ e Cl- da ponte salina que se dirigem as semi-clulas B e A, respectivamente. As reaes analisadas neste processo sero apresentadas a seguir (BACCAN et al., 1985).A reao e semi-reaes que ocorrem entre as placas de zinco e cobre, so:Zn Zn2+ + 2e- (Reao 6)Cu2+ + 2e- Cu (Reao 7)Resultado do agrupamento das duas semi-reaes: Cu2+ + Zn Cu + Zn2+ (Reao 8)Na ponte salina a presena de uma soluo concentrada de um eletrlito forte essencial, pois elas exercem o contato eltrico entre os dois recipientes de forma a manter a neutralidade de cargas no sistema. Uma vez que as reaes acima so realizadas, tem-se a consequente deposio do Cu2+ formado no recipiente B, havendo um excesso de cargas negativas, j na formao dos ons Zn2+ aumenta-se a quantidade de cargas positivas na soluo do recipiente A. Ento, o movimento dos ons da ponte salina possibilitar o equilbrio de cargas no sistema (BACCAN et al., 1985).

2.4 Potencial de Eletrodo e Fora Eletromotriz de Meia-Cela

O Potencial Padro de Eletrodo um valor que fornecer a capacidade de uma substncia reduzir ou oxidar. No caso de uma clula galvnica as duas meias-celas que a constitui, so formadas por solues inicas de mesma concentrao molar, ento o fluxo de cargas depender da composio das meias-celas envolvidas, visto que pela diferena de potencial entre os eletrodos que haver este fluxo. Sendo assim importante saber o valor do potencial padro para definir a direo de transio dos eltrons, em que este potencial dado em Volts e medido tomando-se um padro de referncia (OTTO,1985).Tomando os padres do eletrodo de hidrognio como referncia, necessrio que a semi-reao tenha um comportamento reversvel, sendo capaz de produzir potenciais constantes e reprodutveis. A semi-reao envolvida no padro de referncia dada por:H2(g) 2H+ + 2e- E0 = 0 volts (Reao 9)A este padro foi atribudo Potencial de Reduo, ou Potencial Padro de Eletrodo Relativo, igual a zero (E0 = 0). As meias-celas que foram o H+ a aceitar eltrons reduzindo-se H2, tem seu Potencial de Reduo como sendo menor do que zero (E0 < 0), j as meias-celas que aceitam os eltrons da semi-reao oxidam passando de H2 para H+, tendo o seu Potencial de Reduo maior que zero (E0 > 0). Pode-se analisar que a semi-reao a qual possui menor Potencial de Reduo fora a outra semi-reao a receber eltrons (BACCAN et al., 1985).Analisando-se o Potencial para uma reao de oxido-reduo, sabe-se que ela ocorre espontaneamente o que significa dizer que o Potencial total da reao maior que zero. Tomando-se as semi-reaes da pilha apresentada pela Figura 1 junto aos seus potenciais:Zn Zn2+ + 2e- E10 = + 0,337 Volts (Reao 10)Cu2+ + 2e- Cu E20 = + 0,763 Volts (Reao 11)O valor do Potencial total, dado soma das reaes acima resultar em:Cu2+ + Zn Cu + Zn2+ ET0 = + 1,100 Volts (Reao 12)Portanto, infere-se que a Reao 12, que corresponde a reao de oxido-reduo da pilha, ocorre espontaneamente da esquerda para a direita j que o seu Potencial total maior que zero. Mas, caso a reao seja invertida, o seu potencial corresponder a 1,100 Volts implicando em uma reao forada, ou seja, uma reao no espontnea (BACCAN et al., 1985).

2.5 Equao de Nernst

A equao de Nernst uma relao quantitativa existente entre o fluxo de eltrons existente na clula e as espcies envolvidas nas reaes eletrolticas. As concentraes das espcies oxidadas e reduzidas sero a base de influncia da reao, podendo ser avaliada pela equao de Nernst dada a seguir para a reao de meia-cela a baixo (OTTO, 1985).aA + bB + ne- cC + dD (Reao 13)Sendo a equao de Nernst dada por: (Equao 1)Onde E corresponde ao Potencial real da meia-clula; E0 a constante caracterstica da semi-reao em questo (Potencial Padro do Eletrodo); R definido como a constante universal dos gases cujo valor 8,314 V.C.K-1.mol-1; T corresponde a temperatura da experincia em Kelvin; n relaciona-se ao nmero de eltrons que participa da reao que descreve a meia-clula; F a constante de Faraday que equivale a 96493 C.mol-1; ln o logaritmo natural e (aA), (aB), (aC) e (aD) so definidos como a atividade dos reagentes e produtos da reao (BACCAN et al., 1985). Segundo relatado por Baccan et al. (1985), algumas consideraes podem ser feitas quanto a atividade das espcies. A princpio quando trata-se de ons e/ou molculas diludas, a atividade equivale aproximadamente a concentrao molar, enquanto isso, para solventes em solues diludas a atividade ser igual a frao molar do solvente; tratando-se de slidos ou lquidos puros em equilbrio com a soluo, a atividade ser igual a unidade; j para gases em equilbrio com a soluo, a atividade igual a presso parcial do gs em atm; para misturas de lquidos, a atividade aproximadamente igual a sua frao molar.

2.6 Clculo do Potencial da Meia-Cela Usando os Valores de E0

Utilizando-se como aplicao para este tpico a reao do par redox MnO4-/Mn2+ em meio cido. O clculo do potencial real para uma soluo de permanganato de potssio sendo as concentraes de MnO4- igual a 0,1 mol/L e Mn2+ 0,0001 mol/L, com pH igual a 1,0, considerando a temperatura de 30C e E0 MnO4-/Mn2+ igual a 1,51 Volts. Dada a seguir a reao que ocorre na clula em questo:MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O (Reao 14)Tomando-se a equao de Nernst (Equao 1) e aplicando os valores fornecidos, tendo j utilizado os valores das constates dos gases e de Faraday, e:o valor da temperatura:

Para um pH = 3 o valor Potencial de Reduo igual

2.7 Curva de Titulao

O curso de uma reao cido base pode ser seguido atravs de uma curva do pH versus o volume do titulante. Analogamente, no caso de uma reao redox, faz-se o mesmo atravs de uma curva do potencial (E) versus o volume do titulante (V). Um dos mtodos clssicos de oxidao-reduo a determinao de ferro (II) por titulao com uma soluo padro de crio (IV) (BACCAN et al., 2001). A reao principal de titulao :

Segundo Baccan et al. (2001), a titulao se efetua sempre em solues que contm on H+ em concentrao 0,5 mol/L ou maior. necessria a presena de grande concentrao de cido para reprimir as reaes do crio (IV) com gua e para promover reao rpida entre ferro (II) e crio (IV). Em geral, a titulao do ferro (II) se efetua em meio 0,5 a 2,0 mol/L de H2SO4 e o titulante consiste de uma soluo de crio (IV) em H2SO4 1 mol/L. Neste texto consideraremos a titulao do ferro (II) com crio (IV) em meio de H2SO4 1 mol/L. Ento, conveniente utilizar os potenciais das semi reaes ferro (III) ferro (II) e crio (IV) crio (II) em H2SO4 1 mol/L, determinados contra o eletrodo padro de hidrognio.

Reao principal de titulao :

2.7.1 Construo da Curva de Titulao

Vamos considerar a titulao de 25 ml de soluo 0,1 mol.L-1 de ferro (II) com soluo de Crio (IV) 0,1 mol.L-1, em meio de H2SO4 1 mol/L. A curva de titulao possui trs regies:

- Regio 1: Antes do ponto de equivalncia

Assim que cada alquota de Ce4+ adicionada, a reao de titulao 1 consome o Ce4+ e cria um nmero de mols de Ce3+ de Fe3+. Antes do ponto de equivalncia, o excesso de Fe2+ que no reagiu permanece em soluo. Portanto, podemos determinar as concentraes de Fe2+ e Fe3+ sem nenhuma dificuldade. Podemos usar a reao 1 ou a reao 2 para descrever o potencial da pilha em qualquer tempo (BACCAN et al., 2001). Entretanto, como conhecemos as concentraes de Fe2+ e de Fe3+, mais conveniente, por ora, usar a reao 1 e por conseguinte mais importante empregar a expresso de Nernst para a equao 1 que definida como:

De acordo com Baccan et al. (2001), observa-se que o termo logartmico da expresso acima, a qual compreende a razo de duas concentraes elevada cada uma ao primeiro potencial. Desse modo desnecessrio converter as quantidades de ferro (II) e ferro (III) expressadas em mmols, para unidades de concentrao. Depois da adio de 1,00 mL de crio (IV) 0,100 mol/L, ou 0,100 mmol, formam-se 0,100 mmol de ferro (III) e 0,100 mmol de crio (III), e ficam sem titular 2,400 mmols de ferro (II). Ento:

Analogamente, depois da titulao de 5,00 mL de crio (IV), EFe3+, EFe2+ = +0,64 V.

- Regio 2: No ponto de equivalncia

Segundo Baccan et al. (2001), uma quantidade suficiente de Ce4+ adicionada para reagir como todo Fe2+. Praticamente todo o Crio est na sua forma de Ce3+, e praticamente todo o ferro est na sua forma de Fe3+. Quantidades mnimas de Ce4+ e Fe2+ esto presentes no equilbrio. Da estequiometria da reao 1 podemos escrever:

De acordo com Baccan et al. (2001), para compreendermos que as Equaes 5 e 6 so verdadeiras, imagina que todo o crio e ferro esto convertidos em Ce3+ e Fe3+. Como estamos no ponto de equivalncia, [Ce3+] = [Fe3+]. Agora a reao 3 caminha para o equilbrio:

Baccan et al. (2001) afirma que se uma pequena parte do Fe3+ vota a ser Fe2+, um nmero igual de mols de Ce4+ deve ser produzido. Ento [Ce4+] = [Fe3+]. Em qualquer momento, as reaes 1 e 2 esto, as duas, em equilbrio. As equaes de Nernst para esses reaes so definidas como:

Segundo Baccan et al. (2001), aqui onde paramos: cada equao anterior uma equao algbrica. Nenhuma sozinha, porm, nos permite encontrar E, porque no sabemos exatamente quais as pequenas concentraes de Fe2+ e Ce4+ que esto presentes. possvel resolver quatro equaes simultaneamente de 5 a 8, somando primeiro as equaes 7 e 8 e considerando que [Ce3+] = [Fe3+] e [Ce4+] = [Fe2+] no ponto de equivalncia, a razo entre as concentraes no termo logartmico unitria, portanto, o logaritmo 0 temos finalmente:

interessante calcular a concentrao de ferro (II) no ponto de equivalncia, para determinar at que ponto a oxidao do ferro (II) a ferro (III) se completou (BACCAN et al., 2001). Podemos escrever de novo a equao de Nernst:

Assumindo que a concentrao de ferro (III) praticamente 0,050 mol/L, e substituindo Epe e EFe3+, EFe2+ na expresso acima, obtemos:

- Regio 3: Aps o ponto de equivalncia

De acordo com Baccan et al. (2001), agora, praticamente todos os tomos de ferro esto na forma de Fe3+. O nmero de mols de Ce3+ igual ao de mols de Fe3+, e existe um excesso conhecido de Ce4+ que no reagiu. Como conhecemos a [Ce3+] e tambm [Ce4+] conveniente utilizar a equao 2 para descrever a qumica do eletrodo de hidrognio. Para a adio de 26,00 mL de soluo de crio (IV) 0,100 mol/L, a soluo conter 2,5 mmols de crio (III) e 0,1 mmol de crio (IV) em excesso. Utilizando a expresso 10, obtemos:

Ainda por Baccan et al. (2001), foi descoberto que depois da adio de 30,00 mL de crio (IV), continuam presentes 2,500 mmols de crio (III), a quantidade de crio (IV) em excesso 0,50 mmol.

Na Figura 1 abaixo, mostrada a curva de titulao entre o Ferro e o Crio. Esse grfico bastante parecido com as curvas obtidas nas titulaes de neutralizao, de precipitao e de formao de complexos, com o ponto de equivalncia evidenciado por uma mudana brusca no eixo da ordenada.

2.7.2 A Forma das Curvas da Titulao Redox

Os clculos feitos anteriormente nos levam a fazer a curva de titulao, na qual mostra o potencial como uma funo do volume do titulante adicionada. O ponto de equivalncia marcado por um rpido aumento do potencial (BACCAN et al., 2001). O valor calculado de E em 1/2Ve o potencial Fe3+/Fe2+, porque o quociente [Fe3+]/[Fe2+] unitrio nesse ponto. O potencial calculado em qualquer ponto dessa titulao depende somente da razo dos reagentes.

Figura 1 - Curva terica para a Ponto de Equivalncia titulao de Fe2+ com soluo de Ce4+ em HCLO4 1M. Fonte: Baccan (2001).

2.7.3 Efeito de Variveis em Curvas de Titulao

2.7.3.1 Concentrao do Reagente

Segundo Baccan et al. (2001), para uma titulao redox, geralmente o E do sistema independente da diluio. Consequentemente, as curvas de titulao para as reaes redox so em geral independentes das concentraes do analito e do reagente. Essa caracterstica contrasta com o que observado em outros tipos de curvas de titulao que tem tratado.

2.7.3.2 Extenso da reao

A variao do potencial na regio do ponto de equivalncia de uma titulao redox torna-se maior medida que a reao se torna mais completa. Esse efeito demonstrado pelas curvas contidas na Figura 2. A constante de equilbrio para a reao do Crio (IV) com ferro (II) 7x1012, enquanto para U(IV) 2x1037 (BACCAN et al., 2001).

Figura 2 - Curva para a titulao empregando Ce4+ 0,01 mol/L. Curva A: Titulao de 50 ml de Fe2+ 0,05 mol/L. Curva B: Titulao de 50 ml de U4+ 0,023 mol/L. Fonte: Baccan (2001).

De acordo com Baccan et al. (2001), os mtodos de oxidao-reduo fazem uso de solues padres de agentes oxidantes ou de agentes redutores, e so conhecidos como mtodos oxidimtricos e mtodos redutimtricos, respectivamente. A tabela 1 abaixo relaciona os agentes oxidantes ou redutores mais comuns usados na preparao de solues padres na volumetria de oxidao-reduo.

Tabela 1 Relao dos agentes oxidantes ou redutores mais comuns em Volumetria Redox. Fonte: Baccan (2001).

2.8 Velocidade de reaes e potenciais de Eletrodo

Segundo Baccan et al. (2001), os potenciais padro revelam se uma reao processa-se suficientemente de forma que seja considerada completa para ser til em um problema analtico particular, mas eles no fornecem informaes sobre a rapidez com a qual o equilbrio atingido. Consequentemente, uma reao que parece ser extremamente favorvel termodinamicamente pode ser totalmente inaceitvel do ponto de vista cintico. A oxidao do arsnio (III) com crio (IV) em cido sulfrico diludo um exemplo tpico. A reao :

Os potenciais formais E0 desses dois sistemas so:

E uma constante de equilbrio de cerca de 1028 pode ser calculada a partir desses dados. Embora esse equilbrio esteja bastante deslocado para a direita, a titulao do arsnio (III) com crio (IV) impossvel na ausncia de um catalisador porque seriam necessrias vrias horas para se atingir o equilbrio. Felizmente, vrias substncias catalisam a reao e, portanto, tornam a titulao vivel (BACCAN et al., 2001).

2.9 Indicadores de Oxidao-Reduo

De acordo com Baccan et al. (2001), dois tipos de indicadores qumicos so empregados para se obter os pontos finais em titulaes de oxidao-reduo; indicadores redox gerais e indicadores especficos.

2.9.1 Indicadores Redox Gerais

Segundo Baccan et al. (2001), os indicadores redox gerais so substncias que mudam de cor quando so oxidadas ou reduzidas. Em contraste com os indicadores especficos, as mudanas de cor dos indicadores redox verdadeiros so amplamente independentes da natureza qumica do analito e do titulante e dependem, ao contrrio, de variaes do potencial de eletrodos do sistema que ocorrem durante a titulao. A semi-reao responsvel pela mudana de cor de um indicador redox geral pode ser descrita como:

Se a reao do indicador reversvel, podemos escrever:

De acordo com Baccan et al. (2001), tipicamente uma mudana de cor da forma oxidada para a forma reduzida requer uma variao de 100 vezes na razo das concentraes dos reagentes; Isto uma mudana de cor observada quando:

Altera-se para:

Baccan et al. (2001) afirma que a variao do potencial requerida para produzir uma mudana total na cor de um indicador geral tpico pode ser encontrada substituindo-se esses dois valores na equao, que fornece:

Essa equao mostra que um indicador geral tpico exibe uma mudana de cor detectvel quando um titulante fizer com que o potencial do sistema varie de EIn0 0,0592/n para EIn0 -0,0592/n, ou de cerca de (0,118/n) V. Para muitos indicadores, n = 2, portanto uma variao de 0,059 V suficiente. O quadro 1 lista os potenciais de transio para vrios indicadores redox. Observe que esto disponveis indicadores que funcionam em qualquer faixa de potencial at +1,25 (BACCAN et al., 2001).

Quadro 1 Alguns indicadores de oxirreduo. Fonte: Baccan (2001).

2.9.2 Indicadores Especficos

Ainda por Baccan et al. (2001), foi descoberto que talvez o indicador especfico bem mais conhecido seja o amido, que forma um complexo azul-escuro com o on triiodeto. Esse complexo sinaliza o ponto final em titulaes nas quais o iodo ser produzido ou consumido. Outro indicador especfico o tiocianato de potssio, que pode ser utilizado, por exemplo, na titulao de ferro (III) com solues de sulfato de titnio (III). O ponto final envolve o desaparecimento da cor vermelha do complexo ferro (III)-tiocianato como um resultado da elevada diminuio da concentrao de ferro (III) no ponto de equivalncia. O ponto final da volumetria de oxidao reduo identificada visualmente segundo vrios mtodos, conforme a reao envolvida.

3 METODOLOGIA

3.1 Materiais e Reagentes

(Continua)MATERIAL NECESSRIOREAGENTES

Balana Analtica Balo Volumtrico Basto de Vidro Bcker Buretas Erlenmeyer Esptula Funil Pipetas Pissetas Provetas Termmetro Vidro Relgio cido Sulfrico 1:8 (H2SO4) gua destilada Na2S2O3 0,1 mol/L Oxalato de sdio (Na2C2O4) Permanganato de Potssio (KMnO4) Sulfato Ferroso Amoniacal [Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O]

(Continuao)

3.2 Procedimento Experimental

3.2.1 Parte I Preparao e padronizao da soluo de permanganato de potssio 0,025 N.

3.2.1.1 . - Preparao da soluo de KMnO4

Pesou-se 0,25 g de KMnO4 e tranferiu-se essa massa para um bcker, onde foram adicionados 250 mL de gua destilada. O bcker foi coberto com um vidro relgio e a soluo foi aquecida at ebulio, moderadamente, durante 30 minutos. Aguardou-se a soluo resfriar a temperatura ambiente e foi ento armazenada em um balo volumtrico.

3.2.1.2 Preparao da soluo-padro de Na2C2O4

Pesou-se 0,42 g de Na2C2O4 e a massa foi dissolvida com uma pequena quantidade de gua destilada. Transferiu-se a soluo para um balo de 250 mL, onde o volume foi aferido at o menisco da vidraria.

3.2.1.3 Padronizao da soluo de KMnO4 frente soluo de Na2C2O4

Colocou-se 25 mL da soluo de Na2C2O4 no erlenmeyer de 250 mL, sendo adicionados 10 mL de H2SO4 1:8. A soluo foi aquecida a uma temperatura entre 80-90 C. A bureta foi preenchida com a soluo de KMnO4, com base na sua reao a quente com a soluo de Na2C2O4, assim agitou-se constantemente at o aparecimento de uma colorao rosa. Foi, portanto, anotado o volume gasto para a mudana de colorao de KMnO4.

3.2.1.4 - Preparao de 100 mL de soluo de KMnO4 0,025 N a partir da soluo de KMnO4 padronizada.

A partir da soluo de permanganato de potssio padronizada, foi utilizada a equao da equivalncia para a preparao de 100 mL uma soluo de KMnO4 a 0,025 N.

3.2.2 Parte II - Determinao do Fe (II) com KMnO4 0,025 N

Pesou-se 0,7 g de Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O, massa a qual foi dissolvida com gua destilada. A soluo foi em seguida transferir para um balo volumtrico de 100 mL. Adicionou-se uma soluo de H2SO4 1:8 at a soluo estar lmpida e completou-se o balo com gua destilada. Foram transferidos 25 mL da soluo para um erlenmeyer de 250 mL, sendo adicionados 10 mL de H2SO4 1:8. A soluo-problema foi titulada com a soluo de KMnO4 0,025 N at o aparecimento de uma colorao rosa persistente. O volume de KMnO4 gasto foi ento anotado.

4 RESULTADOS E DISCUSSES

Tanto na titulao do KMnO4 quanto na do Fe2+ o H2SO4 tem a funo de fazer com que as reaes desejadas sejam observadas com mais facilidade, pois se no fosse isso, o KMnO4 no oxidaria to facilmente, e o Fe2+ reduziria com facilidade.Na padronizao de KMnO4 utilizando o Na2C2O4, foi adicionado uma quantidade de cido sulfrico, pois o KMnO4 oxida em meio cido. Ao adicionarmos H2SO4 ao Na2C2O4 ocorre a seguinte reao:

(Reao 16)

Dessa forma, quando adicionado o KMnO4, teremos:

(Reao 17)

A reao do H2C2O4 da reao 16, promove a seguinte reao:

(Reao 18)

A concentrao inicial da soluo de Na2C2O4 foi de 0,0125 mol/L. E a concentrao terica da soluo de KMnO4 foi de 0,006 mol/L (Clculos em anexo).Entretanto, ao adicionarmos H2SO4 ao Na2C2O4, dilumos a sua concentrao para 0,00892 mol/L (Clculos em anexo).Observou-se que, no fim da titulao, uma colorao rosa, que seria o ponto final esperado, pois, de acordo com a reao 18 ocorre a oxidao do on permanganato, que ao fim apresenta uma colorao rosa.O volume gasto de KMnO4 no ponto final da titulao foi de 17 mL, sendo assim, foi possvel calcular sua concentrao real atravs da lei de diluio. Lembrando que a relao estequiomtrica nos d que 2 mols de KMnO4 est para 5 mols de Na2C2O4, assim:

A concentrao encontrada mediante a padronizao do KMnO4, foi de 0,0073 mol/L (Clculos em anexo).Comparando com a concentrao terica encontrada, podemos calcular o erro percentual:

Para fazer a padronizao seria necessrio uma soluo de KMnO4 0,025 N, que corresponde a 0,005 mol/L (Clculos em anexo).Assim, como possumos KMnO4 0,007 mol/L, foi necessrio fazer uma diluio, para que se pudesse alcanar a concentrao desejada.

Logo, foram necessrios diluir 171 mL de KMnO4 para preparar a soluo requerida de volume total 250 mL (clculos em anexos).Sabendo que foi pesada uma massa de 0,7 g de Fe(NH4)2(SO4)26H2O, precisamos saber qual a porcentagem de Fe2+ presente, atravs dos clculos efetuados (em anexos), encontrou-se que 14,24% da massa pesada representa a massa de Fe2+.Com essa porcentagem, foi possvel encontrar a massa de Fe2+ atravs da seguinte relao:

Sendo assim, a massa de Fe2+ realmente pesada foi de aproximadamente 0,1 g (clculos em anexo).O nmero de mols inicial de Fe2+ presente em 100 ml da soluo preparada foi calculada pela seguinte relao:

Assim, o nmero de mols encontrado foi de 1,79.10-3 (clculos em anexo).Mas sabemos que, ao retirar uma alquota de 25 ml dessa soluo, o nmero de mols de Fe2+ muda, e o seu valor de 4,48.10-4 mols (clculos em anexo).Tendo o nmero de mols e o volume da soluo de ferro, podemos achar sua concentrao terica inicial pela seguinte relao:

Assim, atravs dos devidos clculos (em anexo), foi possvel encontrar uma concentrao de 0,01792 mol/L.Entretanto, ao adicionarmos os 10 ml de cido sulfrico na soluo, a concentrao de ferro muda. Pela lei da diluio (clculos em anexo), foi possvel encontrar uma concentrao de Fe2+ de 0,0128 mol/L (concentrao torica).Para padronizao do Fe(NH4)2(SO4)26H2O, utilizou-se a soluo de KMnO4 0,005 mol/L, pelo fato dela j estar padronizada. Abaixo segue a reao que ocorreu na titulao:

(Reao 19)

As semi-reaes envolvidas so:

(Reao 20)

Observou-se no fim da titulao, uma colorao rosa como ponto final.O volume gasto de KMnO4 no ponto final da titulao foi de 17 mL, sendo assim, foi possvel calcular a concentrao real dos ons Fe2+ em soluo atravs da lei de diluio. Lembrando que a relao estequiomtrica nos d que 1 mols de KMnO4 est para 5 mols de Fe2+, assim:

A concentrao encontrada mediante a padronizao da soluo de Fe2+, foi de 0,0121 mol/L (clculos em anexo).Comparando com a concentrao terica encontrada, podemos calcular o erro percentual:

5 CONCLUSO

Com a titulometria de oxirreduo, foi possvel entender como as reaes de oxidao e reduo ocorrem e como elas agem em conjunto. O conhecimento adquirido serviu como base para a padronizao de solues que envolvem esse tipo de reao, nesse sentido de grande importncia se conhecer os mecanismos das reaes bem como das semirreaes envolvidas durante o processo.

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

OHLWEILER, O. A., Qumica Analtica Quantitativa. 3 ed., vol. 1, Ed. Livros Tcnicos e Cientficos Editoriais S.A.,RJ, 1985.

BACCAN, N.; ANDRADE, J. C. de; GODINHO, O. E. S.; BARONE, J. S., Qumica Analtica Quantitativa Elementar. 2 ed., vol. nico, Ed. Edgard Blcher Ltda, SP, 1985.

BACCAN, N.; ALEIXO, L. M.; GODINHO O. E. S.; STEIN E. Introduo Semimicroanlise Qualitativa. 3a edio, Editora da UNICAMP, Campinas, 2001, 308p.